Menerapkan penghitungan memori DMBUF dan GPU di Android 12

Halaman ini menjelaskan berbagai peningkatan akuntansi memori yang diperkenalkan di Android 12.

Statistik DMA-BUF di sysfs

Di Android 11 dan Android 12, debugfs tidak dapat dipasang di build Pengguna. Jadi statistik DMA-BUF telah ditambahkan ke sysfs di direktori /sys/kernel/dmabuf/buffers di Android 12.

API libdmabufinfo mengurai statistik sysfs DMA-BUF untuk mengekspos statistik per eksportir dan per buffer.

Perlu diingat bahwa driver kernel yang mengekspor DMA-BUF harus menyetel kolom exp_name dari struct dma_buf_export_info dengan benar ke nama eksportir sebelum memanggil API dma_buf_export() untuk membuat DMA-BUF. Hal ini diperlukan untuk libdmabufinfo dan alat dmabuf_dump untuk memperoleh statistik per-eksportir yang kemudian diekspos dalam laporan bug.

Alat dmabuf_dump telah dimodifikasi untuk menampilkan informasi ini dengan argumen baru, -b .

Statistik untuk kerangka tumpukan DMA-BUF

ION di GKI 2.0 tidak lagi digunakan dan digantikan dengan framework heaps DMA-BUF , yang merupakan bagian dari kernel linux upstream.

Statistik ION global berikut dilacak di Android 11:

• Ukuran total DMA-BUF yang diekspor oleh setiap tumpukan ION
• Ukuran total memori pra-alokasi yang tidak terpakai yang disimpan oleh setiap heap ION

Tidak ada antarmuka yang tersedia untuk mengekspos statistik heap per-ION di Android 11.

Tabel berikut membandingkan antarmuka statistik ION dengan antarmukanya untuk perangkat yang menggunakan framework heap DMA-BUF di Android 12.

Meningkatkan akurasi perhitungan RAM yang hilang

Sebelumnya perhitungan RAM yang hilang dilakukan sebagai berikut:

final long lostRAM = memInfo.getTotalSizeKb( ) - ( totalPss - totalSwapPss )

- memInfo.getFreeSizeKb() - memInfo.getCachedSizeKb()

- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb() ;

Komponen totalPss mencakup penggunaan memori GPU (dikembalikan oleh antarmuka getMemory() Memtrack HAL). Komponen kernelUsed mencakup total penggunaan memori DMA-BUF. Namun, untuk perangkat Android, memori GPU berasal dari berikut ini:

• Alokasi langsung dilakukan oleh driver GPU menggunakan pengalokasi halaman fisik
• DMA-BUF dipetakan ke dalam ruang alamat GPU

Oleh karena itu, DMA-BUF yang dipetakan memori ke dalam ruang alamat GPU dikurangi dua kali saat kehilangan RAM dihitung. Android 12 mengimplementasikan solusi untuk menghitung ukuran DMA-BUF yang dipetakan ke dalam ruang alamat GPU, yang berarti ukuran tersebut hanya diperhitungkan satu kali dalam penghitungan RAM yang Hilang.

Detail solusinya adalah sebagai berikut:

• Memtrack HAL API getMemory() ketika dipanggil dengan PID 0 harus melaporkan total memori pribadi GPU global, untuk MemtrackType::GL dan MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.
• getMemory() ketika dipanggil dengan PID 0 untuk MemtrackType selain GL tidak boleh gagal. Sebaliknya, ia harus mengembalikan 0.
• Solusi tracepoint/eBPF memori GPU yang ditambahkan di Android 12 menyumbang total memori GPU. Mengurangi total memori pribadi GPU dari total memori GPU akan menghasilkan ukuran DMA-BUF yang dipetakan ke dalam ruang alamat GPU. Nilai tersebut kemudian dapat digunakan untuk meningkatkan akurasi penghitungan RAM yang Hilang dengan memperhitungkan penggunaan memori GPU dengan benar.
• Memori GPU pribadi disertakan dalam totalPss di sebagian besar implementasi Memtrack HAL dan oleh karena itu harus dihapus duplikatnya sebelum menghapusnya dari lostRAM .

Solusi yang diterapkan dirinci di bagian berikutnya.

Hapus variabilitas Memtrack dari RAM yang hilang

Karena implementasi Memtrack HAL dapat bervariasi antar mitra, memori GPU yang disertakan dalam totalPSS dari HAL tidak selalu konsisten. Untuk menghilangkan variabilitas dari lostRAM , memori yang diperhitungkan dalam MemtrackType::GRAPHICS dan MemtrackType::GL dihapus dari totalPss selama penghitungan lostRAM .

Memori MemtrackType::GRAPHICS dihapus dari totalPss dan diganti dengan memori totalExportedDmabuf dalam penghitungan lostRAM di ActivityManagerService.java seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

final long totalExportedDmabuf = Debug.getDmabufTotalExportedKb();

. . .

final long dmabufUnmapped = totalExportedDmabuf - dmabufMapped;

. . .

// Account unmapped dmabufs as part of the kernel memory allocations
kernelUsed += dmabufUnmapped;

// Replace Memtrack HAL reported Graphics category with mapped dmabufs
totalPss -= totalMemtrackGraphics;
totalPss += dmabufMapped;

Memori MemtrackType::GL dihapus dari totalPss dan diganti dengan memori GPU pribadi ( gpuPrivateUsage ) dalam penghitungan lostRAM di ActivityManagerService.java seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

final long gpuUsage = Debug.getGpuTotalUsageKb();

. . .

final long gpuPrivateUsage = Debug.getGpuPrivateMemoryKb();

. . .

// Replace the Memtrack HAL-reported GL category with private GPU allocations.
// Count it as part of the kernel memory allocations.
totalPss -= totalMemtrackGl;
kernelUsed += gpuPrivateUsage;

Memperbarui perhitungan RAM yang hilang

Total memori GPU pribadi dan total memori buffer DMA yang diekspor terdapat dalam kernelUsed + totalPss yang dihapus dari lostRAM . Hal ini menghilangkan variabilitas penghitungan ganda dan Memtrack dari perhitungan RAM yang hilang.

final long lostRAM = memInfo.getTotalSizeKb() - (totalPss - totalSwapPss)
- memInfo.getFreeSizeKb() - memInfo.getCachedSizeKb()
- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb();

Validasi

Pengujian VTS menerapkan aturan bahwa perangkat yang diluncurkan di Android 12 dengan kernel Linux versi 5.4 atau lebih tinggi mendukung API getGpuDeviceInfo() .

Memtrack HAL API getGpuDeviceInfo() baru harus mengembalikan informasi tentang perangkat GPU yang digunakan.

Hal ini memberikan penghitungan memori yang lebih baik dan visibilitas terhadap buffer DMA dan penggunaan memori GPU. Terapkan memtrack AIDL HAL untuk kehilangan RAM dan penghitungan memori dengan lebih baik. Fitur ini tidak bergantung pada layanan Google.

Penerapan

Fitur ini bergantung pada AIDL Memtrack HAL , dan petunjuk penerapannya di Android 12 disertakan dalam kode sebagai komentar.

Semua HIDL HAL direncanakan akan dikonversi ke AIDL pada rilis mendatang.

API berikut telah ditambahkan ke core/java/android/os/Debug.java :

   /**
     * Return total memory size in kilobytes for exported DMA-BUFs or -1 if
     * the DMA-BUF sysfs stats at /sys/kernel/dmabuf/buffers could not be read.
     *
     * @hide
     */
    public static native long getDmabufTotalExportedKb();

   /**
     * Return memory size in kilobytes allocated for DMA-BUF heap pools or -1 if
     * /sys/kernel/dma_heap/total_pools_kb could not be read.
     *
     * @hide
     */
    public static native long getDmabufHeapPoolsSizeKb();

Untuk memastikan versi Anda berfungsi sebagaimana mestinya, integrasikan titik jejak di driver GPU Anda, dan terapkan AIDL memtrack HAL getMemory() API untuk mengembalikan total memori pribadi GPU global dengan benar saat dipanggil dengan PID 0 untuk MemtrackType::GL dan MemtrackRecord:: FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.