Android顯示系統(tǒng)SurfaceFlinger分析
一 Surfaceflinger介紹
surfaceflinger作用是接受多個(gè)來(lái)源的圖形顯示數(shù)據(jù)，將他們合成，然后發(fā)送到顯示設(shè)備。比如打開(kāi)應(yīng)用，常見(jiàn)的有三層顯示，頂部的statusbar底部或者側(cè)面的導(dǎo)航欄以及應(yīng)用的界面，每個(gè)層是單獨(dú)更新和渲染，這些界面都是有surfaceflinger合成一個(gè)刷新到硬件顯示。在顯示過(guò)程中使用到了bufferqueue，surfaceflinger作為consumer方，比如windwomanager管理的surface作為生產(chǎn)方產(chǎn)生頁(yè)面，交由surfaceflinger進(jìn)行合成。
二 bufferqueue 原理
bufferqueue分為生產(chǎn)者和消費(fèi)者
比如應(yīng)用通過(guò)windowsmanager分配一個(gè)surface，需要分配(dequeueBuffer)顯示空間在上面進(jìn)行繪圖，在圖形繪制完成后需要推送（queueBuffer）到surfaceflinger進(jìn)行合成顯示。
surfaceflinger作為消費(fèi)者，通過(guò)acquireBuffer（）得到一個(gè)要合成的圖形，在合成完畢后再releaseBuffer（）將圖形釋放。
bufferqueue類圖關(guān)系如下：
三 surfaceflinger 關(guān)系圖
ComposerService 為單例模式負(fù)責(zé)與surfaceflinger建立binder連接代碼如下：
class ComposerService : public Singleton<ComposerService>
{
sp<ISurfaceComposer> mComposerService;
sp<IBinder::DeathRecipient> mDeathObserver;
Mutex mLock;
ComposerService();
void connectLocked();
void composerServiceDied();
friend class Singleton<ComposerService>;
public:
// Get a connection to the Composer Service. This will block until
// a connection is established.
static sp<ISurfaceComposer> getComposerService();
};
void ComposerService::connectLocked() {
const String16 name("SurfaceFlinger");
while (getService(name, &mComposerService) != NO_ERROR) {
usleep(250000);
}
assert(mComposerService != NULL);
// Create the death listener.
class DeathObserver : public IBinder::DeathRecipient {
ComposerService& mComposerService;
virtual void binderDied(const wp<IBinder>& who) {
ALOGW("ComposerService remote (surfaceflinger) died [%p]",
who.unsafe_get());
mComposerService.composerServiceDied();
}
public:
DeathObserver(ComposerService& mgr) : mComposerService(mgr) { }
};
mDeathObserver = new DeathObserver(*const_cast<ComposerService*>(this));
mComposerService->asBinder()->linkToDeath(mDeathObserver);
}
/*static*/ sp<ISurfaceComposer> ComposerService::getComposerService() {
ComposerService& instance = ComposerService::getInstance();
Mutex::Autolock _l(instance.mLock);
if (instance.mComposerService == NULL) {
ComposerService::getInstance().connectLocked();
assert(instance.mComposerService != NULL);
ALOGD("ComposerService reconnected");
}
return instance.mComposerService;
}
SurfaceComposerClient則在于surfaceflinger建立連接后建立與Client的連接，通過(guò)client調(diào)用createSurface，然后返回SurfaceControl
sp<SurfaceControl> SurfaceComposerClient::createSurface(
const String8& name,
uint32_t w,
uint32_t h,
PixelFormat format,
uint32_t flags)
{
sp<SurfaceControl> sur;
if (mStatus == NO_ERROR) {
sp<IBinder> handle;
sp<IGraphicBufferProducer> gbp;
status_t err = mClient->createSurface(name, w, h, format, flags,
&handle, &gbp);
ALOGE_IF(err, "SurfaceComposerClient::createSurface error %s", strerror(-err));
if (err == NO_ERROR) {
sur = new SurfaceControl(this, handle, gbp);
}
}
return sur;
}
SurfaceControl負(fù)責(zé)這個(gè)顯示層的控制。
sp<Surface> SurfaceControl::getSurface() const
{
Mutex::Autolock _l(mLock);
if (mSurfaceData == 0) {
// This surface is always consumed by SurfaceFlinger, so the
// producerControlledByApp value doesn't matter; using false.
mSurfaceData = new Surface(mGraphicBufferProducer, false);
}
return mSurfaceData;
}
通過(guò)SurfaceControl::getSurface()，得到的真正的顯示層，這樣之后可以通過(guò)Lock和unlock將surface空間分配繪圖，再返回給surfaceflinger
上面只是cpp側(cè)的分析，上層比如WMS是java層，他的管理也是同底層一樣，只不過(guò)是有層JNI的封裝。
四 layer顯示內(nèi)存分配
surface創(chuàng)建后得到 mGraphicBufferProducer,通過(guò)mGraphicBufferProducer dequeubuffer在surfaceflinger的BnGraphicBufferProducer dequeuebuffer
int Surface::dequeueBuffer(android_native_buffer_t** buffer, int* fenceFd) {
status_t result = mGraphicBufferProducer->dequeueBuffer(&buf, &fence, mSwapIntervalZero,
reqW, reqH, mReqFormat, mReqUsage);
sp<GraphicBuffer>& gbuf(mSlots[buf].buffer);
if ((result & IGraphicBufferProducer::BUFFER_NEEDS_REALLOCATION) || gbuf == 0) {
result = mGraphicBufferProducer->requestBuffer(buf, &gbuf);
if (result != NO_ERROR) {
ALOGE("dequeueBuffer: IGraphicBufferProducer::requestBuffer failed: %d", result);
return result;
}
*buffer = gbuf.get();
}
}
在producer的server側(cè),new GraphicBuffer分配一個(gè)GraphicBuffer
if (returnFlags & BUFFER_NEEDS_REALLOCATION) {
BQ_LOGV("dequeueBuffer: allocating a new buffer for slot %d", *outSlot);
sp<GraphicBuffer> graphicBuffer = new GraphicBuffer(
width, height, format, BQ_LAYER_COUNT, usage,
{mConsumerName.string(), mConsumerName.size()});
在graphicbuffer中就是分配一個(gè)共享內(nèi)存
GraphicBuffer::GraphicBuffer(uint32_t inWidth, uint32_t inHeight,
PixelFormat inFormat, uint32_t inLayerCount, uint64_t usage, std::string requestorName)
: GraphicBuffer()
{
mInitCheck = initWithSize(inWidth, inHeight, inFormat, inLayerCount,
usage, std::move(requestorName));
}
status_t GraphicBuffer::initWithSize(uint32_t inWidth, uint32_t inHeight,
PixelFormat inFormat, uint32_t inLayerCount, uint64_t inUsage,
std::string requestorName)
{
GraphicBufferAllocator& allocator = GraphicBufferAllocator::get();
uint32_t outStride = 0;
status_t err = allocator.allocate(inWidth, inHeight, inFormat, inLayerCount,
inUsage, &handle, &outStride, mId,
std::move(requestorName));
if (err == NO_ERROR) {
mBufferMapper.getTransportSize(handle, &mTransportNumFds, &mTransportNumInts);
width = static_cast<int>(inWidth);
height = static_cast<int>(inHeight);
format = inFormat;
layerCount = inLayerCount;
usage = inUsage;
usage_deprecated = int(usage);
stride = static_cast<int>(outStride);
}
return err;
}
GraphicBufferAllocator::get() 使用gralloc進(jìn)行內(nèi)存分配，分配完成后，得到bufferIdx 將他發(fā)給client端也就是surface端
virtual status_t requestBuffer(int bufferIdx, sp<GraphicBuffer>* buf) {
Parcel data, reply;
data.writeInterfaceToken(IGraphicBufferProducer::getInterfaceDescriptor());
data.writeInt32(bufferIdx);
status_t result =remote()->transact(REQUEST_BUFFER, data, &reply);
if (result != NO_ERROR) {
return result;
}
bool nonNull = reply.readInt32();
if (nonNull) {
*buf = new GraphicBuffer();
result = reply.read(**buf);
if(result != NO_ERROR) {
(*buf).clear();
return result;
}
}
result = reply.readInt32();
return result;
返回虛擬地址給上層
void* vaddr;
status_t res = backBuffer->lockAsync(
GRALLOC_USAGE_SW_READ_OFTEN | GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN,
newDirtyRegion.bounds(), &vaddr, fenceFd);
五 surfaceflinger Layer
上面創(chuàng)建一個(gè)surface后，surfaceflinger對(duì)應(yīng)的是一個(gè)layer，當(dāng)上層layer調(diào)用刷新后，onFrameAvailable被調(diào)用，通知surfaceflinger有l(wèi)ayer更新
void BufferLayer::onFrameAvailable(const BufferItem& item) {
mFlinger->signalLayerUpdate();
}
到此這篇關(guān)于Android顯示系統(tǒng)SurfaceFlinger分析的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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