บล็อกหน่วยความจำแบบ HIDL

HIDL MemoryBlock เป็นเลเยอร์นามธรรมที่สร้างจาก hidl_memory, HIDL @1.0::IAllocator และ HIDL @1.0::IMapper ออกแบบมาสำหรับบริการ HIDL ที่มีบล็อกหน่วยความจำหลายบล็อกเพื่อแชร์ฮีพหน่วยความจำเดียว

ปรับปรุงประสิทธิภาพ

การใช้ MemoryBlock ในแอปสามารถลดจำนวนข้อผิดพลาด mmap/munmap และการแบ่งพื้นที่ผู้ใช้ได้อย่างมาก ซึ่งจะปรับปรุงประสิทธิภาพได้ เช่น

• การใช้ต่อ hidl_memory สำหรับการจองบัฟเฟอร์แต่ละรายการมีค่าเฉลี่ย 238 us/1 allocation
• การใช้ MemoryBlock และการแชร์ hidl_memory รายการเดียวมีอัตราเฉลี่ย 2.82 us/1 allocation

สถาปัตยกรรม

สถาปัตยกรรม HIDL MemoryBlock ประกอบด้วยบริการ HIDL ที่มีการบล็อกหน่วยความจำหลายบล็อกซึ่งแชร์ฮีปหน่วยความจำเดียว ดังนี้

รูปที่ 1 สถาปัตยกรรม HIDL MemoryBlock

การใช้งานตามปกติ

ส่วนนี้จะแสดงตัวอย่างการใช้ MemoryBlock โดยประกาศ HAL ก่อน แล้วจึงติดตั้งใช้งาน HAL

ประกาศ HAL

สําหรับตัวอย่าง IFoo HAL ต่อไปนี้

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

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

Android.bp มีดังนี้

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

ติดตั้งใช้งาน HAL

วิธีการใช้ HAL ตัวอย่าง

1. ดาวน์โหลด hidl_memory (โปรดดูรายละเอียดใน 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. สร้างอินสแตนซ์ HidlMemoryDealer ด้วย hidl_memory ที่ได้มา:

   #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. จัดสรร MemoryBlock ซึ่งเป็นโครงสร้างที่กำหนดโดย HIDL

   ตัวอย่าง MemoryBlock

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

   ตัวอย่างการใช้ MemoryDealer เพื่อจัดสรร 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. ยกเลิกการจัดสรร MemoryBlock

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

5. จัดการข้อมูล

   #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. กำหนดค่า Android.bp:

   shared_libs: [
           "android.hidl.memory@1.0",
   
           "android.hidl.memory.block@1.0"
   
           "android.hidl.memory.token@1.0",
           "libhidlbase",
           "libhidlmemory",
   

7. ตรวจสอบขั้นตอนเพื่อตัดสินใจว่าจำเป็นต้องlockMemoryหรือไม่

   โดยปกติแล้ว MemoryBlock จะใช้จํานวนการอ้างอิงเพื่อดูแลhidl_memoryที่แชร์ ซึ่งมีการmmap()เมื่อ 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` รายการใดรายการหนึ่งแมปตลอดอายุการใช้งานของล็อก ตัวอย่าง

   #include <hidlmemory/mapping.h>
   
   sp<RefBase> lockMemory(const sp<IMemoryToken> key);
   

การใช้งานเพิ่มเติม

ส่วนนี้แสดงรายละเอียดเกี่ยวกับการใช้งาน MemoryBlock เพิ่มเติม

ใช้จํานวนการอ้างอิงเพื่อจัดการ MemoryBlock

ในกรณีส่วนใหญ่ วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการใช้ MemoryBlock คือการจัดสรร/ยกเลิกการจัดสรรอย่างชัดแจ้ง อย่างไรก็ตาม ในแอปที่ซับซ้อน การใช้จํานวนการอ้างอิงสําหรับการเก็บขยะอาจเหมาะกว่า หากต้องการใช้การนับการอ้างอิงใน MemoryBlock คุณสามารถเชื่อมโยง MemoryBlock กับออบเจ็กต์ Binder ซึ่งจะช่วยนับการอ้างอิงและยกเลิกการจัดสรร MemoryBlock เมื่อจำนวนลดลงเป็น 0

ประกาศ HAL

เมื่อประกาศ HAL ให้อธิบายโครงสร้าง HIDL ที่มีอินสแตนซ์ MemoryBlock และ IBase ดังนี้

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

struct MemoryBlockAllocation {
    MemoryBlock block;
    IBase refcnt;
};

ใช้ MemoryBlockAllocation เพื่อแทนที่ MemoryBlock และนำวิธีการชำระเงินออกเพื่อคืน MemoryBlock ระบบจะยกเลิกการจัดสรรหน่วยความจำโดยจํานวนการอ้างอิงด้วย MemoryBlockAllocation ตัวอย่าง

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

ติดตั้งใช้งาน HAL

ตัวอย่างการติดตั้งใช้งาน HAL ฝั่งบริการ

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);

ตัวอย่างการใช้งาน HAL ฝั่งไคลเอ็นต์

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

แนบและเรียกข้อมูลเมตา

แอปบางแอปต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อเชื่อมโยงกับ MemoryBlock ที่จัดสรร คุณเพิ่มและเรียกข้อมูลเมตาได้ 2 วิธี ดังนี้

• หากแอปเข้าถึงข้อมูลเมตาบ่อยเท่ากับการเข้าถึงบล็อก ให้ต่อท้ายข้อมูลเมตาและส่งทั้งหมดในสตรูคเจอร์ ตัวอย่าง

  import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;
  
  struct MemoryBlockWithMetaData{
      MemoryBlock block;
      MetaDataStruct metaData;
  };
  

• หากแอปเข้าถึงข้อมูลเมตาน้อยกว่าบล็อกมาก การผ่านข้อมูลเมตาแบบพาสซีฟด้วยอินเทอร์เฟซจะมีประสิทธิภาพมากกว่า ตัวอย่าง

  import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;
  
  struct MemoryBlockWithMetaData{
      MemoryBlock block;
      IMetaData metaData;
  };
  

  ถัดไป ให้เชื่อมโยงข้อมูลเมตากับ MemoryBlock โดยใช้ MemoryDealer ตัวอย่าง

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