android graphic(7)—gralloc分配图形缓冲区

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• mmap
• gralloc分配framebuffer图形缓冲区
• gralloc分配普通图形缓冲区

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Android中，HAL层的gralloc库负责了申请图形缓冲区的所有工作，HAL层之上的Surface、BufferQueue最终都是调用gralloc库去申请图形缓冲区，然后返回给上层一个buffer_handle_t的handle，这个handle的结构大致如下所示，

typedefstruct native_handle

{

    intversion;       /* sizeof(native_handle_t) */

    //data[0]中的文件描述符个数

    int numFds;        /* number of file-descriptors at&data[0] */

    //&data[numFds]中int的个数

    int numInts;       /* number of ints at &data[numFds] */

    int data[0];       /* numFds + numInts ints */

} native_handle_t;

 

typedefconstnative_handle_t* buffer_handle_t;

返回的这个handle中的实际有用数据都在data[0]中，里面有fd和一些int值，都是些什么？先分析下gralloc如何分配图形缓冲区，在分配缓冲区时mmap函数是关键。

mmap

mmap可以将某个设备或者文件映射到应用程序进程的内存空间中，mmap函数返回值为用户空间映射的这段内存，这样访问这段内存就相当于对设备/文件进行读写，而不用再通过read()，write()了，减少了数据拷贝的次数。

void* mmap(void* start,size_tlength,int prot,int flags,int fd,off_toffset);

一个使用的例子为，通过mmap将fd所对应的文件或者设备映射到用户进程，返回的用户进程内存起始地址为vaddr，大小为fbSize，

void*vaddr = mmap(0, fbSize,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

上面data[0]中里面的fd和一些int值最主要的就是mmap中的fd、fbSize、以及返回的起始地址vaddr，而gralloc分配图形缓冲区，又分为framebuffer图形缓冲区和普通图形缓冲区两种。

gralloc分配framebuffer图形缓冲区

gralloc调用gralloc_alloc_framebuffer()分配framebuffer的内存，其核心是对fb设备/dev/graphics/fb*或者/dev/fb*执行mmap()，映射到用户空间，然后去操作。

staticintgralloc_alloc_framebuffer(alloc_device_t* dev,

        size_tsize, int usage,buffer_handle_t* pHandle)

{

   private_module_t* m = reinterpret_cast<private_module_t*>(

           dev->common.module);

   pthread_mutex_lock(&m->lock);

    int err =gralloc_alloc_framebuffer_locked(dev, size, usage, pHandle);

    pthread_mutex_unlock(&m->lock);

    return err;

}

staticintgralloc_alloc_framebuffer_locked(alloc_device_t* dev,

        size_tsize, int usage,buffer_handle_t* pHandle)

{

   private_module_t* m = reinterpret_cast<private_module_t*>(

           dev->common.module);

 

    // allocate the framebuffer

    if(m->framebuffer == NULL) {

        // initialize the framebuffer, theframebuffer is mapped once

        // and forever.

        //framebuffer的分配主要就是对fb设备的映射

        int err =mapFrameBufferLocked(m);

        if (err <0) {

            return err;

        }

    }

    .........

}

intmapFrameBufferLocked(struct private_module_t*module)

{

    // already initialized...

    if (module->framebuffer){

        return0;

    }

 

    charconst *constdevice_template[] = {

            "/dev/graphics/fb%u",

            "/dev/fb%u",

            0 };

 

    int fd = -1;

    int i=0;

    char name[64];

    //打开设备文件，返回fd

    while ((fd==-1) &&device_template[i]) {

       snprintf(name, 64, device_template[i],0);

        fd =open(name, O_RDWR, 0);

        i++;

    }

    ............

    //对fd进行mmap，大小为fbSize

    void* vaddr = mmap(0, fbSize,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd,0);

    if (vaddr ==MAP_FAILED) {

        ALOGE("Error mapping the framebuffer(%s)", strerror(errno));

        return -errno;

    }

    //这个返回的vaddr,就是申请的图形缓冲区，需要保存起来，返回给上层

    module->framebuffer->base= intptr_t(vaddr);

    memset(vaddr, 0, fbSize);

 }

gralloc分配普通图形缓冲区

而普通图形缓冲区的分配是调用gralloc_alloc_buffer()，其核心是先在内核中创建一块匿名共享内存，关于匿名共享内存网上有很多资料(匿名共享内存通过tmpfs临时文件、binder传递fd可以将内核中的同一块内存映射到不同进程中，这样也是一种进程间通信的方式，普通图形缓冲区就是通过这种方式在不同进程中进行共享的，例如在BufferQueue所在进程中创建buffer，然后在Surface所在进程中通过映射使用这个buffer)，调用ashmem_create_region()返回对应的fd，然后再对这个fd，size进行映射，给上层进程返回缓冲区的起始地址。

staticintgralloc_alloc_buffer(alloc_device_t* dev,

        size_tsize, int usage,buffer_handle_t* pHandle)

{

    int err =0;

    int fd = -1;

 

    size =roundUpToPageSize(size);

    //①创建匿名共享内存

    fd =ashmem_create_region("gralloc-buffer", size);

    if (fd <0) {

        ALOGE("couldn't create ashmem (%s)",strerror(-errno));

        err =-errno;

    }

 

    if (err ==0) {

       private_handle_t* hnd = new private_handle_t(fd, size,0);

        gralloc_module_t* module = reinterpret_cast<gralloc_module_t*>(

               dev->common.module);

         //②执行mmap对内存进行mmap

        err =mapBuffer(module, hnd);

        if (err ==0) {

           *pHandle = hnd;

        }

    }

 

    ALOGE_IF(err, "gralloc failed err=%s",strerror(-err));

 

    return err;

}