Android display架构分析七-Surfaceflinger process流程分析

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：

注释：

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)。

[html] view plaincopyprint?

1. status_t SurfaceFlinger::readyToRun()  
2.    
3. ｛  
4.    
5. …  
6.    
7. …  
8.    
9. mServerHeap = new MemoryDealer(4096, MemoryDealer::READ_ONLY);//为IPC分配共享内存  
10.    
11. …  
12.    
13. mSurfaceHeapManager = new SurfaceHeapManager(this, 8 << 20);//为flinger分配heap，大小为8M，存放具体的显示数据  
14.    
15.     {  
16.    
17.        // initialize the main display  
18.    
19.         GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));  
20.    
21.         DisplayHardware* const hw = new DisplayHardware(this, dpy);  
22.    
23.         plane.setDisplayHardware(hw);//保存显示接口  
24.    
25. }  
26.    
27. //获取显示相关参数  
28.    
29.     const GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));  
30.    
31.     const DisplayHardware& hw = plane.displayHardware();  
32.    
33.     const uint32_t w = hw.getWidth();  
34.    
35.     const uint32_t h = hw.getHeight();  
36.    
37.     const uint32_t f = hw.getFormat();  
38.    
39. …  
40.    
41. …  
42.    
43.     // Initialize OpenGL|ES  
44.    
45.     glActiveTexture(GL_TEXTURE0);  
46.    
47.     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);  
48.    
49.     glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);  
50.    
51.     glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);  
52.    
53.     glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);  
54.    
55. …  
56.    
57. …  
58.    
59. ｝  

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

[html] view plaincopyprint?

1. bool SurfaceFlinger::threadLoop()  
2.    
3. {  
4.    
5.     waitForEvent();//等待其他接口的signal event  
6.    
7. …  
8.    
9. …  
10.    
11.     // post surfaces (if needed)  
12.    
13.     handlePageFlip();//处理翻页机制  
14.    
15.     const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware());  
16.    
17.     if (LIKELY(hw.canDraw()))  
18.    
19.    {  
20.    
21.         // repaint the framebuffer (if needed)  
22.    
23.         handleRepaint();//合并所有layer并填充到buffer中去  
24.    
25. …  
26.    
27. …  
28.    
29.         postFramebuffer();//互换front buffer和back buffer，调用EGL接口进行显示  
30.    
31.     }  
32.    
33. …  
34.    
35. …  
36.    
37. }  

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

[html] view plaincopyprint?

1. sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid,  
2.    
3.         ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params,  
4.    
5.         DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,  
6.    
7.         uint32_t flags)  
8.    
9. ｛  
10.    
11. …  
12.    
13. …  
14.    
15.     int32_t id = c->generateId(pid);  
16.    
17.     if (uint32_t(id) >= NUM_LAYERS_MAX) //NUM_LAYERS_MAX=31  
18.    
19.     {  
20.    
21.         LOGE("createSurface() failed, generateId = %d", id);  
22.    
23.         return  
24.    
25.     }  
26.    
27. …  
28.    
29. 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）  
30.    
31.     if (layer)  
32.    
33.     {  
34.    
35.         setTransactionFlags(eTransactionNeeded);  
36.    
37.         surfaceHandle = layer->getSurface();//创建surface  
38.    
39.         if (surfaceHandle != 0)  
40.    
41.             surfaceHandle->getSurfaceData(params);//创建的surface参数反馈给应用层  
42.    
43.     }  
44.    
45. ｝  

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

[html] view plaincopyprint?

1. status_t SurfaceFlinger::setClientState(  
2.    
3.         ClientID cid,  
4.    
5.         int32_t count,  
6.    
7.         const layer_state_t* states)  
8.    
9. {  
10.    
11.     Mutex::Autolock _l(mStateLock);  
12.    
13.     uint32_t flags = 0;  
14.    
15.     cid <<= 16;  
16.    
17.     for (int i=0 ; i<count ; i++) //检测所有存在layer的状态标志  
18.    
19.     {  
20.    
21.         const layer_state_t& s = states[i];  
22.    
23.         LayerBaseClient* layer = getLayerUser_l(s.surface | cid);  
24.    
25.         if (layer)  
26.    
27.              {  
28.    
29.             const uint32_t what = s.what;  
30.    
31.             // 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  
32.    
33.             if (what & eDestroyed) //删除该层Layer  
34.    
35.                  {  
36.    
37.                 if (removeLayer_l(layer) == NO_ERROR)  
38.    
39.                  {  
40.    
41.                     flags |= eTransactionNeeded;  
42.    
43.                     continue;  
44.    
45.                 }  
46.    
47.             }  
48.    
49.             if (what & ePositionChanged) //显示位置变化  
50.    
51.                  {  
52.    
53.                 if (layer->setPosition(s.x, s.y))  
54.    
55.                     flags |= eTraversalNeeded;  
56.    
57.             }  
58.    
59.             if (what & eLayerChanged) //Layer改变  
60.    
61.                  {  
62.    
63.                 if (layer->setLayer(s.z))  
64.    
65.                   {  
66.    
67.                     mCurrentState.layersSortedByZ.reorder(  
68.    
69.                             layer, &Layer::compareCurrentStateZ);  
70.    
71.                     flags |= eTransactionNeeded|eTraversalNeeded;  
72.    
73.                 }  
74.    
75.             }  
76.    
77.             if (what & eSizeChanged)  
78.    
79.                   {  
80.    
81.                 if (layer->setSize(s.w, s.h))//设置宽高变化  
82.    
83.                     flags |= eTraversalNeeded;  
84.    
85.             }  
86.    
87.             if (what & eAlphaChanged) {//设置Alpha效果  
88.    
89.                 if (layer->setAlpha(uint8_t(255.0f*s.alpha+0.5f)))  
90.    
91.                   flags |= eTraversalNeeded;  
92.    
93.             }  
94.    
95.             if (what & eMatrixChanged) {//矩阵参数变化  
96.    
97.                 if (layer->setMatrix(s.matrix))  
98.    
99.                     flags |= eTraversalNeeded;  
100.    
101.             }  
102.    
103.             if (what & eTransparentRegionChanged) {//显示区域变化  
104.    
105.                 if (layer->setTransparentRegionHint(s.transparentRegion))  
106.    
107.                     flags |= eTraversalNeeded;  
108.    
109.             }  
110.    
111.             if (what & eVisibilityChanged) {//是否显示  
112.    
113.                 if (layer->setFlags(s.flags, s.mask))  
114.    
115.                     flags |= eTraversalNeeded;  
116.    
117.             }  
118.    
119.         }  
120.    
121.     }  
122.    
123. if (flags)  
124.    
125. {  
126.    
127.         setTransactionFlags(flags);//通过signal通知ThreadLoop  
128.    
129.     }  
130.    
131.     return NO_ERROR;  
132.    
133. }  

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）