Android SurfaceFlinger process 流程分析

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根据前面的介绍，surfaceflinger作为一个server process，上层的应用程序（作为client）通过Binder方式与其进行通信。Surfaceflinger作为一个thread，这里把它分为3个部分，如下：

1、 Thread本身处理部分，包括初始化以及thread loop。

2、 Binder部分，负责接收上层应用的各个设置和命令，并反馈状态标志给上层。

3、 与底层的交互，负责调用底层接口（HAL）。

结构图如下：

a、 Binder接收到应用程序的命令（如创建surface、设置参数等），传递给flinger。

b、 Flinger完成对应命令后将相关结果状态反馈给上层。

c、 在处理上层命令过程中，根据需要设置event（主要和显示有关），通知Thread Loop进行处理。

d、 Flinger根据上层命令通知底层进行处理（主要是设置一些参数，Layer、position等）

e、 Thread Loop中进行surface的合成并通知底层进行显示（Post buffer）。

f、 DisplayHardware层根据flinger命令调用HAL进行HW的操作。

下面来具体分析一些SurfaceFlinger中重要的处理函数以及surface、Layer的属性

1）、readToRun

SurfaceFlinger thread的初始化函数，主要任务是分配内存和设置底层接口(EGL&HAL)。

status_t SurfaceFlinger::readyToRun() ｛ … … mServerHeap = new MemoryDealer(4096, MemoryDealer::READ_ONLY);//为IPC分配共享内存 … mSurfaceHeapManager = new SurfaceHeapManager(this, 8 << 20);//为flinger分配heap，大小为8M，存放具体的显示数据     {        // initialize the main display         GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));         DisplayHardware* const hw = new DisplayHardware(this, dpy);         plane.setDisplayHardware(hw);//保存显示接口 } //获取显示相关参数     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函数，主要是等待其他接口发送的event，进行显示数据的合成以及显示

bool SurfaceFlinger::threadLoop() {     waitForEvent();//等待其他接口的signal event … …     // post surfaces (if needed)     handlePageFlip();//处理翻页机制     const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware());     if (LIKELY(hw.canDraw()))    {         // repaint the framebuffer (if needed)         handleRepaint();//合并所有layer并填充到buffer中去 … …         postFramebuffer();//互换front buffer和back buffer，调用EGL接口进行显示     } … … }

3）、createSurface

提供给应用程序的主要接口，该接口可以创建一个surface，底层会根据参数创建layer以及分配内存，surface相关参数会反馈给上层

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);//创建layer，根据参数（宽高格式）分配内存（共2个buffer：front/back buffer）     if (layer)     {         setTransactionFlags(eTransactionNeeded);         surfaceHandle = layer->getSurface();//创建surface         if (surfaceHandle != 0)             surfaceHandle->getSurfaceData(params);//创建的surface参数反馈给应用层     } ｝

４）、setClientState

处理上层的各个命令，并根据flag设置event通知Threadloop进行处理

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++) //检测所有存在layer的状态标志     {         const layer_state_t& s = states[i];         LayerBaseClient* layer = getLayerUser_l(s.surface | cid);         if (layer)              {             const uint32_t what = s.what;             // 检测应用层是否设置各个标志，如果有则通知底层完成对应操作，并通知ThreadLoop做对应的处理             if (what & eDestroyed) //删除该层Layer                  {                 if (removeLayer_l(layer) == NO_ERROR)                 {                     flags |= eTransactionNeeded;                     continue;                 }             }             if (what & ePositionChanged) //显示位置变化                  {                 if (layer->setPosition(s.x, s.y))                     flags |= eTraversalNeeded;             }             if (what & eLayerChanged) //Layer改变                  {                 if (layer->setLayer(s.z))                   {                     mCurrentState.layersSortedByZ.reorder(                             layer, &Layer::compareCurrentStateZ);                     flags |= eTransactionNeeded|eTraversalNeeded;                 }             }             if (what & eSizeChanged)                   {                 if (layer->setSize(s.w, s.h))//设置宽高变化                     flags |= eTraversalNeeded;             }             if (what & eAlphaChanged) {//设置Alpha效果                 if (layer->setAlpha(uint8_t(255.0f*s.alpha+0.5f)))                   flags |= eTraversalNeeded;             }             if (what & eMatrixChanged) {//矩阵参数变化                 if (layer->setMatrix(s.matrix))                     flags |= eTraversalNeeded;             }             if (what & eTransparentRegionChanged) {//显示区域变化                 if (layer->setTransparentRegionHint(s.transparentRegion))                     flags |= eTraversalNeeded;             }             if (what & eVisibilityChanged) {//是否显示                 if (layer->setFlags(s.flags, s.mask))                     flags |= eTraversalNeeded;             }         }     }     if (flags)     {         setTransactionFlags(flags);//通过signal通知ThreadLoop     }     return NO_ERROR; }

5）、composeSurfaces

该接口在Threadloop中被调用，负责将所有存在的surface进行合并，OpenGl模块负责这个部分。

6）、postFramebuffer

该接口在Threadloop中被调用，负责将合成好的数据（存于back buffer中）推入在front buffer中，然后调用HAL接口命令底层显示。

7）、从3中可知，上层每创建一个surface的时候，底层都会同时创建一个layer，下面看一下surface及layer的相关属性。

Note：code中相关结构体太大，就不全部罗列出来了

A、Surface相关属性（详细参考文件surface.h）

a1：SurfaceID：根据此ID把相关surface和layer对应起来

a2：SurfaceInfo

包括宽高格式等信息

a3：2个buffer指针、buffer索引等信息

B、Layer相关属性（详细参考文件layer.h/layerbase.h/layerbitmap.h）

包括Layer的ID、宽高、位置、layer、alpha指、前后buffer地址及索引、layer的状态信息（如eFlipRequested、eBusy、eLocked等）