Android display架構分析七-Surfaceflinger process流程分析

根據前面的介紹，surfaceflinger作爲一個server process，上層的應用程序（作爲client）通過Binder方式與其進行通信。Surfaceflinger作爲一個thread，這裏把它分爲3個部分，如下：

1、 Thread本身處理部分，包括初始化以及thread loop。

2、 Binder部分，負責接收上層應用的各個設置和命令，並反饋狀態標誌給上層。

3、 與底層的交互，負責調用底層接口（HAL）。

結構圖如下：

註釋：

a、 Binder接收到應用程序的命令（如創建surface、設置參數等），傳遞給flinger。

b、 Flinger完成對應命令後將相關結果狀態反饋給上層。

c、 在處理上層命令過程中，根據需要設置event（主要和顯示有關），通知Thread Loop進行處理。

d、 Flinger根據上層命令通知底層進行處理（主要是設置一些參數，Layer、position等）

e、 Thread Loop中進行surface的合成並通知底層進行顯示（Post buffer）。

f、 DisplayHardware層根據flinger命令調用HAL進行HW的操作。

下面來具體分析一些SurfaceFlinger中重要的處理函數以及surface、Layer的屬性

1）、readToRun

SurfaceFlinger thread的初始化函數，主要任務是分配內存和設置底層接口(EGL&HAL)。

status_t SurfaceFlinger::readyToRun()

｛

…

…

mServerHeap = new MemoryDealer(4096, MemoryDealer::READ_ONLY);//爲IPC分配共享內存

…

mSurfaceHeapManager = new SurfaceHeapManager(this, 8 << 20);//爲flinger分配heap，大小爲8M，存放具體的顯示數據

    {

       // initialize the main display

        GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));

        DisplayHardware* const hw = new DisplayHardware(this, dpy);

        plane.setDisplayHardware(hw);//保存顯示接口

}

//獲取顯示相關參數

    const GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));

    const DisplayHardware& hw = plane.displayHardware();

    const uint32_t w = hw.getWidth();

    const uint32_t h = hw.getHeight();

    const uint32_t f = hw.getFormat();

…

…

    // Initialize OpenGL|ES

    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);

    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);

…

…

｝

2）、ThreadLoop

Surfaceflinger的loop函數，主要是等待其他接口發送的event，進行顯示數據的合成以及顯示

bool SurfaceFlinger::threadLoop()

{

    waitForEvent();//等待其他接口的signal event

…

…

    // post surfaces (if needed)

    handlePageFlip();//處理翻頁機制

    const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware());

    if (LIKELY(hw.canDraw()))

   {

        // repaint the framebuffer (if needed)

        handleRepaint();//合併所有layer並填充到buffer中去

…

…

        postFramebuffer();//互換front buffer和back buffer，調用EGL接口進行顯示

    }

…

…

}

3）、createSurface

提供給應用程序的主要接口，該接口可以創建一個surface，底層會根據參數創建layer以及分配內存，surface相關參數會反饋給上層

sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid,

        ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params,

        DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,

        uint32_t flags)

｛

…

…

    int32_t id = c->generateId(pid);

    if (uint32_t(id) >= NUM_LAYERS_MAX) //NUM_LAYERS_MAX=31

    {

        LOGE("createSurface() failed, generateId = %d", id);

        return

    }

…

layer = createNormalSurfaceLocked(c, d, id, w, h, format, flags);//創建layer，根據參數（寬高格式）分配內存（共2個buffer：front/back buffer）

    if (layer)

    {

        setTransactionFlags(eTransactionNeeded);

        surfaceHandle = layer->getSurface();//創建surface

        if (surfaceHandle != 0)

            surfaceHandle->getSurfaceData(params);//創建的surface參數反饋給應用層

    }

｝

４）、setClientState

處理上層的各個命令，並根據flag設置event通知Threadloop進行處理

status_t SurfaceFlinger::setClientState(

        ClientID cid,

        int32_t count,

        const layer_state_t* states)

{

    Mutex::Autolock _l(mStateLock);

    uint32_t flags = 0;

    cid <<= 16;

    for (int i=0 ; i<count ; i++) //檢測所有存在layer的狀態標誌

    {

        const layer_state_t& s = states[i];

        LayerBaseClient* layer = getLayerUser_l(s.surface | cid);

        if (layer)

             {

            const uint32_t what = s.what;

            // 檢測應用層是否設置各個標誌，如果有則通知底層完成對應操作，並通知ThreadLoop做對應的處理

            if (what & eDestroyed) //刪除該層Layer

                 {

                if (removeLayer_l(layer) == NO_ERROR)

                 {

                    flags |= eTransactionNeeded;

                    continue;

                }

            }

            if (what & ePositionChanged) //顯示位置變化

                 {

                if (layer->setPosition(s.x, s.y))

                    flags |= eTraversalNeeded;

            }

            if (what & eLayerChanged) //Layer改變

                 {

                if (layer->setLayer(s.z))

                  {

                    mCurrentState.layersSortedByZ.reorder(

                            layer, &Layer::compareCurrentStateZ);

                    flags |= eTransactionNeeded|eTraversalNeeded;

                }

            }

            if (what & eSizeChanged)

                  {

                if (layer->setSize(s.w, s.h))//設置寬高變化

                    flags |= eTraversalNeeded;

            }

            if (what & eAlphaChanged) {//設置Alpha效果

                if (layer->setAlpha(uint8_t(255.0f*s.alpha+0.5f)))

                  flags |= eTraversalNeeded;

            }

            if (what & eMatrixChanged) {//矩陣參數變化

                if (layer->setMatrix(s.matrix))

                    flags |= eTraversalNeeded;

            }

            if (what & eTransparentRegionChanged) {//顯示區域變化

                if (layer->setTransparentRegionHint(s.transparentRegion))

                    flags |= eTraversalNeeded;

            }

            if (what & eVisibilityChanged) {//是否顯示

                if (layer->setFlags(s.flags, s.mask))

                    flags |= eTraversalNeeded;

            }

        }

    }

if (flags)

{

        setTransactionFlags(flags);//通過signal通知ThreadLoop

    }

    return NO_ERROR;

}

5）、composeSurfaces

該接口在Threadloop中被調用，負責將所有存在的surface進行合併，OpenGl模塊負責這個部分。

6）、postFramebuffer

該接口在Threadloop中被調用，負責將合成好的數據（存於back buffer中）推入在front buffer中，然後調用HAL接口命令底層顯示。

7）、從3中可知，上層每創建一個surface的時候，底層都會同時創建一個layer，下面看一下surface及layer的相關屬性。

Note：code中相關結構體太大，就不全部羅列出來了

A、Surface相關屬性（詳細參考文件surface.h）

a1：SurfaceID：根據此ID把相關surface和layer對應起來

a2：SurfaceInfo

包括寬高格式等信息

a3：2個buffer指針、buffer索引等信息

B、Layer相關屬性（詳細參考文件layer.h/layerbase.h/layerbitmap.h）

包括Layer的ID、寬高、位置、layer、alpha指、前後buffer地址及索引、layer的狀態信息（如eFlipRequested、eBusy、eLocked等）