深入剖析Android系统

FrameBuffer通常作为LCD控制器或者其他显示设备的驱动，FrameBuffer驱动是一个字符设备，设备节点是/dev/fbX，主设备号为29，次设备号递增，用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反应在屏幕上。这种操作是抽象的，统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。Framebuffer设备为上层应用程序提供系统调用，也为下一层的特定硬件驱动提

1. Linux内核提供了统一的framebuffer显示驱动，设备节点/dev/graphics/fb*或者/dev/fb*，以fb0表示第一个显示屏，当前实现中只用到了一个显示屏。2. Android的HAL层提供了Gralloc，分为fb和gralloc两个设备。设备fb负责打开内核中的framebuffer以及提供post、setSwapInterval等操作，设备gralloc则负责

在Android SurfaceFlinger服务的消息循环过程源码分析中分析了SurfaceFlinger的消息循环过程，SurfaceFlinger通过维护一个消息队列来实现消息的异步处理。Android应用程序消息循环源码分析介绍了消息循环定义的Looper对象不仅可以处理Java层和C++层的消息，同时也可以监控用户添加的文件句柄。Android SurfaceFlinger服务的

FrameBuffer驱动程序分析文中介绍了Linux系统下的显示驱动框架，每个显示屏被抽象为一个帧缓冲区，注册到FrameBuffer模块中，并在/dev/graphics目录下创建对应的fbX设备。Android系统在硬件抽象层中提供了一个Gralloc模块，封装了对帧缓冲区的所有访问操作。用户空间的应用程序在使用帧缓冲区之间，首先要加载Gralloc模块，并且获得一个gralloc设备和一个fb设备。有了gralloc设备之后，用户空间中的应用程序就可以申请分配一块图形缓冲区，并且将这块图形缓冲区映射

SurfaceFlinger服务在启动的时候，会创建一个线程来监控由内核发出的帧缓冲区硬件事件。每当帧缓冲区要进入睡眠状态时，内核就会发出一个睡眠事件，这时候SurfaceFlinger服务就会执行一个释放屏幕的操作；而当帧缓冲区从睡眠状态唤醒时，内核就会发出一个唤醒事件，这时候SurfaceFlinger服务就会执行一个获取屏幕的操作。

在上一篇Android Project Butter分析中介绍了Android4.1通过引入VSync机制来改善显示效果，并分析了VSync机制的原理。本文主要分析VSync信号的产生过程。VSync信号产生有两种方式，一种是硬件中断产生，另一种是使用软件模拟产生，至于使用何种方式产生VSync信号，就和硬件系统配置有关。在Android4.1以后的版本中，定义了HWComposer硬件抽象模

在上一篇文章Android VSync信号产生过程源码分析中分别介绍了VSync的两种产生方式，无论是通过硬件中断产生还是通过软件模拟产生，VSync事件最终都会交给EventThread线程来分发给所有VSync事件接收者。VSync事件接收者有很多，SurfaceFlinger就是其中一个重要的VSync事件接收者。那么EventThread线程是如何知道该将VSync分发给谁呢？EventThread线程有是如何将VSync事件分发给所有VSync事件接收者的呢？本文就针对这两个问题展开分析。我们知道

Android系统定义GraphicBuffer数据类型来描述一块图形buffer，该对象可以跨进程传输。IGraphicBufferAlloc是专门用于分配GraphicBuffer对象的工具类，该类是基于Binder进程间通信机制框架设计的，其类继承关系如下：由于IGraphicBufferAlloc是基于Binder进程间通信框架设计的，因此该类的实现分客户端进程和服

在Android SurfaceFlinger服务启动过程源码分析中详细分析了SurfaceFlinger的整个启动过程，我们知道，在SurfaceFlinger线程执行过程中，循环调用waitForEvent()函数等待消息事件的到来，而waitForEvent函数则是调用SurfaceFlinger中的消息队列的waitMessage()函数来等待消息事件。本文就针对SurfaceFlinger的消息队列MessageQueue展开讨论，分析SurfaceFlinger的消息队列创建过程。由于在Andr

在上一篇 Android远程代理对象BpSurface的获取过程源码分析文章中，介绍了应用程序在SurfaceFlinger服务端创建对应的Layer对象过程，同时返回BpSurface远程代理对象给应用程序端，应用程序得到BpSurface代理对象后，将构造SurfaceControl对象：sp surface = mClient->createSurface(&data, name

随着时间的推移，Android OS系统一直在不断完善。但直到Android 4.0问世，有关UI显示不流畅的问题也一直未得到根本解决。在整个进化过程中，Android在显示系统这块也下了不少功夫，例如，使用硬件加速等技术，但本质原因似乎和硬件关系并不大，因为iPhone的硬件配置并不比那些价格相近的Android机器的硬件配置强，而iPhone UI的流畅性强却是有目共睹的。从Android 4.1（版本代号为Jelly Bean）开始，Android OS开发团队便力图在每个版本中解决一个重要问题。作

Android图形缓冲区分配过程源码分析中介绍了图形buffer的分配过程，图形buffer可以从系统帧缓冲区分配也可以从内存中分配，分配一个图形buffer后还需要将该图形缓冲区映射到分配该buffer的进程地址空间来，在Android系统中，图形buffer的管理由SurfaceFlinger服务来负责，在Android SurfaceFlinger服务启动过程源码分析中我们了解到SurfaceFlinger可以以服务进程的方式启动也可以以服务线程的方式在SystemServer进程中启动，如果是以服务

在上一篇文章Android SurfaceFlinger服务代理对象获取过程源码分析中介绍了应用程序获取SurfaceFlinger中的各种远程Binder代理对象，SurfaceFlinger为每个应用程序创建Client对象来处理应用程序的Binder请求，同时返回Client的Binder代理对象给应用程序，这样应用程序就可以通过该Binder代理对象来请求SurfaceFlinger创建Surface了，本文在前面章节的基础上 分析Surface在服务端创建对应的Layer对象过程，并将BSurfa

我们知道Android系统采用OpenGL来绘制3D图形，OpenGL ES提供了本地窗口(NativeWindow)的概念，无论是在Android平台中还是其他平台中，只要实现OpenGL ES中的本地窗口定义的接口，就可以利用OpenGL ES来绘制图形。由于Android系统所有服务都建立在C/S模式下，因此Android系统在实现OpenGL ES的本地窗口时仍然包括两种本地窗口，服务进程端的本地窗口定义为FramebufferNativeWindow，该本地窗口直接由SurfaceFlinger管

在上一篇文章Android图形显示之硬件抽象层Gralloc介绍了Gralloc模块的定义，Gralloc模块中的fb设备的打开过程及gpu设备的打开过程。关于Gralloc模块的加载过程在Android硬件抽象Hardware库加载过程源码分析中已经详细介绍过了，通过Android图形显示之硬件抽象层Gralloc的介绍，相信大家对Gralloc模块的设计有了大概的了解，本文在前文的基础上继续分析Android系统的图形显示内容。我们知道在Gralloc模块中定义了gpu设备来分配图形缓冲区，同时在上一篇

Binder进程间通信机制在Android系统中无处不在，SurfaceFlinger服务依然采用Binder通信方式，每个应用程序进程在请求SurfaceFlinger服务时，首先需要获取SurfaceFlinger服务的代理对象，通过该 代理对象请求SurfaceFlinger为该应用程序进程在SurfaceFlinger服务端创建一个Client对象，该 对象专门接收处理当前应用程序的请求。Android系统中SurfaceFlinger的设计框架如下：

Android系统的SurfaceFlinger服务有两种启动方式：1）在SystemServer进程中以服务线程的方式提供服务；2）启动SurfaceFlinger独立的进程通过服务。第一种方式是在SystemServer进程启动过程中启动SurfaceFlinger服务的，而第二中方式是在Android启动脚本init.rc中配置SurfaceFlinger服务，通过init进程来启动的。下面就分别介绍SurfaceFlinger的两种启动方式。

本文简单介绍OpenGL库的加载过程。OpenGL以动态库的方式提供，因此在使用OpenGL的接口函数绘图前，需要加载OpenGL库，并得到接口函数指针。函数EGLBoolean egl_init_drivers()就是负责OpenGL库的加载。

在Android4.1之后增加了Choreographer机制，用于同Vsync机制配合，实现统一调度界面绘图.Choreographer构造过程frameworks\base\core\java\android\view\Choreographer.javapublic static Choreographer getInstance() { return sThreadInsta