Android7.1 GUI系统-概述（一）

我就是我 2022-06-05 11:11 357阅读 0赞

SurfaceFlinger介绍

Android的GUI系统（Graphic User Interface），是基于opengl/egl实现的。

一，opengles/egl的关系，借鉴网上的图。

![Center][]

1），hal层提供了gralloc，包括fb和gralloc两个设备，fb负责打开内核中的framebuffer，提供post，setwapInterval等操作，gralloc负责帧缓冲区的分配和释放。

hal层另一个模块composer，被surfacefligner中的hwcomposer使用，hwcompsoer还负责vsync信号的产生和控制，vsync也可能由硬件产生。

hal层也是子系统跟kernel驱动之间通信的统一接口。

2），opengles要跟具体平台的本地窗口建立关联，framebuffernativewindow就是负责opengles在android平台上本地化的中介之一。opengles的具体实现可以由软件实现(libagl)，也可以由硬件实现(libhgl)。

3），surfaceflinger中有个数组来描述系统支持的显示设备，即DisplayDevice。

为了确保hal层接口的稳定性，对于每一类硬件，android系统预先定义了这些接口，硬件设备商只需要按要求来实现即可，hal层个硬件接口的定义放在：hardware/libhardware/include/hardware/目录。

二，android显示设备相关的两个模块\-Gralloc和Framebuffer

Framebuffer是一块包含屏幕显示信息的缓冲区，可以看成是终端显示设备的化身。framebuffer提供的设备文件节点是dev/graphics/fb\*，理论上支持多个显示屏，fb0是主显示屏。

Android的子系统通常不会直接使用内核驱动，而是由hal层间接引用底层框架。显示系统也是这样，借助hal层的gralloc操作帧缓冲区。

Gralloc提供的接口：

gralloc.cpp
    struct private_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
        .base = {
            .common = {
                .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
                .version_major = 1,
                .version_minor = 0,
                .id = GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID,
                .name = "Graphics Memory Allocator Module",
                .author = "The Android Open Source Project",
                .methods = &gralloc_module_methods
            },
            .registerBuffer = gralloc_register_buffer,
            .unregisterBuffer = gralloc_unregister_buffer,
            .lock = gralloc_lock,
            .unlock = gralloc_unlock,
        },
        .framebuffer = 0,
        .flags = 0,
        .numBuffers = 0,
        .bufferMask = 0,
        .lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER,
        .currentBuffer = 0,
    };

每个硬件模块都必须有一个名称是HAL\_MODULE\_INFO\_SYM的数据结构，以上是gralloc中的实现。它的第一个数据成员是gralloc\_module\_tbase;类型，而gralloc\_module\_t的定义中第一个成员是hw\_module\_t，这就形成了类似C++中的继承关系，结构体的第一个成员是其父类。

gralloc.h
    typedef struct gralloc_module_t {
        struct hw_module_t common;
    }

每个硬件模块的数据结构，都是以hw\_module\_t开头，hw\_module\_t的结构体定义中只有一个函数指针open，在调用hw\_get\_module时，系统在指定的目录中加载正确的hal库，然后通过open方法打开指定的设备。open方法对应的实现是gralloc\_device\_open()@gralloc.cpp。

#define GRALLOC_HARDWARE_GPU0 "gpu0"
    #define GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID "gralloc"
    
    int gralloc_device_open(const hw_module_t* module, const char* name,
            hw_device_t** device)@gralloc.cpp{
    //这是打开gralloc设备，else是打开fb设备。
        if (!strcmp(name, GRALLOC_HARDWARE_GPU0)) {
    // gralloc_context_t是gralloc内部的一个结构体，
            gralloc_context_t *dev;
            dev = (gralloc_context_t*)malloc(sizeof(*dev));//分配空间
    
            /* initialize our state here */
            memset(dev, 0, sizeof(*dev));//初始化。
    
            /* initialize the procs */
            dev->device.common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
            dev->device.common.version = 0;
            dev->device.common.module = const_cast<hw_module_t*>(module);
            dev->device.common.close = gralloc_close;
    
            dev->device.alloc   = gralloc_alloc;//主要负责缓冲区的分配和释放
            dev->device.free    = gralloc_free;
    //函数参数 device的内容，只是gralloc_context_t内部的device.common。
            *device = &dev->device.common;
            status = 0;
        } else {
            status = fb_device_open(module, name, device);
        }
        return status;
    }

下面看framebuffer设备的打开过程：

int fb_device_open(hw_module_t const* module, const char* name,
            hw_device_t** device)@framebuffer.cpp{
    //分配空间，初始化
    	fb_context_t *dev = (fb_context_t*)malloc(sizeof(*dev));
    	memset(dev, 0, sizeof(*dev));
    //主要接口指针的赋值。
    //设置两个缓冲区交换的事件间隔。
    	dev->device.setSwapInterval = fb_setSwapInterval;
    //将数据post到显示屏，这样buffer的内容在下次的vsync中被显示出来。
    	dev->device.post            = fb_post;
    //在mapFrameBuffer 中尝试打开fb设备，为fb设备做内存映射。
    	private_module_t* m = (private_module_t*)module;
    	status = mapFrameBuffer(m);
    }

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