https://source.android.com/devices/architecture/hidl/memoryblock

HIDL 内存块

HIDL MemoryBlock 是构建在 hidl_memory、HIDL @1.0::IAllocator 和 HIDL @1.0::IMapper 之上的抽象层，专为有多个内存块共用单个内存堆的 HIDL 服务而设计。

性能提升

在应用中使用 MemoryBlock 可显著减少 mmap/munmap 数量和用户空间细分错误，从而提升性能。例如：

对每个缓冲区分配使用一个 hidl_memory，则每次分配平均用时 238 us。使用 MemoryBlock 并共享单个 hidl_memory，则每次分配平均用时 2.82 us。

架构

HIDL MemoryBlock 架构包括一些有多个内存块共用单个内存堆的 HIDL 服务：

图 1. HIDL MemoryBlock 架构

常规用法

本部分提供了一个关于如何通过以下方式使用 MemoryBlock 的示例：先声明 HAL，然后实现 HAL。

声明 HAL

对于以下示例 IFoo HAL：

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock; interface IFoo {     getSome() generates(MemoryBlock block);     giveBack(MemoryBlock block); };

 

Android.bp 如下所示：

hidl_interface {     ...     srcs: [         "IFoo.hal",     ],     interfaces: [         "android.hidl.memory.block@1.0",         ... };

 

实现 HAL

要实现示例 HAL，请执行以下操作：

获取 hidl_memory（有关详情，请参阅 HIDL C++）。

#include <android/hidl/allocator/1.0/IAllocator.h> using ::android::hidl::allocator::V1_0::IAllocator; using ::android::hardware::hidl_memory; ...   sp<IAllocator> allocator = IAllocator::getService("ashmem");   allocator->allocate(2048, [&](bool success, const hidl_memory& mem)   {         if (!success) { /* error */ }         // you can now use the hidl_memory object 'mem' or pass it   }));

 

使用获取的 hidl_memory 创建 HidlMemoryDealer：

#include <hidlmemory/HidlMemoryDealer.h> using ::android::hardware::HidlMemoryDealer /* The mem argument is acquired in the Step1, returned by the ashmemAllocator->allocate */ sp<HidlMemoryDealer> memory_dealer = HidlMemoryDealer::getInstance(mem);

 

分配 MemoryBlock（使用 HIDL 定义的结构体）。

示例 MemoryBlock：

struct MemoryBlock { IMemoryToken token; uint64_t size; uint64_t offset; };

 

使用 MemoryDealer 分配 MemoryBlock 的示例：

#include <android/hidl/memory/block/1.0/types.h> using ::android::hidl::memory::block::V1_0::MemoryBlock; Return<void> Foo::getSome(getSome_cb _hidl_cb) {     MemoryBlock block = memory_dealer->allocate(1024);     if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){         _hidl_cb(block);     ...

 

解除 MemoryBlock 分配：

Return<void> Foo::giveBack(const MemoryBlock& block) {     memory_dealer->deallocate(block.offset); ...

 

操控数据：

#include <hidlmemory/mapping.h> #include <android/hidl/memory/1.0/IMemory.h> using ::android::hidl::memory::V1_0::IMemory; sp<IMemory> memory = mapMemory(block); uint8_t* data = static_cast<uint8_t*>(static_cast<void*>(memory->getPointer()));

 

配置 Android.bp：

shared_libs: [         "android.hidl.memory@1.0",         "android.hidl.memory.block@1.0"         "android.hidl.memory.token@1.0",         "libhidlbase",         "libhidlmemory",

 

查看流程，确定是否需要 lockMemory。

通常，MemoryBlock 使用引用计数来维护共享的 hidl_memory：当其中有 MemoryBlock 首次被映射时，系统会对该内存执行 mmap() 操作；如果没有任何内容引用该内存，则系统会对其执行 munmap() 操作。为确保始终映射 hidl_memory，您可以使用 lockMemory，这是一种 RAII 样式的对象，可使相应的 hidl_memory 在整个锁定生命周期内保持映射状态。示例：

#include <hidlmemory/mapping.h> sp<RefBase> lockMemory(const sp<IMemoryToken> key);

 

扩展用法

本部分详细介绍了 MemoryBlock 的扩展用法。

使用引用计数来管理 Memoryblock

在大多数情况下，要使用 MemoryBlock，最高效的方法是明确分配/解除分配。不过，在复杂应用中，使用引用计数进行垃圾回收可能会更好。要获得 MemoryBlock 的引用计数，您可以将 MemoryBlock 与 binder 对象绑定，这有助于对引用进行计数，并在计数降至零时解除 MemoryBlock 分配。

声明 HAL

声明 HAL 时，请描述包含 MemoryBlock 和 IBase 的 HIDL 结构体：

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock; struct MemoryBlockAllocation {     MemoryBlock block;     IBase refcnt; };

 

使用 MemoryBlockAllocation 替换 MemoryBlock 并移除相应方法，以返回 MemoryBlock。该内存块将由引用计数功能通过 MemoryBlockAllocation 解除分配。示例：

interface IFoo {     allocateSome() generates(MemoryBlockAllocation allocation); };

 

实现 HAL

HAL 服务端实现示例：

class MemoryBlockRefCnt: public virtual IBase {    MemoryBlockRefCnt(uint64_t offset, sp<MemoryDealer> dealer)      : mOffset(offset), mDealer(dealer) {}    ~MemoryBlockRefCnt() {        mDealer->deallocate(mOffset);    }  private:    uint64_t mOffset;    sp<MemoryDealer> mDealer; }; Return<void> Foo::allocateSome(allocateSome_cb _hidl_cb) {     MemoryBlockAllocation allocation;     allocation.block = memory_dealer->allocate(1024);     if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){         allocation.refcnt= new MemoryBlockRefCnt(...);         _hidl_cb(allocation);

 

HAL 客户端实现示例：

ifoo->allocateSome([&](const MemoryBlockAllocation& allocation){     ... );

 

附加/检索元数据

某些应用需要额外的数据才能与所分配的 MemoryBlock 绑定。您可以使用以下两种方法来附加/检索元数据：

如果应用访问元数据的频率与访问内存块本身的频率相同，请附加元数据并以结构体的形式传递所有元数据。示例：

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock; struct MemoryBlockWithMetaData{     MemoryBlock block;     MetaDataStruct metaData; };

 

如果应用访问元数据的频率远低于访问内存块的频率，则使用接口被动传递元数据会更加高效。示例：

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock; struct MemoryBlockWithMetaData{     MemoryBlock block;     IMetaData metaData; };

 

接下来，使用 Memory Dealer 将元数据和 MemoryBlock 绑定在一起。示例：

MemoryBlockWithMetaData memory_block; memory_block.block = dealer->allocate(size); if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){     memory_block.metaData = new MetaData(...);

 

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