Mengimplementasikan DMABUF dan pencatatan memori GPU di Android 12

Tetap teratur dengan koleksi Simpan dan kategorikan konten berdasarkan preferensi Anda.

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.

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

Perhatikan bahwa driver kernel yang mengekspor DMA-BUF harus menetapkan kolom exp_name struct dma_buf_export_info dengan benar ke nama eksportir sebelum memanggil dma_buf_export() API untuk membuat DMA-BUF. Hal ini diperlukan agar libdmabufinfo dan alat dmabuf_dump dapat memperoleh statistik per pengekspor yang kemudian diekspos dalam laporan {i>bug<i}.

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

Statistik untuk framework heap DMA-BUF

ION di GKI 2.0 tidak digunakan lagi dan digantikan oleh framework heap DMA-BUF, yang merupakan bagian dari {i>kernel<i} Linux hulu.

Statistik ION global berikut dilacak di Android 11:

• Ukuran total DMA-BUF yang diekspor oleh setiap heap ION
• Ukuran total memori pra-alokasi yang tidak digunakan dan 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 untuk perangkat yang menggunakan framework heap DMA-BUF di Android 12.

Meningkatkan akurasi penghitungan RAM yang hilang

Sebelumnya, penghitungan RAM yang hilang dilakukan sebagai berikut:

panjang terakhir lostRAM = memInfo.getTotalSizeKb() - (totalPss - totalSwapPss)

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

- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb();

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

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

Oleh karena itu, DMA-BUF yang dipetakan memori ke dalam ruang alamat GPU dikurangi dua kali ketika RAM yang hilang dihitung. Android 12 menerapkan solusi untuk menghitung ukuran DMA-BUF yang dipetakan ke ruang alamat GPU, yang berarti bahwa DMA-BUF hanya diperhitungkan sekali dalam penghitungan RAM yang Hilang.

Detail solusinya adalah sebagai berikut:

• Memtrack HAL API getMemory() saat dipanggil dengan PID 0 harus melaporkan total memori pribadi GPU global, untuk MemtrackType::GL dan MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.
• getMemory() saat dipanggil dengan PID 0 untuk MemtrackType selain GL tidak boleh gagal. Sebaliknya, hasilnya harus menampilkan 0.
• Solusi tracepoint/eBPF memori GPU yang ditambahkan di Android 12 untuk total memori GPU. Mengurangi total memori pribadi GPU dari total memori GPU akan memberikan 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.
• Memori GPU pribadi disertakan dalam totalPss di sebagian besar Memtrack HAL implementasi dan, oleh karena itu, duplikatnya harus dihapus sebelum menghapusnya dari lostRAM.

Solusi yang diimplementasikan dijelaskan di bagian berikutnya.

Menghapus variabilitas Memtrack dari RAM yang hilang

Karena implementasi HAL Memtrack dapat bervariasi di seluruh partner, memori GPU yang disertakan dalam totalPSS dari HAL tidak selalu konsisten. Untuk menghapus 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:

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 sebagaimana 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;

Penghitungan RAM yang hilang diperbarui

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

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

Validasi

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

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

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

Implementasi

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

Semua HAL HIDL direncanakan akan dikonversi menjadi AIDL dalam 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 tracepoint di GPU Anda driver, dan menerapkan AIDL memtrack HAL getMemory() API untuk menampilkan total memori pribadi GPU global saat dipanggil dengan PID 0 untuk MemtrackType::GL dan MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.