16 KB 頁面大小

頁面大小是作業系統管理記憶體的細微程度。現今大多數 CPU 都支援 4 KB 分頁大小，因此 Android OS 和應用程式過去都是以 4 KB 分頁大小建構及最佳化。ARM CPU 支援較大的 16 KB 分頁大小，而從 Android 15 開始，AOSP 也支援建構採用 16 KB 分頁大小的 Android。這個選項會使用額外記憶體，但可提升系統效能。在 Android 15 中，這項選項預設為停用，但 OEM 和應用程式開發人員可以透過開發人員模式或開發人員選項啟用，為日後全面切換至 16 KB 模式做好準備。

Android 15 以上版本支援以 16 KB ELF 對齊方式建構 Android，可搭配 4 KB 和 16 KB 核心使用，從 android14-6.1 開始支援。搭配 16 KB 核心使用時，這項設定會使用額外記憶體，但可提升系統效能。

將 Android 設為 16 KB

16 KB 頁面僅適用於具有 16 KB 核心的 arm64 目標。 不過，您也可以選擇在 Cuttlefish 上模擬 16 KB 的使用者空間x86_64。

核心空間

如果是 arm64 目標，如果您使用 Kleaf 建構核心，--page_size=16k 會以 16 KB 模式建構核心。如果您直接使用 Linux 核心設定，可以設定 CONFIG_ARM64_16K_PAGES (而非 CONFIG_ARM64_4K_PAGES) 來選取 16 KB 頁面。

使用者空間

如要在 Android 使用者空間中啟用 16 KB 分頁大小支援，請在產品上設定下列建構選項：

  • PRODUCT_NO_BIONIC_PAGE_SIZE_MACRO := true 會移除 PAGE_SIZE 定義，並讓元件在執行階段決定網頁大小。
  • PRODUCT_MAX_PAGE_SIZE_SUPPORTED := 16384，確保平台 ELF 檔案是以 16 KB 對齊方式建構。這個大小大於必要大小，是為了確保日後相容性。透過 16 KB ELF 對齊，核心可支援 4 KB/16 KB 頁面大小。

驗證建構旗標

選取 lunch 目標後，請確認環境中的建構標記設定正確無誤：

$ source build/envsetup.sh
$ lunch target

$ get_build_var TARGET_MAX_PAGE_SIZE_SUPPORTED
16384
$ get_build_var TARGET_NO_BIONIC_PAGE_SIZE_MACRO
true

如果前兩個指令分別傳回 16384 和 true，表示您的建構標記設定正確，可搭配 16 KB 核心運作。不過，即使建構作業通過，16 KB 環境的差異仍可能導致執行階段問題。

16 KB 頁面大小系統程式設計

在任何 Android 裝置上，絕大多數的程式碼都不會直接處理頁面大小。不過，如果是處理網頁的程式碼，核心的記憶體配置行為會有所不同，因此您必須留意這一點，才能編寫出不僅相容，而且效能最高、資源用量最少的程式碼。

如果您在 4 KB 系統上對 1 KB、2 KB 或最多 4 KB 的區域呼叫 mmap，系統會保留 4 KB 來實作這項作業。換句話說，向核心要求記憶體時，核心一律會將要求的記憶體向上取整至最接近的頁面大小。舉例來說，如果您在 4 KB 區域上配置 5 KB 區域，核心會配置 8 KB。

在 16 KB 的核心中，這些額外的頁面「尾端」較大。 舉例來說，如果使用 16 KB 的核心，從 1 KB 到 5 KB 的所有配置都會配置 16 KB。如果您要求 17 KB，系統會分配 32 KB。

舉例來說，在 4 KB 系統上，可以分配兩個 4 KB 的讀寫匿名區域。不過，在 16 KB 核心上，這會導致分配兩個頁面或 32 KB。在 16 KB 核心上，如果可以，這些區域可以合併為單一可讀取或可寫入的頁面，這樣就只會使用 16 KB，與 4 KB 核心的情況相比，會浪費 8 KB。如要進一步減少記憶體用量，可以合併更多頁面。事實上，在經過最佳化處理的 16 KB 系統中，16 KB 頁面所需的記憶體比 4 KB 系統更少，因為相同記憶體的分頁表大小只有四分之一。

使用 mmap 時，請務必將要求的大小向上取整至最接近的頁面大小。這樣一來，核心分配的記憶體總量就會直接顯示在執行階段值中，而不是隱含要求，或隱含或意外可存取。

建構共用程式庫，並調整為支援 16 KB ELF

如要建構屬於 Android 專案的共用程式庫，啟用 16 KB 分頁大小中的先前設定就已足夠：

  • PRODUCT_NO_BIONIC_PAGE_SIZE_MACRO := true
  • PRODUCT_MAX_PAGE_SIZE_SUPPORTED := 16384

如要建構不屬於 android 專案的共用程式庫，您需要傳遞這個連結器標記：

-Wl,-z,max-page-size=16384

確認二進位檔和預先建構的項目是否支援 16 KB ELF 對齊

如要驗證對齊方式和執行階段行為，最佳做法是在 16 KB 編譯核心上測試及執行。不過，為了及早發現某些問題，建議採取下列做法：

  • 從 Android 16 開始，您可以在建構時設定 PRODUCT_CHECK_PREBUILT_MAX_PAGE_SIZE := true。在 Android.bp 中使用 ignore_max_page_size: true，以及在 Android.mk 中使用 LOCAL_IGNORE_MAX_PAGE_SIZE := true，暫時忽略這些項目。這些設定會驗證所有預先建構的項目，並在項目更新但未與 16 KB 對齊時偵測到。

  • 您可以執行 atest elf_alignment_test，驗證在搭載 Android 15 以上版本的裝置上啟動時，裝置上 ELF 檔案的對齊方式。