Daemon do Low memory killer

O processo do daemon do Android Low Memory Killer (lmkd) monitora o estado de memória de um sistema Android em execução e reage à alta pressão de memória encerrando os processos menos essenciais para manter o desempenho do sistema em níveis aceitáveis.

Sobre a pressão de memória

Um sistema Android que executa vários processos em paralelo pode encontrar situações em que a memória do sistema está esgotada e processos que exigem mais memória apresentam atrasos perceptíveis. A pressão de memória, um estado em que o sistema está com pouca memória, exige que o Android libere memória (para aliviar a pressão) restringindo ou encerrando processos sem importância, solicitando processos para liberar recursos não críticos armazenados em cache e assim por diante.

Historicamente, o Android monitorava a pressão da memória do sistema usando um driver de LMK no kernel, um mecanismo rígido que depende de valores codificados. A partir do kernel 4.12, o driver LMK é removido do kernel upstream, e o lmkd do espaço do usuário executa tarefas de monitoramento de memória e de eliminação de processos.

Informações sobre compressão de pressão

O Android 10 e versões mais recentes oferecem suporte a um novo modo lmkd que usa monitores de informação de pouca pressão (PSI, na sigla em inglês) do kernel para detecção de pressão da memória. O conjunto de patches do PSI no kernel upstream (retornado para kernels 4.9 e 4.14) mede o tempo que as tarefas são atrasadas devido a falta de memória. Como esses atrasos afetam diretamente a experiência do usuário, eles representam uma métrica conveniente para determinar a gravidade da pressão de memória. O kernel upstream também inclui monitores PSI que permitem que processos de espaço do usuário privilegiados (como lmkd) especifiquem limites para esses atrasos e se inscrevam em eventos do kernel quando um limite é violado.

Monitores PSI x sinais de vmpressure

Como os sinais vmpressure (gerados pelo kernel para detecção de pressão de memória e usados por lmkd) geralmente incluem vários falsos positivos, o lmkd precisa realizar a filtragem para determinar se a memória está sob pressão real. Isso resulta em ativações lmkd desnecessárias e no uso de outros recursos computacionais. O uso de monitores de PSI resulta em uma detecção de pressão de memória mais precisa e minimiza a sobrecarga de filtragem.

Usar monitores de PSI

Para usar monitores PSI em vez de eventos vmpressure, configure a propriedade ro.lmk.use_psi. O padrão é true, fazendo com que o PSI monitore o mecanismo padrão de detecção de pressão da memória para lmkd. Como os monitores de PSI exigem suporte ao kernel, o kernel precisa incluir os patches de backport do PSI e ser compilado com o suporte ao PSI ativado (CONFIG_PSI=y).

Desvantagens do driver LMK no kernel

O Android descontinua o driver LMK devido a vários problemas, incluindo:

• Os dispositivos com pouca RAM precisavam ser ajustados de forma agressiva e, mesmo assim, apresentavam um desempenho ruim em cargas de trabalho com um grande cache de página ativo com suporte a arquivos. O desempenho ruim resultou em sobrecarga e nenhuma interrupção.
• O driver do kernel LMK dependia de limites de memória livre, sem dimensionamento baseado na pressão de memória.
• Devido à rigidez do design, os parceiros geralmente personalizavam o driver para que ele funcionasse nos dispositivos.
• O driver do LMK foi conectado à API de redutor de laje, que não foi projetada para operações pesadas, como pesquisar e eliminar alvos, o que atrasava o processo vmscan.

lmkd do espaço do usuário

O lmkd do espaço do usuário implementa a mesma funcionalidade do driver no kernel, mas usa mecanismos do kernel para detectar e estimar a pressão da memória. Esses mecanismos incluem o uso de eventos vmpressure gerados pelo kernel ou de monitores de informações de bloqueio de pressão (PSI, na sigla em inglês) para receber notificações sobre níveis de pressão de memória e o uso de recursos de cgroup de memória para limitar os recursos de memória alocados para cada processo com base na importância do processo.

Usar o lmkd do espaço do usuário no Android 10

No Android 9 e versões mais recentes, o espaço do usuário lmkd será ativado se um driver LMK no kernel não for detectado. Como o lmkd do espaço do usuário exige suporte do kernel para cgroups de memória, o kernel precisa ser compilado com as seguintes configurações:

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=n
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y

Estratégias de eliminação

O espaço do usuário lmkd é compatível com estratégias de destruição baseadas em eventos vmpressure ou monitores PSI, na gravidade deles e em outras dicas, como utilização de troca. As estratégias de desligamento são diferentes entre dispositivos de pouca memória e de alto desempenho:

• Em dispositivos com pouca memória, o sistema precisa tolerar uma pressão de memória mais alta como um modo normal de operação.
• Em dispositivos de alto desempenho, a pressão da memória precisa ser considerada uma situação anormal e corrigida antes que ela afete o desempenho geral.

É possível configurar a estratégia de eliminação usando a propriedade ro.config.low_ram. Saiba mais em Configuração de RAM baixa.

O lmkd do espaço do usuário também oferece suporte a um modo legado em que ele toma decisões de eliminação usando as mesmas estratégias do driver LMK no kernel, ou seja, limites de memória livre e cache de arquivos. Para ativar o modo legado, defina a propriedade ro.lmk.use_minfree_levels como true.

Configurar lmkd

Configure o lmkd para um dispositivo específico usando as propriedades abaixo.

Exemplo de configuração do 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 do espaço do usuário no Android 11

O Android 11 melhora o lmkd com a introdução de uma nova estratégia de eliminação. A estratégia de eliminação usa um mecanismo PSI para detecção de pressão da memória introduzido no Android 10. O lmkd no Android 11 considera os níveis de uso de recursos de memória e a sobrecarga para evitar a privação de memória e a degradação do desempenho. Essa estratégia de eliminação substitui as anteriores e pode ser usada em dispositivos de alto desempenho e com pouca memória RAM (Android Go).

Requisitos do kernel

Para dispositivos Android 11, o lmkd requer os seguintes recursos do kernel:

• Inclua patches de PSI e ative o PSI (backports disponíveis nos kernels comuns do Android 4.9, 4.14 e 4.19).
• Incluir patches de compatibilidade com PIDFD, backports disponíveis nos kernels comuns do Android 4.9, 4.14 e 4.19.
• Para dispositivos com pouca memória RAM, inclua grupos de controle de memória.

O kernel precisa ser compilado com as seguintes configurações:

CONFIG_PSI=y

Configurar o lmkd no Android 11

A estratégia de eliminação de memória no Android 11 oferece suporte aos controles de ajuste e padrões listados abaixo. Esses recursos funcionam em dispositivos de alto desempenho e com pouca memória RAM.

Os botões de ajuste antigos a seguir também funcionam com a nova estratégia de desativação.