Daemon di eliminazione dei processi in caso di memoria insufficiente

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Il processo del daemon di eliminazione per memoria insufficiente di Android (lmkd) monitora lo stato della memoria di un sistema Android in esecuzione e reagisce a un'elevata pressione sulla memoria terminando i processi meno essenziali per mantenere le prestazioni del sistema a livelli accettabili.

Informazioni sulla pressione della memoria

Un sistema Android che esegue più processi in parallelo potrebbe riscontrare situazioni in cui la memoria di sistema è esaurita e i processi che richiedono più memoria presentano ritardi evidenti. L'utilizzo intensivo della memoria, uno stato in cui il sistema sta esaurendo la memoria, richiede ad Android di liberare memoria (per alleviare la pressione) riducendo la velocità o terminando i processi non importanti, chiedendo ai processi di liberare risorse memorizzate nella cache non critiche e così via.

In passato, Android monitorava la pressione della memoria di sistema utilizzando un driver LMK (interruzione per memoria insufficiente) nel kernel, un meccanismo rigido che dipende da valori hardcoded. A partire dal kernel 4.12, il driver LMK viene rimosso dal kernel upstream e lo spazio utente lmkd esegue attività di monitoraggio della memoria e di eliminazione dei processi.

Informazioni sull'arresto anomalo della pressione

Android 10 e versioni successive supportano una nuova modalità lmkd che utilizza i monitor PSI (Informazioni sulla stallo della pressione del kernel) per il rilevamento della pressione della memoria. Il set di patch PSI nel kernel upstream (portato in backport ai kernel 4.9 e 4.14) misura il tempo di ritardo delle attività a causa di carenze di memoria. Poiché questi ritardi influiscono direttamente sull'esperienza utente, rappresentano una metrica utile per determinare la gravità della pressione sulla memoria. Il kernel upstream include anche monitor PSI che consentono ai processi dello spazio utente privilegiato (come lmkd) di specificare soglie per questi ritardi e di iscriversi agli eventi del kernel quando viene superata una soglia.

Monitor PSI rispetto agli indicatori vmpressure

Poiché gli indicatori vmpressure (generati dal kernel per il rilevamento della pressione della memoria e utilizzati da lmkd) includono spesso numerosi falsi positivi,lmkd deve eseguire un filtro per determinare se la memoria è sotto pressione reale. Ciò comporta risvegli lmkd non necessari e l'utilizzo di risorse di calcolo aggiuntive. L'utilizzo di monitor PSI consente un rilevamento più accurato della pressione della memoria e riduce al minimo il sovraccarico dei filtri.

Utilizzare i monitor PSI

Per utilizzare i monitor PSI anziché gli eventi vmpressure, configura la proprietà ro.lmk.use_psi. Il valore predefinito è true, per cui PSI monitora il metodo predefinito di rilevamento della pressione della memoria per lmkd. Poiché i monitor PSI richiedono il supporto del kernel, il kernel deve includere le patch di backport PSI ed essere compilato con il supporto PSI abilitato (CONFIG_PSI=y).

Svantaggi del driver LMK in-kernel

Android ritira il driver LMK a causa di una serie di problemi, tra cui:

• I dispositivi con poca RAM dovevano essere ottimizzati in modo aggressivo e, anche così, avevano un rendimento scadente sui carichi di lavoro con una pagecache attiva basata su file di grandi dimensioni. Le prestazioni scadenti hanno causato thrashing e nessun kill.
• Il driver del kernel LMK si basava su limiti di memoria libera, senza ridimensionamento in base all'utilizzo della memoria.
• A causa della rigidità del design, i partner spesso personalizzavano il driver in modo che funzionasse sui loro dispositivi.
• Il driver LMK si è collegato all'API di riduzione delle slab, che non è stata progettata per operazioni complesse come la ricerca e l'interruzione dei target, il che ha rallentato il processo vmscan.

Spazio utente lmkd

Lo spazio utente lmkd implementa la stessa funzionalità del driver in-kernel, ma utilizza i meccanismi del kernel esistenti per rilevare e stimare la pressione della memoria. Questi meccanismi includono l'utilizzo di eventi vmpressure generati dal kernel o di monitor di informazioni sulla stallo della pressione (PSI) per ricevere notifiche sui livelli di pressione della memoria e l'utilizzo delle funzionalità cgroup della memoria per limitare le risorse di memoria allocate a ogni processo in base all'importanza del processo.

Utilizzare lmkd nello spazio utente in Android 10

In Android 9 e versioni successive, lo spazio utente lmkd si attiva se non viene rilevato un driver LMK in-kernel. Poiché lo spazio utente lmkd richiede il supporto del kernel per i gruppi di controllo della memoria, il kernel deve essere compilato con le seguenti impostazioni di configurazione:

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=n
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y

Strategie di eliminazione

Lo spazio utente lmkd supporta le strategie di eliminazione in base agli eventi vmpressure o ai monitor della PSI, alla loro gravità e ad altri suggerimenti come l'utilizzo dello spazio di scambio. Le strategie di eliminazione differiscono tra i dispositivi a bassa memoria e quelli ad alte prestazioni:

• Sui dispositivi con poca memoria, il sistema deve tollerare una maggiore pressione sulla memoria come modalità di funzionamento normale.
• Sui dispositivi ad alte prestazioni, l'utilizzo della memoria deve essere considerato una situazione anomala e deve essere corretto prima che influisca sul rendimento complessivo.

Puoi configurare la strategia di interruzione utilizzando la proprietà ro.config.low_ram.

Lo spazio utente lmkd supporta anche una modalità precedente in cui prende decisioni di eliminazione utilizzando le stesse strategie del driver LMK in-kernel (ovvero soglie di memoria libera e cache dei file). Per attivare la modalità legacy, imposta la proprietà ro.lmk.use_minfree_levels su true.

Configura lmkd

Configura lmkd per un dispositivo specifico utilizzando le seguenti proprietà.

Configurazione di esempio del dispositivo:

PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \
    ro.lmk.low=1001 \
    ro.lmk.medium=800 \
    ro.lmk.critical=0 \
    ro.lmk.critical_upgrade=false \
    ro.lmk.upgrade_pressure=100 \
    ro.lmk.downgrade_pressure=100 \
    ro.lmk.kill_heaviest_task=true

Lmkd nello spazio utente in Android 11

Android 11 migliora il lmkd introducendo una nuova strategia di eliminazione. La strategia di eliminazione utilizza un meccanismo PSI per il rilevamento della pressione della memoria introdotto in Android 10. lmkd in Android 11 tiene conto dei livelli di utilizzo delle risorse di memoria e del thrashing per evitare la carenza di memoria e il degrado delle prestazioni. Questa strategia di eliminazione sostituisce le strategie precedenti e può essere utilizzata sia su dispositivi ad alte prestazioni sia su dispositivi con poca RAM (Android Go).

Requisiti del kernel

Per i dispositivi Android 11, lmkd richiede le seguenti funzionalità del kernel:

• Includi le patch PSI e abilita PSI (backport disponibili nei kernel comuni di Android 4.9, 4.14 e 4.19).
• Sono incluse le patch di supporto per PIDFD (backport disponibili nei kernel Android comuni 4.9, 4.14 e 4.19).
• Per i dispositivi con poca RAM, includi i cgroups di memoria.

Il kernel deve essere compilato con le seguenti impostazioni di configurazione:

CONFIG_PSI=y

Configurare lmkd in Android 11

La strategia di eliminazione della memoria in Android 11 supporta le impostazioni di ottimizzazione e i valori predefiniti elencati di seguito. Queste funzionalità sono disponibili sia su dispositivi ad alte prestazioni che su dispositivi con poca RAM.

Le seguenti vecchie manopole di regolazione funzionano anche con la nuova strategia di eliminazione.