android的hwc浅析

注：本文档基于kk进行分析，着重于概念的精确定义和版本历史演变

一、关于hwc的介绍
广义的来讲是指利用硬件完成图像数据组合并显示的功能(能力)，狭义的来讲就是指Hwcomposer HAL。


1、从广义的角度来分析，有几个概念需要精确定义(注意字母大小写差异)
(1)hwc：利用硬件完成图像数据组合并显示的功能(能力)，具体到代码级别它是由多个类如SurfaceFlinger、HWComposer、DisplayDevice等协同完成的一种功能(能力)。
(2)HWComposer：硬件组合抽象层，介于SurfaceFlinger和HAL之间，具体到代码级别就是一个类，封装对于Hwcomposer HAL和Gralloc HAL的使用。根据官方的介绍，Hwcomposer HAL有1.0、1.1、1.2、1.3等多个版本，当为1.1及之后版本时，HWComposer不再需要使用Gralloc HAL。
(3)Hwcomposer：具体到代码级别就是Hwcomposer HAL
(4)hw composer：具体到平台硬件级别就是composer硬件，如BE。


2、从狭义的角度来分析，Hwcomposer HAL是从Honeycomb(3.0)引入，取代2.3的Overlay实现方式(但不是必须的)，以降低代码实现及维护难度。它的实现版本经历了1.0到1.3的演变，在Jellybean MR1(4.2)实现的1.1版本，引入了硬件组合抽象层(HWComposer)的概念，向上对SurfaceFlinger完全隐藏了平台显示硬件特性，工作方式也修改成如下官方描述：
(1)SurfaceFlinger provides the HWC with a full list of layers, and asks, "how do you want to handle this?"
SurfaceFlinger提供所有软图层信息给HWComposer，询问其处理方式
(2)The HWC responds by marking each layer as "overlay" or "GLES composition"
HWComposer根据硬件性能决定是使用硬件图层合成器还是GPU合成
(3)SurfaceFlinger takes care of any GLES composition, passing the output buffer to HWC, and lets HWC handle the rest
SurfaceFlinger处理需要GPU合成的软图层，将结果递交给HWComposer做显示(通过Hwcomposer HAL)，需要硬件图层合成器合成的软图层由HWComposer自行处理(通过Hwcomposer HAL)
分析：这样设计的好处是可以充分发挥硬件性能，同时降低SurfaceFlinger和硬件平台的耦合度(方便移植)


3、Hwcomposer HAL的大概演变
(1)pre-1.1
只支持一个Display
(2)1.1(example: exynos5)
不需要Gralloc HAL
支持Multiple Display
支持hotplug
增加HWC_FRAMEBUFFER_TARGET合成类型
(3)1.2(example: msm8960、msm8x26)
支持Alpha运算(setPlaneAlpha)，之前由GPU完成
(4)1.3(example: msm8974)
支持Virtual Display图层合成，之前由GPU完成
支持crop(裁剪)


4、终端显示支持
从JellyBean(4.2)开始支持多屏幕，屏幕类型：
Primary Display：设备自带的屏幕，由SurfaceFlinger管理
External Display：通过HDMI连接，由SurfaceFlinger监控和管理
Virtual Display：这种方式是在4.2新增的(如基于Wifi Direct技术实现的Mircast)，由DisplayManagerService监控和管理。Virtual Display可选择全部或部分的图层进行合成，在KitKat之前，Hwcomposer只能管理Primary Display的合成，Virtual Display使用GLES进行合成；从KitKat开始，Hwcomposer也能参与Virtual Display的合成。Virtual Display的显示数据也是由BufferQueue处理


5、hwc能完成的工作
(1)Full-screen games in portrait and landscape mode
(2)Full-screen video with closed captioning and playback control
(3)The home screen(compositing the status bar, system bar, application window, and live wallpapers)
(4)Protected video playback
(5)Multiple display support


二、引用
http://source.anddroid.com/devices/graphics.html
http://blog.youkuaiyun.com/jinzhuojun/article/details/17427491
http://www.cnblogs.com/samchen2009/p/3364327.html
http://blog.youkuaiyun.com/brucexu1978/article/details/8976781


The Android graphics path, in depth.pdf
Android Graphics And Android EGL.pdf