Android 12'de DMABUF ve GPU bellek hesaplamasını uygulama

Bu sayfada, Android 12'de kullanıma sunulan çeşitli bellek hesabı iyileştirmeleri açıklanmaktadır.

sysfs'teki DMA-BUF istatistikleri

Android 11 ve Android 12'de debugfs, kullanıcı derlemelerine eklenemez. Bu nedenle, DMA-BUF istatistikleri Android 12'deki /sys/kernel/dmabuf/buffers dizininde sysfs dosyasına eklendi.

Yol Açıklama
/sys/kernel/dmabuf/buffers /sys/kernel/dmabuf/buffers dizini, her DMA-BUF'un dahili durumunun anlık görüntüsünü içerir. /sys/kernel/dmabuf/buffers/<inode_number>, <inode_number> benzersiz inode numarasına sahip DMA-BUF istatistiklerini içerir.
/sys/kernel/dmabuf/buffers/<inode_number>/exporter_name Bu salt okunur dosya, DMA-BUF dışa aktarıcısının adını içerir.
/sys/kernel/dmabuf/buffers/<inode_number>/size Bu salt okunur dosya, DMA-BUF'nin boyutunu bayt cinsinden belirtir.

libdmabufinfo API, dışa aktaran ve arabellek başına istatistikleri ortaya çıkarmak için DMA-BUF sysfs istatistiklerini ayrıştırır.

DMA-BUF'leri dışa aktaran çekirdek sürücülerinin, DMA-BUF oluşturmak için dma_buf_export() API'yi çağırmadan önce struct dma_buf_export_info öğesinin exp_name alanını dışa aktaran adıyla doğru şekilde ayarlaması gerektiğini lütfen unutmayın. Bu, libdmabufinfo ve dmabuf_dump aracının dışa aktaran başına istatistikleri türetmesi için gereklidir. Bu istatistikler daha sonra hata raporunda gösterilir.

dmabuf_dump aracı, bu bilgileri yeni bir bağımsız değişkenle (-b) döndürecek şekilde değiştirildi.

DMA-BUF yığın çerçevesiyle ilgili istatistikler

GKI 2.0'daki ION desteği, yukarı akış Linux çekirdeğinin bir parçası olan DMA-BUF yığın çerçevesinin tercih edilmesi amacıyla kullanımdan kaldırılıyor.

Android 11'de aşağıdaki küresel ION istatistikleri izlenir:

  • Her ION yığını tarafından dışa aktarılan DMA-BUF'lerin toplam boyutu
  • Her ION yığını tarafından depolanan kullanılmayan önceden ayrılmış belleğin toplam boyutu

Android 11'de ION başına yığın istatistiklerini gösterecek bir arayüz yoktur.

Aşağıdaki tabloda, ION istatistik arayüzleri Android 12'de DMA-BUF yığın çerçevesini kullanan cihazlardaki benzerleriyle karşılaştırılmaktadır.

Android 11 veya Android 12'de ION desteğiyle kullanıma sunulan cihazlar Android 12'de DMA-BUF yığınlarıyla başlatılan cihazlar
Her yığın için ION istatistikleri Yok DMA-BUF sysfs istatistiklerinden ayrıştırılır.
Dışa aktarılan DMA-BUF'ların toplam boyutu /sys/kernel/ion/total_heap_size_kb
(ION olmayan dışa aktarıcılar tarafından dışa aktarılan DMA-BUF'lerin boyutunu içermez)		 DMA-BUF sysfs istatistiklerinden ayrıştırılır
(dışa aktarılan tüm DMA-BUF'ların boyutunu içerir).
Yığınlar tarafından toplanan toplam bellek /sys/kernel/ion/total_pool_size_kb /sys/kernel/dma_heap/total_pool_size_kb

Kaybedilen RAM hesaplama doğruluğunu iyileştir

Daha önce, kaybedilen RAM hesaplaması aşağıdaki şekilde yapılıyordu:

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

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

- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb();

totalPss bileşeni, GPU bellek kullanımını içeriyordu (Memtrack HAL'in getMemory() arayüzü tarafından döndürülür). kernelUsed bileşeni, toplam DMA-BUF bellek kullanımını içeriyordu. Ancak, Android cihazlarda GPU belleği aşağıdakilerden hangileridir:

  • Fiziksel sayfa ayırıcı kullanarak GPU sürücüsü tarafından yapılan doğrudan ayırmalar
  • GPU adres alanına eşlenen DMA-BUF'ler

Bu nedenle, GPU adres alanına bellek eşlenen DMA-BUF'ler, kaybedilen RAM hesaplanırken iki kez çıkarılıyordu. Android 12, GPU adres alanına eşlenen DMA-BUF'lerin boyutunu hesaplamak için bir çözüm uygular. Bu da, Kayıp RAM hesaplamasında yalnızca bir kez dikkate alındığı anlamına gelir.

Çözümün ayrıntıları aşağıdaki gibidir:

  • Memtrack HAL API getMemory(), PID 0 ile çağrıldığında MemtrackType::GL ve MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED için genel toplam GPU özel belleği bildirmelidir.
  • GL dışında bir MemtrackType için PID 0 ile çağrılan getMemory() başarısız olmamalıdır. Bunun yerine 0 döndürmelidir.
  • Android 12'de eklenen GPU bellek izleme noktası/eBPF çözümü, toplam GPU belleğini hesaba katar. Toplam GPU özel belleğinin toplam GPU belleğinden çıkarılması, GPU adres alanına eşlenen DMA-BUF'lerin boyutunu sağlar. Bu değer daha sonra GPU bellek kullanımını doğru şekilde hesaba katarak Kaybedilen RAM hesaplamalarının doğruluğunu iyileştirmek için kullanılabilir.
  • Özel GPU belleği, çoğu Memtrack HAL uygulamasında totalPss içinde yer alır ve bu nedenle lostRAM ürününden kaldırılmadan önce tekilleştirilmesi gerekir.

Uygulanan çözüm bir sonraki bölümde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Kaybedilen RAM'den Memtrack değişkenliğini kaldır

Memtrack HAL uygulamaları iş ortakları arasında farklılık gösterebileceğinden, HAL'deki totalPSS özelliğine dahil edilen GPU belleği her zaman tutarlı değildir. lostRAM'teki değişkenliği kaldırmak için lostRAM hesaplaması sırasında MemtrackType::GRAPHICS ve MemtrackType::GL'de hesaba katılan bellek totalPss'ten kaldırılır.

MemtrackType::GRAPHICS belleği totalPss'dan kaldırılır ve aşağıdaki gibi ActivityManagerService.java'daki lostRAM hesaplamasında totalExportedDmabuf belleğiyle değiştirilir:

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;

MemtrackType::GL belleği totalPss'dan kaldırılır ve ActivityManagerService.java'daki lostRAM hesaplamasında aşağıdaki gibi özel GPU belleği (gpuPrivateUsage) ile değiştirilir:

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;

Kayıp RAM hesaplaması güncellendi

Hem toplam özel GPU belleği hem de dışa aktarılan toplam DMA arabellek belleği, lostRAM öğesinden kaldırılan kernelUsed + totalPss içinde yer alır. Bu, kaybedilen RAM hesaplamasında hem çift sayımı hem de Memtrack değişkenliğini ortadan kaldırır.

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

Doğrulama

VTS testleri, Android 12'de Linux çekirdek sürümü 5.4 veya sonraki bir sürümle başlatılan cihazların getGpuDeviceInfo() API'yi desteklediği kuralını uygular.

Yeni Memtrack HAL API getGpuDeviceInfo(), kullanılan GPU cihazı hakkında bilgi döndürmelidir.

Bu sayede DMA arabelleği ve GPU bellek kullanımıyla ilgili daha iyi bir bellek hesabı ve görünürlük elde edilir. Daha iyi kaybedilen RAM ve bellek hesaplama için memtrack AIDL HAL'yi uygulayın. Bu özellik Google hizmetlerine bağlı değildir.

Uygulama

Bu özellik AIDL Memtrack HAL'a bağlıdır ve Android 12'de uygulamaya ilişkin talimatlar koda yorum olarak eklenmiştir.

Tüm HIDL HAL'lerin gelecekteki sürümlerde AIDL'ye dönüştürülmesi planlanmaktadır.

Aşağıdaki API'ler core/java/android/os/Debug.java'e eklendi:

   /**
     * 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();

Sürümünüzün amaçlandığı şekilde çalıştığından emin olmak için izleme noktalarını GPU sürücülerinize entegre edin ve MemtrackType::GL ve MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED için PID 0 ile çağrıldığında global toplam GPU özel belleğini doğru şekilde döndürmek üzere AIDL memtrack HAL getMemory() API'sini uygulayın.