Surfaceflinger 合成流程

最新推荐文章于 2025-03-06 07:55:44 发布

程序员Android

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文章标签：网络队列 android java 物联网

和你一起终身学习，这里是程序员Android

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和你一起终身学习，这里是程序员Android

经典好文推荐，通过阅读本文，您将收获以下知识点:

一、Consumer端的FrameListener
二、消息队列MessageQueue
三、显示设备DispalyDevice

通过前面的简单介绍，我们对HWC合成有大致的了解。下面我们根据实际代码进行讲解。前面章节，我们已经说过，Layer的创建，和BufferQueue，那么Buffer进入到BufferQueue队列中后，怎么进行合成显示的呢？我们继续来看。

一、Consumer端的FrameListener

你还记得Producer的frameAvailableListener吗？Buffer放入队列BufferQueue后，是不是通过frameAvailableListener->onFrameAvailable通知Consumer？大家可以再回望一下BufferQueueProducer::queueBuffer。

frameAvailableListener是哪里来的？

我们先来看一下Consumer中Listener间的相互关系

image

BufferLayer有专门的Consumer，BufferLayerConsumer；BufferLayerConsumer继承ConsumerBase。ConsumerBase通过IGraphicBufferConsumer和BufferQueue进行通信的。
BufferQueue中的frameAvailableListener，是一个IConsumerListener的接口，对应的Binder的Bn端实现为ProxyConsumerListener。
BufferLayer实现了ContentsChangedListener，ContentsChangedListener继承FrameAvailableListener。BufferLayer的Listener实现，被传给了ConsumerBase。
ConsumerBase实现ConsumerListener接口，构建ConsumerBase时，会创建ProxyConsumerListener，将ConsumerBase实现的Listener接口传给ProxyConsumerListener。
BufferQueue中Listener回调时，会回调到ConsumerBase中。ConsumerBase中再通过BufferLayer实现的，传下来的Listener回调到BufferLayer中。

层层回调，别弄混淆了。

关键代码：
BufferQueueProducer中通过frameAvailableListener->onFrameAvailable回调到ProxyConsumerListener中：

* frameworks/native/libs/gui/BufferQueue.cpp

void BufferQueue::ProxyConsumerListener::onFrameAvailable(
        const BufferItem& item) {
    sp<ConsumerListener> listener(mConsumerListener.promote());
    if (listener != NULL) {
        listener->onFrameAvailable(item);
    }
}

ProxyConsumerListener中的mConsumerListener是ConsumerBase中的实现。这里的listener->onFrameAvailable将回调到ConsumerBase中。

* frameworks/native/libs/gui/ConsumerBase.cpp

void ConsumerBase::onFrameAvailable(const BufferItem& item) {
    CB_LOGV("onFrameAvailable");

    sp<FrameAvailableListener> listener;
    { // scope for the lock
        Mutex::Autolock lock(mFrameAvailableMutex);
        listener = mFrameAvailableListener.promote();
    }

    if (listener != NULL) {
        CB_LOGV("actually calling onFrameAvailable");
        listener->onFrameAvailable(item);
    }
}

ConsumerBase中的mFrameAvailableListener是BufferLayer中的实现：

* frameworks/native/services/surfaceflinger/BufferLayer.cpp

void BufferLayer::onFrameAvailable(const BufferItem& item) {
    // Add this buffer from our internal queue tracker
    { // Autolock scope
        Mutex::Autolock lock(mQueueItemLock);
        mFlinger->mInterceptor.saveBufferUpdate(this, item.mGraphicBuffer->getWidth(),
                                                item.mGraphicBuffer->getHeight(),
                                                item.mFrameNumber);
        // Reset the frame number tracker when we receive the first buffer after
        // a frame number reset
        if (item.mFrameNumber == 1) {
            mLastFrameNumberReceived = 0;
        }

        // Ensure that callbacks are handled in order
        while (item.mFrameNumber != mLastFrameNumberReceived + 1) {
            status_t result = mQueueItemCondition.waitRelative(mQueueItemLock,
                                                               ms2ns(500));
            if (result != NO_ERROR) {
                ALOGE("[%s] Timed out waiting on callback", mName.string());
            }
        }

        mQueueItems.push_back(item);
        android_atomic_inc(&mQueuedFrames);

        // Wake up any pending callbacks
        mLastFrameNumberReceived = item.mFrameNumber;
        mQueueItemCondition.broadcast();
    }

    mFlinger->signalLayerUpdate();
}

BufferLayer中调用onFrameAvailable，去通知SurfaceFlinger进行合成。

到这里，应用端（Producer）生产完Buffer这件事，就通知到了SurfaceFlinger中了。

SurfaceFlinger的signalLayerUpdate，是通过MessageQueue来处理的，我们先来看看MessageQueue。

二、消息队列MessageQueue

MessageQueue是SurfaceFlinger中的消息队列，为什么需要消息队列？我们应用有一个主线程，专门进行UI的处理。SurfaceFlinger同样的，也有一个主线程，SurfaceFlinger的主线程主要进行显示数据的处理，也就是合成。

SurfaceFlinger中，mEventQueue是MessageQueue的一个栈对象，采用mutable修饰。SurfaceFlinger在初次引用时，会对mEventQueue进行初始化。

* frameworks/native/services/surfaceflinger/MessageQueue.cpp

void MessageQueue::init(const sp<SurfaceFlinger>& flinger)
{
    mFlinger = flinger;
    mLooper = new Looper(true);
    mHandler = new Handler(*this);
}

MessageQueue初始化时，创建了一个Looper和一个Handler。

此外，在SurfaceFlinger初始化时，创建了一个EventThread，并传给了MessageQueue。

void SurfaceFlinger::init() {
    ... ...
    sp<VSyncSource> sfVsyncSrc =
            new DispSyncSource(&mPrimaryDispSync, SurfaceFlinger::sfVsyncPhaseOffsetNs, true, "sf");
    mSFEventThread = new EventThread(sfVsyncSrc, *this, true);
    mEventQueue.setEventThread(mSFEventThread);

MessageQueue的setEventThread函数如下：

void MessageQueue::setEventThread(const sp<EventThread>& eventThread)
{
    if (mEventThread == eventThread) {
        return;
    }

    if (mEventTube.getFd() >= 0) {
        mLooper->removeFd(mEventTube.getFd());
    }

    mEventThread = eventThread;
    mEvents = eventThread->createEventConnection();
    mEvents->stealReceiveChannel(&mEventTube);
    mLooper->addFd(mEventTube.getFd(), 0, Looper::EVENT_INPUT,
            MessageQueue::cb_eventReceiver, this);
}

MessageQueue在setEventThread时，主要做以下几件事：

创建一个BitTube对象mEventTube
创建一个EventConnection

sp<EventThread::Connection> EventThread::createEventConnection() const {
    return new Connection(const_cast<EventThread*>(this));
}

Connection在第一次引用时，将会被注册到mEventThread中。

void EventThread::Connection::onFirstRef() {
    // NOTE: mEventThread doesn't hold a strong reference on us
    mEventThread->registerDisplayEventConnection(this);
}

在注册时，Connection将会被添加到mDisplayEventConnections 中。

status_t EventThread::registerDisplayEventConnection(
        const sp<EventThread::Connection>& connection) {
    Mutex::Autolock _l(mLock);
    mDisplayEventConnections.add(connection);
    mCondition.broadcast();
    return NO_ERROR;
}

mDisplayEventConnections是一个已经注册的Connection的集合。

将mEventTube和EventConnection关联

status_t EventThread::Connection::stealReceiveChannel(gui::BitTube* outChannel) {
    outChannel->setReceiveFd(mChannel.moveReceiveFd());
    return NO_ERROR;
}

Connection创建时，将默认创建一个4k的BitTube，BitTube封装的是一对socket，一个发送，一个接收，可传输的Buffer大小为4K。

void BitTube::init(size_t rcvbuf, size_t sndbuf) {
    int sockets[2];
    if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0, sockets) == 0) {
        size_t size = DEFAULT_SOCKET_BUFFER_SIZE;
        setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &rcvbuf, sizeof(rcvbuf));
        setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
        // since we don't use the "return channel", we keep it small...
        setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &size, sizeof(size));
        setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &size, sizeof(size));
        fcntl(sockets[0], F_SETFL, O_NONBLOCK);
        fcntl(sockets[1], F_SETFL, O_NONBLOCK);
        mReceiveFd.reset(sockets[0]);
        mSendFd.reset(sockets[1]);
    } else {
        mReceiveFd.reset();
        ALOGE("BitTube: pipe creation failed (%s)", strerror(err