Daemon de tueur de mémoire faible

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Le processus du daemon du tueur de mémoire faible Android (lmkd) surveille l'état de la mémoire d'un système Android en cours d'exécution et réagit à une pression de mémoire élevée en arrêtant les processus les moins essentiels pour maintenir les performances du système à des niveaux acceptables.

À propos de la pression de la mémoire

Un système Android exécutant plusieurs processus en parallèle peut rencontrer des situations où la mémoire système est épuisée et que les processus nécessitant plus de mémoire subissent des retards notables. La pression de mémoire, un état dans lequel le système manque de mémoire, oblige Android à libérer de la mémoire (pour atténuer la pression) en limitant ou en fermant les processus sans importance, en demandant aux processus de libérer des ressources mises en cache non critiques, etc.

Historiquement, Android surveillait la pression de la mémoire système à l'aide d'un pilote LMK (Low Memory Killer) dans le noyau, un mécanisme rigide qui dépend de valeurs codées en dur. À partir du kernel 4.12, le pilote LMK est supprimé du kernel en amont, et l'espace utilisateur lmkd effectue la surveillance de la mémoire et les tâches d'arrêt des processus.

Informations sur le blocage de pression

Android 10 et les versions ultérieures sont compatibles avec un nouveau mode lmkd qui utilise des moniteurs PSI (kernel pressure stall information) pour détecter la pression de la mémoire. Le correctif PSI du kernel en amont (porté en arrière vers les kernels 4.9 et 4.14) mesure la durée pendant laquelle les tâches sont retardées en raison de pénuries de mémoire. Comme ces retards affectent directement l'expérience utilisateur, ils représentent une métrique pratique pour déterminer la gravité de la pression sur la mémoire. Le kernel en amont inclut également des moniteurs PSI qui permettent aux processus d'espace utilisateur privilégiés (tels que lmkd) de spécifier des seuils pour ces retards et de s'abonner aux événements du kernel lorsqu'un seuil est dépassé.

Moniteurs PSI par rapport aux signaux vmpressure

Étant donné que les signaux vmpressure (générés par le noyau pour la détection de la pression de la mémoire et utilisés par lmkd) incluent souvent de nombreux faux positifs, lmkd doit effectuer un filtrage pour déterminer si la mémoire est soumise à une pression réelle. Cela entraîne des réveils lmkd inutiles et l'utilisation de ressources de calcul supplémentaires. L'utilisation de moniteurs PSI permet de détecter plus précisément la pression de la mémoire et de réduire les coûts de filtrage.

Utiliser des moniteurs PSI

Pour utiliser des moniteurs PSI au lieu d'événements vmpressure, configurez la propriété ro.lmk.use_psi. La valeur par défaut est true, ce qui fait que PSI surveille le mécanisme par défaut de détection de la pression de la mémoire pour lmkd. Étant donné que les moniteurs PSI nécessitent la prise en charge du noyau, le noyau doit inclure les correctifs de rétroportage PSI et être compilé avec la prise en charge de PSI activée (CONFIG_PSI=y).

Inconvénients du pilote LMK dans le noyau

Android abandonne le pilote LMK en raison de plusieurs problèmes, y compris les suivants:

• Les appareils à faible mémoire vive devaient être configurés de manière agressive, et même dans ce cas, leurs performances étaient médiocres pour les charges de travail avec un grand cache de pages actif basé sur des fichiers. Les mauvaises performances ont entraîné des accès aléatoires et aucun "kill".
• Le pilote du noyau LMK s'appuyait sur des limites de mémoire libre, sans mise à l'échelle en fonction de la pression sur la mémoire.
• En raison de la rigidité de la conception, les partenaires ont souvent personnalisé le pilote pour qu'il fonctionne sur leurs appareils.
• Le pilote LMK était connecté à l'API de réduction des dalles, qui n'était pas conçue pour les opérations lourdes telles que la recherche de cibles et leur suppression, ce qui ralentissait le processus vmscan.

lmkd de l'espace utilisateur

L'lmkd de l'espace utilisateur implémente la même fonctionnalité que le pilote du noyau, mais utilise les mécanismes de noyau existants pour détecter et estimer la pression de la mémoire. Ces mécanismes incluent l'utilisation d'événements vmpressure générés par le noyau ou de moniteurs d'informations sur les arrêts dus à la pression (PSI) pour recevoir des notifications sur les niveaux de pression de la mémoire, et l'utilisation des fonctionnalités de cgroup de mémoire pour limiter les ressources de mémoire allouées à chaque processus en fonction de son importance.

Utiliser lmkd dans l'espace utilisateur sous Android 10

Sous Android 9 et versions ultérieures, l'espace utilisateur lmkd s'active si un pilote LMK dans le noyau n'est pas détecté. Étant donné que l'espace utilisateur lmkd nécessite la prise en charge du noyau pour les groupes de mémoire, le noyau doit être compilé avec les paramètres de configuration suivants:

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=n
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y

Stratégies d'arrêt

lmkd de l'espace utilisateur prend en charge les stratégies d'arrêt basées sur des événements vmpressure ou des moniteurs PSI, leur gravité et d'autres indices tels que l'utilisation de l'espace de swap. Les stratégies d'arrêt diffèrent entre les appareils à faible mémoire et les appareils hautes performances:

• Sur les appareils à faible mémoire, le système doit tolérer une pression de mémoire plus élevée en tant que mode de fonctionnement normal.
• Sur les appareils hautes performances, la pression sur la mémoire doit être considérée comme une situation anormale et corrigée avant qu'elle n'affecte les performances globales.

Vous pouvez configurer la stratégie d'arrêt à l'aide de la propriété ro.config.low_ram.

L'espace utilisateur lmkd est également compatible avec un ancien mode dans lequel il prend des décisions d'arrêt en utilisant les mêmes stratégies que le pilote LMK du noyau (c'est-à-dire les seuils de mémoire libre et de cache de fichiers). Pour activer l'ancien mode, définissez la propriété ro.lmk.use_minfree_levels sur true.

Configurer lmkd

Configurez lmkd pour un appareil spécifique à l'aide des propriétés suivantes.

Exemple de configuration de l'appareil:

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 d'espace utilisateur sous Android 11

Android 11 améliore lmkd en introduisant une nouvelle stratégie d'arrêt. La stratégie d'arrêt utilise un mécanisme PSI pour la détection de la pression de mémoire introduit dans Android 10. lmkd dans Android 11 tient compte des niveaux d'utilisation des ressources de mémoire et des accès aléatoires pour éviter l'épuisement de la mémoire et la dégradation des performances. Cette stratégie de fermeture remplace les stratégies précédentes et peut être utilisée à la fois sur les appareils hautes performances et sur les appareils à faible RAM (Android Go).

Exigences concernant le noyau

Pour les appareils Android 11, lmkd nécessite les fonctionnalités de noyau suivantes:

• Incluez les correctifs PSI et activez PSI (versions antérieures disponibles dans les noyaux communs Android 4.9, 4.14 et 4.19).
• Inclut des correctifs de compatibilité PIDFD (versions rétroportées disponibles dans les noyaux communs Android 4.9, 4.14 et 4.19).
• Pour les appareils à faible RAM, incluez des cgroups de mémoire.

Le noyau doit être compilé avec les paramètres de configuration suivants:

CONFIG_PSI=y

Configurer lmkd dans Android 11

La stratégie d'arrêt de la mémoire dans Android 11 est compatible avec les boutons de réglage et les valeurs par défaut listés ci-dessous. Ces fonctionnalités fonctionnent à la fois sur les appareils hautes performances et sur ceux à faible RAM.

Les anciens boutons de réglage suivants fonctionnent également avec la nouvelle stratégie d'arrêt.