HIDL MemoryBlock

HIDL MemoryBlock – это абстрактный уровень, построенный на основе hidl_memory, HIDL @1.0::IAllocator и HIDL @1.0::IMapper. Он предназначен для сервисов HIDL, у которых есть несколько блоков памяти, использующих одну кучу.

Повышена производительность.

Использование MemoryBlock в приложениях может значительно сократить количество ошибок сегментации mmap/munmap и пользовательского пространства, что повышает производительность. Пример:

  • При использовании per hidl_memory для каждого выделения буфера в среднем требуется 238 мкс/1 выделение.
  • При использовании MemoryBlock и одного hidl_memory среднее время составляет 2,82 мкс/1 выделение.

Архитектура

Архитектура HIDL MemoryBlock включает сервисы HIDL с несколькими блоками памяти, которые используют одну и ту же кучу памяти:

HIDL MemoryBlock

Рисунок 1. Архитектура MemoryBlock HIDL

Обычное использование

В этом разделе приведен пример использования MemoryBlock. Сначала объявляется HAL, а затем реализуется.

Как заявить HAL

Для следующего примера IFoo HAL:

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

interface IFoo {
    getSome() generates(MemoryBlock block);
    giveBack(MemoryBlock block);
};

Компонент Android.bp выглядит следующим образом:

hidl_interface {
    ...
    srcs: [
        "IFoo.hal",
    ],
    interfaces: [
        "android.hidl.memory.block@1.0",
        ...
};

Реализация HAL

Чтобы реализовать пример HAL:

  1. Получите hidl_memory (подробности см. в разделе HIDL C++).

    #include <android/hidl/allocator/1.0/IAllocator.h>

using ::android::hidl::allocator::V1_0::IAllocator;
using ::android::hardware::hidl_memory;
...
  sp<IAllocator> allocator = IAllocator::getService("ashmem");
  allocator->allocate(2048, [&](bool success, const hidl_memory& mem)
  {
        if (!success) { /* error */ }
        // you can now use the hidl_memory object 'mem' or pass it
  }));

  2. Создайте экземпляр HidlMemoryDealer с полученным hidl_memory:

    #include <hidlmemory/HidlMemoryDealer.h>

using ::android::hardware::HidlMemoryDealer
/* The mem argument is acquired in the Step1, returned by the ashmemAllocator->allocate */
sp<HidlMemoryDealer> memory_dealer = HidlMemoryDealer::getInstance(mem);

  3. Выделите память для объекта MemoryBlock, который представляет собой структуру, определенную с помощью HIDL.

    Пример MemoryBlock:

    struct MemoryBlock {
IMemoryToken token;
uint64_t size;
uint64_t offset;
};

    Пример использования MemoryDealer для выделения MemoryBlock:

    #include <android/hidl/memory/block/1.0/types.h>

using ::android::hidl::memory::block::V1_0::MemoryBlock;

Return<void> Foo::getSome(getSome_cb _hidl_cb) {
    MemoryBlock block = memory_dealer->allocate(1024);
    if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){
        _hidl_cb(block);
    ...

  4. Отменить выделение MemoryBlock:

    Return<void> Foo::giveBack(const MemoryBlock& block) {
    memory_dealer->deallocate(block.offset);
...

  5. Манипулировать данными:

    #include <hidlmemory/mapping.h>
#include <android/hidl/memory/1.0/IMemory.h>

using ::android::hidl::memory::V1_0::IMemory;

sp<IMemory> memory = mapMemory(block);
uint8_t* data =

static_cast<uint8_t*>(static_cast<void*>(memory->getPointer()));

  6. Конфигурация Android.bp:

    shared_libs: [
        "android.hidl.memory@1.0",

        "android.hidl.memory.block@1.0"

        "android.hidl.memory.token@1.0",
        "libhidlbase",
        "libhidlmemory",

  7. Проверьте поток и решите, нужно ли lockMemory.

    Обычно MemoryBlock использует счетчик ссылок для поддержки общего hidl_memory, который mmap()-ed при первом вызове одного из его MemoryBlock instances is mapped and ismunmap()-ed when nothing refers to it. To keephidl_memoryalways mapped, you can uselockMemory, a RAII style object that keeps the correspondinghidl_memory`, сопоставленных на протяжении всего жизненного цикла блокировки. Пример:

    #include <hidlmemory/mapping.h>

sp<RefBase> lockMemory(const sp<IMemoryToken> key);

Расширенное использование

В этом разделе приведены подробные сведения о расширенном использовании MemoryBlock.

Как управлять MemoryBlock с помощью счетчика ссылок

В большинстве случаев эффективнее всего использовать MemoryBlock, явно выделяя и освобождая память. Однако в сложных приложениях для сбора мусора лучше использовать счетчик ссылок. Чтобы включить подсчет ссылок для MemoryBlock, вы можете связать MemoryBlock с объектом связывания, который помогает подсчитывать ссылки и освобождать MemoryBlock, когда количество ссылок уменьшается до нуля.

Как заявить HAL

При объявлении HAL опишите структуру HIDL, которая содержит экземпляр MemoryBlock и IBase:

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

struct MemoryBlockAllocation {
    MemoryBlock block;
    IBase refcnt;
};

Используйте MemoryBlockAllocation, чтобы заменить MemoryBlock, и удалите метод, чтобы вернуть MemoryBlock. Она освобождается с помощью подсчета ссылок с использованием MemoryBlockAllocation. Пример:

interface IFoo {
    allocateSome() generates(MemoryBlockAllocation allocation);
};

Как реализовать HAL

Пример реализации HAL на стороне сервиса:

class MemoryBlockRefCnt: public virtual IBase {
   MemoryBlockRefCnt(uint64_t offset, sp<MemoryDealer> dealer)
     : mOffset(offset), mDealer(dealer) {}
   ~MemoryBlockRefCnt() {
       mDealer->deallocate(mOffset);
   }
 private:
   uint64_t mOffset;
   sp<MemoryDealer> mDealer;
};

Return<void> Foo::allocateSome(allocateSome_cb _hidl_cb) {
    MemoryBlockAllocation allocation;
    allocation.block = memory_dealer->allocate(1024);
    if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){
        allocation.refcnt= new MemoryBlockRefCnt(...);
        _hidl_cb(allocation);

Пример реализации HAL на стороне клиента:

ifoo->allocateSome([&](const MemoryBlockAllocation& allocation){
    ...
);

Как добавлять и получать метаданные

Для привязки некоторых приложений к выделенному MemoryBlock требуются дополнительные данные. Добавлять и получать метаданные можно двумя способами:

  • Если приложение обращается к метаданным так же часто, как и к самому блоку, добавьте метаданные и передайте их все в структуре. Пример:

    import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    MetaDataStruct metaData;
};

  • Если приложение обращается к метаданным гораздо реже, чем к блоку, эффективнее передавать метаданные пассивно с помощью интерфейса. Пример:

    import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    IMetaData metaData;
};

    Затем свяжите метаданные с MemoryBlock, используя MemoryDealer. Пример:

    MemoryBlockWithMetaData memory_block;
memory_block.block = dealer->allocate(size);
if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){
    memory_block.metaData = new MetaData(...);