Android SurfaceFlinger中的Layer,LayerDim,LayerBlur,LayerBuffer

转自：http://blog.youkuaiyun.com/DroidPhone/archive/2010/11/11/6002237.aspx

 

 

应用程序中不同类型的Surface,在FrameWorks本地层的SurfaceFlinger中，分别对应着不同的Layer类，本文主要是讨论这几种Layer的实现和差异。

阅读本文之前，最好对SurfaceFlinger这个系统服务有所了解，可以参阅我的以下两篇文章：

• Android SurfaceFlinger中的SharedClient -- 客户端（Surface）和服务端（Layer）之间的显示缓冲区管理
• Android SurfaceFlinger中的工作线程：threadLoop()

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视觉效果

下面几张图片分别表示了不同Layer产生的视觉效果：

• Layer对应普通的窗口
• LayerDim 会使他后面的窗口产生一个变暗的透明效果
• LayerBlur在LayerDim的基础上，背景会产生模糊的效果

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创建Layer

默认地，创建普通的窗口Surface，在SurfaceFlinger中会创建Layer类，如果想创建LayerDim或LayerBlur，应用程序需要在绑定View之前设置一下窗口的标志位：

创建LayerDim效果：

 

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1. @Override  
2. protected void onCreate(Bundle icicle) {  
3.     // Be sure to call the super class.  
4.     super.onCreate(icicle);  
5.   
6.     // Have the system blur any windows behind this one.  
7.     getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND,  
8.             WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND);  
9.     ......  
10.     setContentView(......);  
11. }  

 

创建LayerBlur效果：

 

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1. @Override  
2. protected void onCreate(Bundle icicle) {  
3.     // Be sure to call the super class.  
4.     super.onCreate(icicle);  
5.   
6.     // Have the system blur any windows behind this one.  
7.     getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND,  
8.             WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND);  
9.     ......  
10.     setContentView(......);  
11. }  

 

相应地，在SufaceFlinger中，会根据Java层传入的标志，创建不同的Layer:

 

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1. sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid,  
2.         const String8& name, ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params,  
3.         DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,  
4.         uint32_t flags)  
5. {  
6.     sp<LayerBaseClient> layer;  
7.     sp<LayerBaseClient::Surface> surfaceHandle;  
8.     ......  
9.     switch (flags & eFXSurfaceMask) {  
10.         case eFXSurfaceNormal:  
11.             if (UNLIKELY(flags & ePushBuffers)) {  
12.                 layer = createPushBuffersSurfaceLocked(client, d, id,  
13.                         w, h, flags);  
14.             } else {  
15.                 layer = createNormalSurfaceLocked(client, d, id,  
16.                         w, h, flags, format);  
17.             }  
18.             break;  
19.         case eFXSurfaceBlur:  
20.             layer = createBlurSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);  
21.             break;  
22.         case eFXSurfaceDim:  
23.             layer = createDimSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);  
24.             break;  
25.     }  
26.   
27.     if (layer != 0) {  
28.         layer->setName(name);  
29.         setTransactionFlags(eTransactionNeeded);  
30.         surfaceHandle = layer->getSurface();  
31.         ........  
32.     }  
33.   
34.     return surfaceHandle;  
35. }  

 

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Layer类的静态结构

下面的图展示了Layer类之间的继承关系：

• 所有的Layer都继承了LayerBaseClient，SurfaceFlinger统一通过LayerBaseClient类访问其他的派生Layer类
• LayerBaseClient的内嵌类Surface继承了ISurface接口，ISurface用于和SurfaceFlinger的客户端交互
• Layer和LayerBuffer都有各自的内嵌类：SurfaceLayer、SurfaceLayerBuffer，继承了LayerBaseClient的内嵌类Surface
•  LayerBuffer还有另外的内嵌类：Source，并且派生出另外两个内嵌类：BufferSource、OverlaySource

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ISurface接口

 ISurface接口其实非常简单，只有几个函数：

• requestBuffer()        // Layer类使用，用于申请frontbuffer、backbuffer，初始化或size变化时调用
• registerBuffers()      // LayerBuffer类使用，用于注册IMemoryHeap接口
• unregisterBuffers()  // LayerBuffer类使用，用于注销IMemoryHeap接口
• postBuffer()             // post用于刷新的图像数据
• createOverlay()       // 用于创建Overlay表面

LayerBaseClient的派生类中，会有一个内嵌类，继承LayerBaseClient::Surface，然后根据需要会实现该接口的相应函数。

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Layer类

Layer类是使用最多的一个，普通的应用程序窗口都会对应一个Layer类，Layer类的内嵌类SurfaceLayer继承了ISurface接口，创建Layer类时，将会返回一个ISurface接口给创建者。并且，Layer类在创建时会建立两个GraphicBuffer对象，这两个Buffer在不同的时刻分别被作为frontbuffer和backbuffer，frontbuffer用于本窗口的画图操作，backbuffer用于所有窗口的混合操作。但是两个GraphicBuffer对象在创建时并没有真正地分配内存，而是在第一次lockBuffer时才正式通过ISurface接口的requestBuffer方法申请内存，当窗口的大小发生变化时，也要重新分配适合窗口大小的内存。Layer类的主要成员函数如下：

• createSurface()  返回ISurface接口
• setBuffers()  创建两个GraphicBuffer对象，创建ISurface接口的实现类SurfaceLayer
• onDraw()  把frontbuffer中的图像数据通过OpenGL混合到OpenGL的主表面中
• doTransaction()  检测并处理窗口大小变化
• lockPageFlip()  获取frontbuffer，并且生成frontbuffer的OpenGL贴图
• finishPageFlip()  unlock frontbuffer，此后该buffer会queue到空闲列表中，下次可以作为backbuffer使用

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LayerDim和LayerBlur

LayerDim和LayerBlur，他们的显示内容是固定不变的（透明的黑色），所以不需要分配两个GraphicBuffer对象，因此它们也没有继承自LayerBaseClient::Surface的内嵌类，而是直接使用LayerBaseClient::Surface类作为它们的ISurface接口。以LayerDim为例跟踪一下它的Draw过程：

• 创建LayerDim时，在LayerDim.initDimmer()中生成纯黑的OpenGL贴图

 

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1. void LayerDim::initDimmer(SurfaceFlinger* flinger, uint32_t w, uint32_t h)  
2. {  
3.     sTexId = -1;  
4.     sImage = EGL_NO_IMAGE_KHR;  
5.     ......  
6.     if (LIKELY(flags & DisplayHardware::DIRECT_TEXTURE)) {  
7.         /* 申请GraphicBuffer */  
8.         sp<GraphicBuffer> buffer = new GraphicBuffer(w, h, PIXEL_FORMAT_RGB_565,  
9.                  GraphicBuffer::USAGE_SW_WRITE_OFTEN |  
10.                  GraphicBuffer::USAGE_HW_TEXTURE);  
11.           
12.         android_native_buffer_t* clientBuf = buffer->getNativeBuffer();  
13.        /* 申请OpenGL贴图 */  
14.         glGenTextures(1, &sTexId);  
15.         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sTexId);  
16.   
17.         EGLDisplay dpy = eglGetCurrentDisplay();  
18.         sImage = eglCreateImageKHR(dpy, EGL_NO_CONTEXT,   
19.                 EGL_NATIVE_BUFFER_ANDROID, (EGLClientBuffer)clientBuf, 0);  
20.         glEGLImageTargetTexture2DOES(GL_TEXTURE_2D, (GLeglImageOES)sImage);  
21.         ......   
22.         // initialize the texture with zeros  
23.         GGLSurface t;  
24.         buffer->lock(&t, GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN);  
25.         memset(t.data, 0, t.stride * t.height * 2);  
26.         buffer->unlock();  
27.         sUseTexture = true;  
28.     }  
29. }  

 

• 在OnDraw()中把第一步生成的贴图混合到OpenGL的主表面中

 

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1. void LayerDim::onDraw(const Region& clip) const  
2. {  
3.     const State& s(drawingState());  
4.     Region::const_iterator it = clip.begin();  
5.     Region::const_iterator const end = clip.end();  
6.     if (s.alpha>0 && (it != end)) {  
7.         const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware());  
8.         ......  
9.         /* 设置透明值 */  
10.         glColor4x(0, 0, 0, alpha);  
11.          
12. #if defined(DIM_WITH_TEXTURE) && defined(EGL_ANDROID_image_native_buffer)  
13.         if (sUseTexture) {  
14.             glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sTexId);  
15.             glEnable(GL_TEXTURE_2D);  
16.             glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);  
17.             const GLshort texCoords[4][2] = {  
18.                     { 0,  0 },  
19.                     { 0,  1 },  
20.                     { 1,  1 },  
21.                     { 1,  0 }  
22.             };  
23.             glMatrixMode(GL_TEXTURE);  
24.             glLoadIdentity();  
25.             glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);  
26.             glTexCoordPointer(2, GL_SHORT, 0, texCoords);  
27.         } else  
28. #endif  
29.         {  
30.             glDisable(GL_TEXTURE_2D);  
31.         }  
32.   
33.         GLshort w = sWidth;  
34.         GLshort h = sHeight;  
35.         const GLshort vertices[4][2] = {  
36.                 { 0, 0 },  
37.                 { 0, h },  
38.                 { w, h },  
39.                 { w, 0 }  
40.         };  
41.         glVertexPointer(2, GL_SHORT, 0, vertices);  
42.   
43.         while (it != end) {  
44.             const Rect& r = *it++;  
45.             const GLint sy = fbHeight - (r.top + r.height());  
46.             glScissor(r.left, sy, r.width(), r.height());  
47.             glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4);   
48.         }  
49.     }  
50.     glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);  
51. }