ใช้ DMABUF และการบัญชีหน่วยความจำ GPU ใน Android 12

จัดทุกอย่างให้เป็นระเบียบอยู่เสมอด้วยคอลเล็กชัน บันทึกและจัดหมวดหมู่เนื้อหาตามค่ากำหนดของคุณ

หน้านี้จะอธิบายถึงการปรับปรุงบัญชีหน่วยความจำต่างๆ ที่เริ่มใช้ใน Android 12

สถิติ DMA-BUF ใน sysf

ใน Android 11 และ Android 12 คุณจะไม่สามารถเมานต์ debugfs ในบิลด์ของผู้ใช้ ดังนั้นจึงมีการเพิ่มสถิติ DMA-BUF ลงใน sysfs ในไดเรกทอรี /sys/kernel/dmabuf/buffers ใน Android 12

libdmabufinfo API จะแยกวิเคราะห์สถิติ sysfs ของ DMA-BUF เพื่อแสดงสถิติต่อผู้ส่งออกและสถิติต่อบัฟเฟอร์

โปรดทราบว่าไดรเวอร์เคอร์เนลที่ส่งออก DMA-BUF จะต้องตั้งค่าexp_name struct dma_buf_export_infoเป็นชื่อผู้ส่งออกอย่างถูกต้องก่อนเรียกใช้ dma_buf_export() API เพื่อสร้าง DMA-BUF ซึ่งจำเป็นสำหรับ libdmabufinfo และเครื่องมือ dmabuf_dump เพื่อดึงข้อมูลสถิติต่อผู้ส่งออก ซึ่งจะแสดงในรายงานข้อบกพร่อง

dmabuf_dump มีการแก้ไขเครื่องมือเพื่อแสดงข้อมูลนี้ด้วยอาร์กิวเมนต์ใหม่ คือ -b

สถิติสำหรับเฟรมเวิร์กฮีป DMA-BUF

เราจะเลิกใช้งาน ION ใน GKI 2.0 และใช้เฟรมเวิร์กกอง DMA-BUF แทน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเคอร์เนล Linux เวอร์ชัน upstream

มีการติดตามสถิติ ION ทั่วโลกต่อไปนี้ใน Android 11

• ขนาดรวมของ DMA-BUF ที่ส่งออกโดยกอง ION แต่ละกอง
• ขนาดรวมของหน่วยความจำที่จัดสรรล่วงหน้าที่ไม่ได้ใช้ซึ่งจัดเก็บโดยฮีป ION ทุกฮีป

ไม่มีอินเทอร์เฟซที่แสดงสถิติของกอง ION แต่ละกองใน Android 11

ตารางต่อไปนี้จะเปรียบเทียบอินเทอร์เฟซสถิติ ION กับ สำเนาสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้เฟรมเวิร์กฮีป DMA-BUF ใน Android 12

ปรับปรุงความแม่นยำของการคำนวณ RAM ที่สูญหาย

ก่อนหน้านี้ การคำนวณ RAM ที่เสียไปมีวิธีดังนี้

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

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

- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb();

คอมโพเนนต์ totalPss รวมการใช้งานหน่วยความจำ GPU (แสดงผลโดยอินเทอร์เฟซ getMemory() ของ Memtrack HAL) คอมโพเนนต์ kernelUsed รวมการใช้งานหน่วยความจำ DMA-BUF ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สำหรับอุปกรณ์ Android หน่วยความจำ GPU จะมาจากข้อมูลต่อไปนี้

• การจัดสรรโดยตรงโดยไดรเวอร์ GPU โดยใช้ตัวจัดสรรหน้าทางกายภาพ
• DMA-BUF ที่แมปลงในพื้นที่ที่อยู่ GPU

ดังนั้น DMA-BUF ที่แมปหน่วยความจำไปยังพื้นที่ที่อยู่ของ GPU จึงถูกหักออก 2 ครั้งเมื่อคำนวณ RAM ที่หายไป Android 12 ใช้โซลูชันในการคำนวณขนาดของ DMA-BUF ที่แมปลงในพื้นที่ที่อยู่ของ GPU ซึ่งหมายความว่าระบบจะนับรวมเพียงครั้งเดียวในการคำนวณ RAM ที่สูญหาย

รายละเอียดของวิธีแก้ปัญหามีดังนี้

• Memtrack HAL API getMemory() เมื่อเรียกใช้ด้วย PID 0 ต้องรายงานหน่วยความจำ GPU ส่วนตัวทั้งหมดทั่วโลกสำหรับ MemtrackType::GL และ MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED
• getMemory() เมื่อเรียกใช้ด้วย PID 0 สำหรับ MemtrackType ที่ไม่ใช่ GL ต้องไม่ดำเนินการไม่สำเร็จ โดยจะต้องแสดงค่า 0 แทน
• โซลูชัน GPU memory tracepoint/eBPF ที่เพิ่มใน Android 12 จะนับรวมหน่วยความจำ GPU ทั้งหมด การลบหน่วยความจำส่วนตัวทั้งหมดของ GPU ออกจากหน่วยความจำทั้งหมดของ GPU จะให้ขนาดของ DMA-BUF ที่แมปลงในพื้นที่ที่อยู่ของ GPU จากนั้นคุณจะใช้ค่า เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการคำนวณ RAM ที่สูญหายโดยการคำนวณอย่างถูกต้อง การใช้งานหน่วยความจำ GPU
• หน่วยความจำ GPU ส่วนตัวรวมอยู่ใน totalPss ใน HAL ของ Memtrack ส่วนใหญ่ การนำไปใช้งาน ดังนั้นจึงต้องกรองข้อมูลที่ซ้ำกันออกก่อนที่จะนำออกจาก lostRAM

วิธีแก้ปัญหาที่นำไปใช้จะแสดงรายละเอียดในส่วนถัดไป

นำความแปรปรวนของ Memtrack ออกจาก RAM ที่หายไป

เนื่องจากการใช้งาน HAL ของ Memtrack อาจแตกต่างกันไปในแต่ละพาร์ทเนอร์ หน่วยความจำ GPU ที่รวมอยู่ใน totalPSS จาก HAL จึงอาจไม่สอดคล้องกันเสมอไป หากต้องการนําความแปรปรวนออกจาก lostRAM ระบบจะนำหน่วยความจําที่พิจารณาใน MemtrackType::GRAPHICS และ MemtrackType::GL ออกจาก totalPss ในระหว่างการคํานวณ lostRAM

นำหน่วยความจำ MemtrackType::GRAPHICS ออกจาก totalPss และแทนที่ด้วย หน่วยความจำ totalExportedDmabuf ในการคำนวณ lostRAM ใน ActivityManagerService.java ดังที่แสดงด้านล่าง

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;

ระบบนำหน่วยความจำ MemtrackType::GL ออกจาก totalPss และแทนที่ด้วย หน่วยความจำ GPU ส่วนตัว (gpuPrivateUsage) ในการคำนวณ lostRAM ใน ActivityManagerService.java ดังที่แสดงด้านล่าง

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;

อัปเดตการคำนวณ RAM ที่เสีย

ทั้งหน่วยความจำ GPU ส่วนตัวทั้งหมดและหน่วยความจำบัฟเฟอร์ DMA ที่ส่งออกทั้งหมดจะอยู่ใน kernelUsed + totalPss ซึ่งนำออกจาก lostRAM วิธีนี้จะช่วยขจัดทั้งการนับซ้ำและความแปรปรวนของ Memtrack จากการคำนวณ RAM ที่หายไป

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

การตรวจสอบความถูกต้อง

การทดสอบ VTS จะบังคับใช้กฎว่าอุปกรณ์ที่เปิดตัวใน Android 12 ที่มีเคอร์เนล Linux เวอร์ชัน 5.4 ขึ้นไปต้องรองรับ API getGpuDeviceInfo()

Memtrack HAL API ใหม่ getGpuDeviceInfo() ต้องแสดงข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ GPU ที่ใช้อยู่

ซึ่งจะช่วยให้เห็นภาพการใช้งานหน่วยความจําและบัฟเฟอร์ DMA รวมถึงหน่วยความจําของ GPU ได้ดียิ่งขึ้น ใช้ memtrack AIDL HAL เพื่อการจัดการ RAM และหน่วยความจำที่หายไปได้ดียิ่งขึ้น ฟีเจอร์นี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับบริการของ Google

การใช้งาน

ฟีเจอร์นี้ขึ้นอยู่กับ AIDL Memtrack HAL และวิธีการติดตั้งใช้งานใน Android 12 จะรวมอยู่ในโค้ดเป็นความคิดเห็น

เราวางแผนที่จะแปลง HIDL HAL ทั้งหมดเป็น AIDL ในรุ่นต่อๆ ไป

เพิ่ม API ต่อไปนี้ไปยัง core/java/android/os/Debug.java แล้ว:

   /**
     * 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();

โปรดผสานรวมจุดติดตามในไดรเวอร์ GPU และใช้ AIDL memtrack HAL getMemory() API เพื่อให้แสดงหน่วยความจําส่วนตัวทั้งหมดของ GPU ทั่วโลกอย่างถูกต้องเมื่อเรียกใช้ด้วย PID 0 สําหรับ MemtrackType::GL และ MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED