AOSP CameraLatencyHistogram的原理与使用

AOSP代码引用参考：

www.aospxref.com/

可以搜索到android各个版本的代码，比较方便，不必下载AOSP代码。

CameraLatencyHistogram是什么

CameraLatencyHistogram是AOSP Camera模块的一个工具类，主要作用是进行直方图统计，针对一些有时延的操作，比如request执行的时间，dequeue buffer的时间等，做直方图统计，最后用于性能相关问题的debug。

核心源代码位置：

/frameworks/av/services/camera/libcameraservice/utils/LatencyHistogram.cpp

源码解析

头文件定义

其中，

• mBinSizeMs 记录的是当前记录表的标准时间，比如预设一次request的标准时长为40ms

• mBinCount 记录的是直方图的等级划分数量，通常默认是10个等级

• mBins 记录的是直方图各个等级的数量

• mTotalCount 记录的是直方图的统计数量总数

类初始化

初始化上述的变量，注意，

这里对vector进行的初始化，实际上是设定vector的size大小

，不是将第一个元素设定为binCount。

增加一个数据/清空所有数据

add一个数据时：先计算时间差，注意，这里是ns，然后转换为ms，再与标准时间做除法（计算机的整数除法只取整数部分，比如标准时间是40ms，本次耗时30ms，则除法得到0，耗时70ms，则除法得到1），这样就能保证0<=t<mBinSizeMs的时长index为0,然后依次类推到9

mbinSizeMs<=t<10

mBinSizeMs的index为9；

然后针对小于0和大于等于10的做归一化操作；

然后对应存储位置加一，总数加一。

dump/log以及内部处理函数formatHistogramText

dump的逻辑：

• 先dump数据的行头，标识dump时的记录数据量；

• 然后将直方图数据构造成字符串；

• 将直方图数据写入到对应的fd文件中。

log函数的操作与dump基本一致，只是这时是调用Android log 打印出来。

这个函数的作用就是将统计结果表示成字符串：

• 先打印耗时的时间段，如33ms/66ms/99ms，最大值打印为inf (max ms)

• 然后打印每一个段数据占总数据量的百分比
  100.0*mBins[i]/mTotalCount

• 最后打印一个%号。

使用该工具的位置

mDequeueBufferLatency：dequeue buffer的时延，5ms

///frameworks/av/services/camera/libcameraservice/device3/Camera3OutputStream.h
//dequebuffer默认耗时5ms,进行记录 
static const int32_t kDequeueLatencyBinSize = 5; // in ms C
ameraLatencyHistogram mDequeueBufferLatency; 

status_t Camera3OutputStream::getBuffersLocked(std::vector<OutstandingBuffer>* outBuffers) { 
 ... 
 nsecs_t dequeueStart = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC); 
 res = consumer->dequeueBuffers(&buffers); 
 nsecs_t dequeueEnd = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
 mDequeueBufferLatency.add(dequeueStart, dequeueEnd); 
 ... 
}

mBufferLimitLatency：buffer signal时延，33ms

///frameworks/av/services/camera/libcameraservice/device3/Camera3Stream.h
// Latency histogram of the wait time for handout buffer count to drop below 
// max_buffers. 
static const int32_t kBufferLimitLatencyBinSize = 33; //in ms 
CameraLatencyHistogram mBufferLimitLatency; 
status_t Camera3Stream::getBuffer(camera_stream_buffer *buffer, nsecs_t waitBufferTimeout, const std::vector<size_t>& surface_ids) { 
 ... 
 nsecs_t waitStart = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC); 
 if (waitBufferTimeout < kWaitForBufferDuration) { 
 waitBufferTimeout = kWaitForBufferDuration; 
 } 
 res = mOutputBufferReturnedSignal.waitRelative(mLock, waitBufferTimeout); 
 nsecs_t waitEnd = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
 mBufferLimitLatency.add(waitStart, waitEnd); 
 ... 
}

mRequestLatency：request执行的时延，40ms

///frameworks/av/services/camera/libcameraservice/device3/Camera3Device.h
//记录request的时延，默认一帧request时长40ms 
static const int32_t kRequestLatencyBinSize = 40; // in ms 
CameraLatencyHistogram mRequestLatency; 
bool Camera3Device::RequestThread::threadLoop() { 
 ... 
 bool submitRequestSuccess = false; 
 nsecs_t tRequestStart = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC); 
 submitRequestSuccess = sendRequestsBatch(); 
 nsecs_t tRequestEnd = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
 mRequestLatency.add(tRequestStart, tRequestEnd); 
 ... 
}

具体使用

ADBlog搜索关键字：CameraLatencyHistogram

由此可见，采样41个request，40ms内执行成功的有95.12%;采样36个dequeue buffer，全部都在5ms内执行成功。

该模块主要用于

查看framework的一些耗时流程的时延直方图分布，check性能时可以进行参考

。