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Android lowmemorykiller分析

2020-09-12 02:58:32 作業系統

1.概述

Android底層還是基于Linux,在Linux中低記憶體是會有oom killer去殺掉一些行程去釋放記憶體,而Android中的lowmemorykiller就是在此基礎上做了一些調整來的,因為手機上的記憶體畢竟比較有限,而Android中APP在不使用之后并不是馬上被殺掉,雖然上層ActivityManagerService中也有很多關于行程的調度以及殺行程的手段,但是畢竟還需要考慮手機剩余記憶體的實際情況,

lowmemorykiller的作用就是當記憶體比較緊張的時候去及時殺掉一些ActivityManagerService還沒來得及殺掉但是對用戶來說不那么重要的行程,回收一些記憶體,保證手機的正常運行,

lowmemkiller中會涉及到幾個重要的概念:

/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree:里面是以”,”分割的一組數,每個數字代表一個記憶體級別

/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj:對應上面的一組數,每個陣列代表一個行程優先級級別

舉個例子:

/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree:18432,23040,27648,32256,55296,80640

/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj:0,100,200,300,900,906

代表的意思:兩組數一一對應,當手機記憶體低于80640時,就去殺掉優先級906以及以上級別的行程,當記憶體低于55296時,就去殺掉優先級900以及以上的行程,

對每個行程來說:

/proc/pid/oom_adj:代表當前行程的優先級,這個優先級是kernel中的優先級,這個優先級與上層的優先級之間有一個換算,文章最后會提一下,

/proc/pid/oom_score_adj:上層優先級,跟ProcessList中的優先級對應

2.init行程lmkd

代碼位置:platform/system/core/lmkd/

ProcessList中定義有行程的優先級,越重要的行程的優先級越低,前臺APP的優先級為0,系統APP的優先級一般都是負值,所以一般行程管理以及殺行程都是針對與上層的APP來說的,而這些行程的優先級調整都在AMS里面,AMS根據行程中的組件的狀態去不斷的計算每個行程的優先級,計算之后,會及時更新到對應行程的檔案節點中,而這個對檔案節點的更新并不是它完成的,而是lmkd,他們之間通過socket通信,

lmkd在手機中是一個常駐行程,用來處理上層ActivityManager在進行updateOomAdj之后,通過socket與lmkd進行通信,更新行程的優先級,如果必要則殺掉行程釋放記憶體,lmkd是在init行程啟動的時候啟動的,在lmkd中有定義lmkd.rc:

service lmkd /system/bin/lmkd
    class core
    group root readproc
    critical
    socket lmkd seqpacket 0660 system system
    writepid /dev/cpuset/system-background/tasks

上層AMS跟lmkd通信主要分為三種command,每種command代表一種資料控制方式,在ProcessList以及lmkd中都有定義:

LMK_TARGET:更新/sys/module/lowmemorykiller/parameters/中的minfree以及adj
LMK_PROCPRIO:更新指定行程的優先級,也就是oom_score_adj
LMK_PROCREMOVE:移除行程

在開始介紹lmkd的處理邏輯之前,lmkd.c中有幾個重要的變數與資料結構提前說明一下:

// 記憶體級別限額
#define INKERNEL_MINFREE_PATH "/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree"
// 不同級別記憶體對應要殺的的優先級
#define INKERNEL_ADJ_PATH "/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj"

// 裝載上面兩組數字的陣列
static int lowmem_adj[MAX_TARGETS];
static int lowmem_minfree[MAX_TARGETS];

// 三種command
enum lmk_cmd {
    LMK_TARGET,
    LMK_PROCPRIO,
    LMK_PROCREMOVE,
};

// 優先級的最小值
#define OOM_SCORE_ADJ_MIN       (-1000)
// 優先級最大值
#define OOM_SCORE_ADJ_MAX       1000

// 雙向鏈表結構體
struct adjslot_list {
    struct adjslot_list *next;
    struct adjslot_list *prev;
};

// 行程在lmkd中的資料結構體
struct proc {
    struct adjslot_list asl;
    int pid;
    uid_t uid;
    int oomadj;
    struct proc *pidhash_next;
};

// 存放行程proc的hashtable,index是通過pid的計算得出
static struct proc *pidhash[PIDHASH_SZ];

// 根據pid計算index的hash演算法
#define pid_hashfn(x) ((((x) >> 8) ^ (x)) & (PIDHASH_SZ - 1))

// 行程優先級到陣列的index之間的轉換
// 因為行程的優先級可以是負值,但是陣列的index不能為負值
// 不過因為這個轉換只是簡單加了1000,為了方便,后面的描述中就認為是優先級直接做了index
#define ADJTOSLOT(adj) (adj + -OOM_SCORE_ADJ_MIN)

// table,類似hashtable,不過計算index的方式不是hash,而是oom_score_adj經過轉換后直接作為index
// 陣列的每個元素都是雙向回圈鏈表
// 行程的優先級作為陣列的index
// 即以行程的優先級為index,從-1000到+1000 + 1大小的陣列,根據優先級,同優先級的行程index相同
// 每個元素是一個雙向鏈表,這個鏈表上的所有proc的優先級都相同
// 這樣根據優先級殺行程的時候就會非常方便,要殺指定優先級的行程可以根據優先級獲取到一個行程鏈表,逐個去殺,
static struct adjslot_list procadjslot_list[ADJTOSLOT(OOM_SCORE_ADJ_MAX) + 1];

2.1 lmkd行程啟動入口

int main(int argc __unused, char **argv __unused) {
    struct sched_param param = {
            .sched_priority = 1,
    };
    // 將此行程未來使用到的所有記憶體都鎖在物理記憶體中,防止記憶體被交換
    mlockall(MCL_FUTURE);
    // 設定此執行緒的調度策略為SCHED_FIFO,first-in-first-out,param中主要設定sched_priority
    // 由于SCHED_FIFO是一種實時調度策略,在這個策略下優先級從1(low) -> 99(high)
    // 實時執行緒通常會比普通執行緒有更高的優先級
    sched_setscheduler(0, SCHED_FIFO, &param);
    // 初始化epoll以及與ActivityManager的socket連接,等待cmd和data
    if (!init())
        // 進入死回圈epoll_wait等待fd事件
        mainloop();
    ALOGI("exiting");
    return 0;
}

前面已經提到,這個行程存在的主要作用是跟AMS進行通信,更新oomAdj,在必要的時候殺掉行程,所以在main函式中主要就是創建了epoll以及初始化socket并連接ActivityManager,然后阻塞等待上層傳遞cmd以及資料過來,

2.2 init初始化

static int init(void) {
    ...

    // 拿到lmkd的socket fd
    ctrl_lfd = android_get_control_socket("lmkd");
    if (ctrl_lfd < 0) {
        ALOGE("get lmkd control socket failed");
        return -1;
    }
    // server listen
    ret = listen(ctrl_lfd, 1);
    if (ret < 0) {
        ALOGE("lmkd control socket listen failed (errno=%d)", errno);
        return -1;
    }
    epev.events = EPOLLIN;
    // ctrl_connect_handler里面完成了soclet的accpet以及read資料,并對資料進行相應的處理
    epev.data.ptr = (void *)ctrl_connect_handler;
    if (epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, ctrl_lfd, &epev) == -1) {
        ALOGE("epoll_ctl for lmkd control socket failed (errno=%d)", errno);
        return -1;
    }
    maxevents++;
    // 使用kernel空間的處理
    use_inkernel_interface = !access(INKERNEL_MINFREE_PATH, W_OK);

    if (use_inkernel_interface) {
        ALOGI("Using in-kernel low memory killer interface");
    } else {
        ret = init_mp(MEMPRESSURE_WATCH_LEVEL, (void *)&mp_event);
        if (ret)
            ALOGE("Kernel does not support memory pressure events or in-kernel low memory killer");
    }

    // 雙向鏈表初始化
    for (i = 0; i <= ADJTOSLOT(OOM_SCORE_ADJ_MAX); i++) {
        procadjslot_list[i].next = &procadjslot_list[i];
        procadjslot_list[i].prev = &procadjslot_list[i];
    }
    return 0;
}

在初始化的時候,有一個很重要的判斷:use_inkernel_interface,這個是根據是否有/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree的寫權限來判斷的,沒有的情況下就使用kernel空間的邏輯

目前遇到的都是use_inkernel_interface

如果use_inkernel_interface的值為false:

2.3 進入loop回圈mainloop

// 進入死回圈,然后呼叫epoll_wait阻塞等待事件的到來
static void mainloop(void) {
    while (1) {
        struct epoll_event events[maxevents];
        int nevents;
        int i;
        ctrl_dfd_reopened = 0;
        nevents = epoll_wait(epollfd, events, maxevents, -1);

        if (nevents == -1) {
            if (errno == EINTR)
                continue;
            ALOGE("epoll_wait failed (errno=%d)", errno);
            continue;
        }

        for (i = 0; i < nevents; ++i) {
            if (events[i].events & EPOLLERR)
                ALOGD("EPOLLERR on event #%d", i);
            if (events[i].data.ptr)
                (*(void (*)(uint32_t))events[i].data.ptr)(events[i].events);
        }
    }
}

2.4 處理socket傳遞過來的資料ctrl_command_handler

前面在ctrl_connect_handler這個方法中處理了accept,并開始了ctrl_data_handler中讀取資料并進行處理:ctrl_command_handler,對于ActivityManager傳遞來的Command以及data的主要處理邏輯就在ctrl_command_handler中,

static void ctrl_command_handler(void) {
    int ibuf[CTRL_PACKET_MAX / sizeof(int)];
    int len;
    int cmd = -1;
    int nargs;
    int targets;

    len = ctrl_data_read((char *)ibuf, CTRL_PACKET_MAX);
    if (len <= 0)
        return;

    nargs = len / sizeof(int) - 1;
    if (nargs < 0)
        goto wronglen;

    cmd = ntohl(ibuf[0]);

    // 一共三種command,在前面靜態變數的定義處已經介紹過
    switch(cmd) {
    // 更新記憶體級別以及對應級別的行程adj
    case LMK_TARGET:
        targets = nargs / 2;
        if (nargs & 0x1 || targets > (int)ARRAY_SIZE(lowmem_adj))
            goto wronglen;
        cmd_target(targets, &ibuf[1]);
        break;
    // 根據pid更新adj
    case LMK_PROCPRIO:
        if (nargs != 3)
            goto wronglen;
        cmd_procprio(ntohl(ibuf[1]), ntohl(ibuf[2]), ntohl(ibuf[3]));
        break;
    // 根據pid移除proc
    case LMK_PROCREMOVE:
        if (nargs != 1)
            goto wronglen;
        cmd_procremove(ntohl(ibuf[1]));
        break;
    default:
        ALOGE("Received unknown command code %d", cmd);
        return;
    }

    return;

wronglen:
    ALOGE("Wrong control socket read length cmd=%d len=%d", cmd, len);
}

上層代碼的呼叫時機這里就不細化了,往前追的話基本都是在ActivityManagerService中的udpateOomAdj中,也就是說上層根據四大組件的狀態對行程的優先級進行調整之后,會及時的反應到lmkd中,在記憶體不足的時候觸發殺行程,會從低優先級開始殺行程,command一共有三種,在上層的代碼是在ProcessList中,

2.4.1 LMK_TARGET

// 上層邏輯是在ProcessList.updateOomLevels中
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4 * (2*mOomAdj.length + 1));
buf.putInt(LMK_TARGET);
for (int i=0; i<mOomAdj.length; i++) {
    buf.putInt((mOomMinFree[i]*1024)/PAGE_SIZE);
    buf.putInt(mOomAdj[i]);
}
writeLmkd(buf)

// lmkd處理邏輯
static void cmd_target(int ntargets, int *params) {
    int i;
    if (ntargets > (int)ARRAY_SIZE(lowmem_adj))
        return;
    // 這個for回圈對應上面的for回圈,將資料讀出裝進陣列中
    for (i = 0; i < ntargets; i++) {
        lowmem_minfree[i] = ntohl(*params++);
        lowmem_adj[i] = ntohl(*params++);
    }
    lowmem_targets_size = ntargets;
    // 使用kernel空間的處理邏輯
    if (use_inkernel_interface) {
        char minfreestr[128];
        char killpriostr[128];
        minfreestr[0] = '\0';
        killpriostr[0] = '\0';
        // 取出兩個陣列中的資料,以","分隔,分別拼接成string
        for (i = 0; i < lowmem_targets_size; i++) {
            char val[40];
            if (i) {
                strlcat(minfreestr, ",", sizeof(minfreestr));
                strlcat(killpriostr, ",", sizeof(killpriostr));
            }
            snprintf(val, sizeof(val), "%d", lowmem_minfree[i]);
            strlcat(minfreestr, val, sizeof(minfreestr));
            snprintf(val, sizeof(val), "%d", lowmem_adj[i]);
            strlcat(killpriostr, val, sizeof(killpriostr));
        }
        // 將生成好的string寫入到檔案節點minfree以及adj
        writefilestring(INKERNEL_MINFREE_PATH, minfreestr);
        writefilestring(INKERNEL_ADJ_PATH, killpriostr);
    }
}

上面的處理邏輯主要是:

  1. 按照順序取出資料,裝進lmkd的陣列中,
  2. 分別將兩個陣列中的數取出,用”,”分隔
  3. lowmem_minfree中的資料拼成的string寫到 “/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree”
  4. lowmem_adj中的資料拼成的string寫到 “/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj”

2.4.2 LMK_PROCPRIO

// 上層邏輯是在ProcessList.setOomAdj中
public static final void setOomAdj(int pid, int uid, int amt) {
    if (amt == UNKNOWN_ADJ)
        return;

    long start = SystemClock.elapsedRealtime();
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4 * 4);
    buf.putInt(LMK_PROCPRIO);
    buf.putInt(pid);
    buf.putInt(uid);
    buf.putInt(amt);
    writeLmkd(buf);
    long now = SystemClock.elapsedRealtime();
    if ((now-start) > 250) {
        Slog.w("ActivityManager", "SLOW OOM ADJ: " + (now-start) + "ms for pid " + pid
                + " = " + amt);
    }
}

// lmkd處理邏輯
static void cmd_procprio(int pid, int uid, int oomadj) {
    struct proc *procp;
    char path[80];
    char val[20];
    if (oomadj < OOM_SCORE_ADJ_MIN || oomadj > OOM_SCORE_ADJ_MAX) {
        ALOGE("Invalid PROCPRIO oomadj argument %d", oomadj);
        return;
    }
    // LMK_PROCPRIO的主要作用就是更新行程的oomAdj
    // 將上層傳遞過來的資料(pid以及優先級)寫到該行程對應的檔案節點
    // /proc/pid/oom_score_adj
    snprintf(path, sizeof(path), "/proc/%d/oom_score_adj", pid);
    snprintf(val, sizeof(val), "%d", oomadj);
    writefilestring(path, val);
    // 如果使用kernel的使用邏輯,return
    // 即這個command傳遞過來只是更新了對應檔案節點的oom_score_adj
    if (use_inkernel_interface)
        return;
    // 從hashtable中查找proc
    procp = pid_lookup(pid);
    // 如果沒有查找到,也就是說這個行程是新創建的,lmkd維護的資料結構中還沒有這個proc,因此需要新建并添加到hashtable中
    if (!procp) {
            procp = malloc(sizeof(struct proc));
            if (!procp) {
                // Oh, the irony.  May need to rebuild our state.
                return;
            }
            procp->pid = pid;
            procp->uid = uid;
            procp->oomadj = oomadj;
            // 將proc插入到lmkd中的資料結構中,主要包括兩個資料結構
            // 更新hashtable,通過pid計算hash值,然后存盤,解決沖突是讓新來的作為陣列元素鏈表的頭結點
            // 優先級為index的雙向鏈表組成的table
            proc_insert(procp);
    } else {
        // hashtable中已經有這個proc
        // 但是因為優先級的變化,需要先把這個proc從原先的優先級table中對應位置的雙向鏈表中remove
        // 然后新加到新的優先級對應的雙向鏈表中
        // 雙向鏈表的添加是新來的放在頭部
        proc_unslot(procp);
        procp->oomadj = oomadj;
        proc_slot(procp);
    }
}

// 其中pid_lookup:查詢hashtable,因為行程的pid是唯一的,然后從中取出該pid在lmkd中的proc結構體,
static struct proc *pid_lookup(int pid) {
    struct proc *procp;
    for (procp = pidhash[pid_hashfn(pid)]; procp && procp->pid != pid;
         procp = procp->pidhash_next)
            ;
    return procp;
}

2.4.3 LMK_PROCREMOVE

// 上層處理邏輯在ProcessList.remove中
public static final void remove(int pid) {
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4 * 2);
    buf.putInt(LMK_PROCREMOVE);
    buf.putInt(pid);
    writeLmkd(buf);
}

// lmkd處理邏輯
static void cmd_procremove(int pid) {
    // 如果使用kernel介面,return
    if (use_inkernel_interface)
        return;
    // 更新資料結構,pid的hashtable以及行程優先級的雙向鏈表table
    pid_remove(pid);
    kill_lasttime = 0;
}

static int pid_remove(int pid) {
    int hval = pid_hashfn(pid);
    struct proc *procp;
    struct proc *prevp;
    // pid的hashtable
    for (procp = pidhash[hval], prevp = NULL; procp && procp->pid != pid;
         procp = procp->pidhash_next)
            prevp = procp;
    if (!procp)
        return -1;
    if (!prevp)
        pidhash[hval] = procp->pidhash_next;
    else
        prevp->pidhash_next = procp->pidhash_next;
    // 行程優先級的table
    proc_unslot(procp);
    free(procp);
    return 0;
}

2.4.4 小結

從上面的處理邏輯就能看出來,三種command的處理邏輯中都對use_inkernel_interface的情況下做了特殊處理,在use_inkernel_interface的情況下,做的事情都是很簡單的,只是更新一下檔案節點,如果不使用kernel interface,就需要lmkd自己維護兩個table,在每次更新adj的時候去更新table, 且在初始化的時候也能看到,如果不使用kernel的lowmemorykiller,則需要lmkd自己獲取手機記憶體狀態,如果匹配到了minfree中的等級,則需要通過殺掉一些行程釋放記憶體,

2.5 殺行程

初始化的時候已經注冊好了,當獲取到手機的記憶體匹配到minfree中某一個級別時:

2.5.1 查找

// 不使用kernel interface
// 根據當前記憶體的狀態查找需要殺掉的行程
static int find_and_kill_process(int other_free, int other_file, bool first)
{
    ...
    // 主要邏輯是這里的for回圈
    // 根據前面最小記憶體級別與優先級的對應關系
    // 拿到需要殺的行程的優先級
    for (i = 0; i < lowmem_targets_size; i++) {
        minfree = lowmem_minfree[i];
        if (other_free < minfree && other_file < minfree) {
            min_score_adj = lowmem_adj[i];
            break;
        }
    }
    if (min_score_adj == OOM_SCORE_ADJ_MAX + 1)
        return 0;
    for (i = OOM_SCORE_ADJ_MAX; i >= min_score_adj; i--) {
        struct proc *procp;
retry:
        // 從優先級table中取出一個
        // 因為是雙向回圈鏈表,取的時候取出head->prev,也就是最后一個
        // 也就是使用的lru演算法,先把近期不用的行程殺掉
        procp = proc_adj_lru(i);
        if (procp) {
            // 殺行程,通過發信號的方式
            // 回傳值是殺了該行程之后釋放的記憶體的大小
            // 如果釋放記憶體之后依然不滿足要求,則從鏈表上再取一個殺
            killed_size = kill_one_process(procp, other_free, other_file, minfree, min_score_adj, first);
            if (killed_size < 0) {
                goto retry;
            } else {
                return killed_size;
            }
        }
    }
    return 0;
}

2.6 小結

這部分從lmkd的main開始,從一些資料結構的初始化,到進入loop,再到與ActivityManager的socket連接,接收上層傳遞的資料,然后分別根據三種command做出不同的更新與洗掉等,當然最重要的還是use_inkernel_interface這個變數,從初始化到所有命令的處理都與這個邏輯分不開,如果不使用的話,需要自維護行程的資料結構,需要讀取檔案節點獲取手機記憶體狀態,在minfree匹配到時去查找并殺行程,直到釋放足夠多的記憶體,在使用kernel空間lowmemorykiller的情況下,三種命令做的事情會非常有限,主要是更新檔案節點,而lmdk本身根本不需要維護任何跟行程相關的結構,判斷手機狀態并查找低優先級的行程以及殺行程的作業全部都由lowmemorykiller完成,

3. lowmemorykiller

前面也提過,大多情況其實是使用kernel interface的,其實也就是kernel中的lowmemorykiller

代碼位置:/kernel/msm-3.18/drivers/staging/android/lowmemorykiller.c

lowmemorykiller中是通過linux的shrinker實作的,這個是linux的記憶體回識訓制的一種,由內核執行緒kswapd負責監控,在lowmemorykiller初始化的時候注冊register_shrinker,

static int __init lowmem_init(void)
{
    register_shrinker(&lowmem_shrinker);
    vmpressure_notifier_register(&lmk_vmpr_nb);
    return 0;
}

minfree以及min_adj兩個陣列:

// 下面兩個陣列分別代表了兩個引數檔案中的默認值,陣列默認的size都是6
// 對應 "/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj"
static short lowmem_adj[6] = {
    0,
    1,
    6,
    12,
};
static int lowmem_adj_size = 4;

// 對應 "/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree"
static int lowmem_minfree[6] = {
    3 * 512,    /* 6MB */
    2 * 1024,   /* 8MB */
    4 * 1024,   /* 16MB */
    16 * 1024,  /* 64MB */
};
static int lowmem_minfree_size = 4;

掃描當前記憶體以及殺行程:

static unsigned long lowmem_scan(struct shrinker *s, struct shrink_control *sc)
{
    struct task_struct *tsk;
    struct task_struct *selected = NULL;
    unsigned long rem = 0;
    int tasksize;
    int i;
    // OOM_SCORE_ADJ_MAX = 1000
    short min_score_adj = OOM_SCORE_ADJ_MAX + 1;
    int minfree = 0;
    int selected_tasksize = 0;
    short selected_oom_score_adj;
    // array_size = 6
    int array_size = ARRAY_SIZE(lowmem_adj);
    // NR_FREE_PAGES 是在/kernel/msm-3.18/include/linux/mmzone.h中定義的zone_stat_item對應的第一個列舉,下面的列舉以此類推
    // global_page_state(NR_FREE_PAGES)即讀取/proc/vmstat 中第一行的值
    int other_free = global_page_state(NR_FREE_PAGES) - totalreserve_pages;
    int other_file = global_page_state(NR_FILE_PAGES) -
                        global_page_state(NR_SHMEM) -
                        global_page_state(NR_UNEVICTABLE) -
                        total_swapcache_pages();

    if (lowmem_adj_size < array_size)
        array_size = lowmem_adj_size;
    if (lowmem_minfree_size < array_size)
        array_size = lowmem_minfree_size;
    for (i = 0; i < array_size; i++) {
        // 從小到大掃描lowmem_minfree陣列,根據剩余記憶體的大小,確定當前剩余記憶體的級別
        minfree = lowmem_minfree[i];
        if (other_free < minfree && other_file < (minfree + minfree / 4)) {
            // 由于兩個陣列之間的對應關系,minfree中找到當前記憶體所處的等級之后
            // 也就可以在lowmem_adj獲取到在這個記憶體級別需要殺掉的行程的優先級
            min_score_adj = lowmem_adj[i];
            break;
        }
    }

    lowmem_print(3, "lowmem_scan %lu, %x, ofree %d %d, ma %hd\n",
             sc->nr_to_scan, sc->gfp_mask, other_free,
             other_file, min_score_adj);
    // 經過一輪掃描,發現不需要殺行程,return
    if (min_score_adj == OOM_SCORE_ADJ_MAX + 1) {
        lowmem_print(5, "lowmem_scan %lu, %x, return 0\n",
                 sc->nr_to_scan, sc->gfp_mask);
        return 0;
    }

    selected_oom_score_adj = min_score_adj;
    // 內核一種同步機制 -- RCU同步機制
    rcu_read_lock();
again:
    // for_each_process用來遍歷所有的行程
    // 定義在 /kernel/msm-3.18/include/linux/sched.h
    // #define for_each_process(p) \
    //  for (p = &init_task ; (p = next_task(p)) != &init_task ; )
    for_each_process(tsk) {
        struct task_struct *p;
        short oom_score_adj;
        // 內核執行緒kthread
        if (tsk->flags & PF_KTHREAD)
            continue;
        // 已經被殺,還在等鎖
        if (test_tsk_lmk_waiting(tsk)) {
            lowmem_print(2, "%s (%d) is already killed, skip\n",
                tsk->comm, tsk->pid);
            continue;
        }
        // 一個task
        // 定義在 /kernel/msm-3.18/mm/oom_kill.c
        p = find_lock_task_mm(tsk);
        if (!p)
            continue;

        oom_score_adj = p->signal->oom_score_adj;
        if (oom_score_adj < min_score_adj) {
            // 如果當前找到的行程的oom_score_adj比當前需要殺的最小優先級還低,不殺
            task_unlock(p);
            continue;
        }
        // 拿到占用的記憶體大小
        // 定義在 /kernel/msm-3.18/include/linux/mm.h
        tasksize = get_mm_rss(p->mm);
#ifdef CONFIG_ZRAM
        tasksize += (get_mm_counter(p->mm, MM_SWAPENTS) / 3);
#endif
        task_unlock(p);
        if (tasksize <= 0)
            continue;
        if (selected) {
        // 第一次不會進到這
        // 第二次,也就是回圈回來,判斷如果當前選中的行程的adj更小
        // 或優先級相同但是記憶體比較小,則continue
            if (oom_score_adj < selected_oom_score_adj)
                continue;
            if (oom_score_adj == selected_oom_score_adj &&
                tasksize <= selected_tasksize)
                continue;
        }
        selected = p;
        selected_tasksize = tasksize;
        selected_oom_score_adj = oom_score_adj;
        // 已經選中了行程p,準備kill
        lowmem_print(2, "select '%s' (%d, %d), adj %hd, size %d, to kill\n",
                 p->comm, p->pid, p->tgid, oom_score_adj, tasksize);
    }
    if (selected) {
        task_lock(selected);
        // 給該行程發信號 SIGKILL
        send_sig(SIGKILL, selected, 0);
        if (selected->mm)
            task_set_lmk_waiting(selected);
        task_unlock(selected);
        // 殺行程完畢,列印kernel log, tag是lowmemorykiller
        lowmem_print(1, "Killing '%s' (%d), adj %hd,\n"
                 "   to free %ldkB on behalf of '%s' (%d) because\n"
                 "   cache %ldkB is below limit %ldkB for oom_score_adj %hd\n"
                 "   Free memory is %ldkB above reserved\n",
                 selected->comm, selected->pid,
                 selected_oom_score_adj,
                 selected_tasksize * (long)(PAGE_SIZE / 1024),
                 current->comm, current->pid,
                 other_file * (long)(PAGE_SIZE / 1024),
                 minfree * (long)(PAGE_SIZE / 1024),
                 min_score_adj,
                 other_free * (long)(PAGE_SIZE / 1024));
        lowmem_deathpending_timeout = jiffies + HZ;
        // 釋放的記憶體大小
        rem += selected_tasksize;
    }
    // 如果需要殺掉多個行程
    // kill_one_more在lmk_vmpressure_notifier中置true
    if (kill_one_more) {
        selected = NULL;
        kill_one_more = false;
        lowmem_print(1, "lowmem_scan kill one more process\n");
        // 跳轉到遍歷的地方再開始
        goto again;
    }
    lowmem_print(4, "lowmem_scan %lu, %x, return %lu\n",
             sc->nr_to_scan, sc->gfp_mask, rem);
    rcu_read_unlock();
    return rem;
}

lmk_vmpressure_notifier中定義了什么時候去kill_one_more,主要是當記憶體壓力在95以上時

lmk_vmpressure_notifier這個也是在init時注冊:vmpressure_notifier_register(&lmk_vmpr_nb);

static int lmk_vmpressure_notifier(struct notifier_block *nb,
            unsigned long action, void *data)
{
    unsigned long pressure = action;

    if (pressure >= 95) {
        if (!kill_one_more) {
            kill_one_more = true;
            lowmem_print(2, "vmpressure %ld, set kill_one_more true\n",
                pressure);
        }
    } else {
        if (kill_one_more) {
            kill_one_more = false;
            lowmem_print(2, "vmpressure %ld, set kill_one_more false\n",
                pressure);
        }
    }
    return 0;
}

oom_adj到oom_score_adj的轉換:

static short lowmem_oom_adj_to_oom_score_adj(short oom_adj)
{
    if (oom_adj == OOM_ADJUST_MAX)
        return OOM_SCORE_ADJ_MAX;
    else
        return (oom_adj * OOM_SCORE_ADJ_MAX) / -OOM_DISABLE;
}

4. 總結

由于Android中的行程啟動的很頻繁,四大組件都會涉及到行程啟動,行程啟動之后做完組要做的事情之后就會很快被AMS把優先級降低,但是為了針對低記憶體的情況以及如果用戶開啟太多,且APP的優先級很高,AMS這邊就有一些無力了,為了保證手機正常運行必須有行程清理,記憶體回收,根據當前手機剩余記憶體的狀態,在minfree中找到當前等級,再根據這個等級去adj中找到這個等級應該殺掉的行程的優先級,然后去殺行程,直到釋放足夠的記憶體,目前大多都使用kernel中的lowmemorykiller,但是上層用戶的APP的優先級的調整還是AMS來完成的,lmkd在中間充當了一個橋梁的角色,通過把上層的更新之后的adj寫入到檔案節點,提供lowmemorykiller殺行程的依據,

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