Android 4.0.3 顯示系統深入理解

1. 簡介

網上已經有很多兄弟對Android的顯示系統做了深入解剖，很是佩服。可最近小弟在研究Android4.0時發現出入比較大，也許是Android4.0的修改比較多吧！因為小弟沒有看Android4.0以前的代碼。

面對這麼復雜一個Android顯示系統，如何入手呢? 根據以前的經驗，不管它有多麼復雜，其功能不就是以下三步曲嗎？

　　1）顯示系統的創建及初始化

2）畫圖

3）銷毀

哪我的分析就從顯示系統的創建及初始化開始吧！由於小弟對Java沒有什麼研究興趣，所有重點就分析Native部分。當然Native的入口就在android_view_Surface.cpp中，此文件主要包含以下兩部分給Java層調用：

1）gSurfaceSessionMethods： 操作SurfaceSession的方法

2）gSurfaceMethods：操作Surface的方法

2. android_view_Surface.cpp

2.1 SurfaceSession操作方法

1. static JNINativeMethod gSurfaceSessionMethods[] = {
2. {"init", "()V", (void*)SurfaceSession_init }, //創建SurfaceComposerClient
3. {"destroy", "()V", (void*)SurfaceSession_destroy }, //直接銷毀SurfaceComposerClient
4. {"kill", "()V", (void*)SurfaceSession_kill },//先clear,再銷毀SurfaceComposerClient
5. };

2.1.1 SurfaceSession_init

其功能如下：

1）創建SurfaceComposerClient對象

2）調用SurfaceComposerClient::onFirstRef方法

現在已經進入到SurfaceComposerClient的地盤，根據其名字含義，它應該是一個進行Surface合成的客戶端，通過它發命令給SurfaceFlinger來進行需要的操作。其初始化流程如下圖所示：

2.1.2 SurfaceComposerClient.cpp中的寶貝

為了方便後面的理解，先看看SurfaceComposerClient中有些什麼寶貝來完成這個任務。在其中定義了如下幾個類：

2.1.2.1 ComposerService(獲取SurfaceFlinger服務)

一看到名字為Service，應該是用於從SurfaceFlinger中獲取Service以建立連接關系<它是一個單實例，一個進程有且只有一個實例對象>，然後供後面進行相關的操作。其構造函數代碼如下：

1. class ComposerService : public Singleton<ComposerService>
2. {
3. //實質為BpSurfaceComposer,通過它與SurfaceFlinger進行通信，
4. //BnSurfaceComposer是SurfaceFlinger基類中的一個
5. sp<ISurfaceComposer> mComposerService;
7. //實質為BpMemoryHeap,它在SurfaceFlinger中對應為管理一個4096字節的
8. //一個MemoryHeapBase對象，在SurfaceFlinger::readyToRun中創建
9. sp<IMemoryHeap> mServerCblkMemory;
11. //為MemoryHeapBase管理的內存在用戶空間的基地址，通過mmap而來，
12. //具體見MemoryHeapBase::mapfd
13. surface_flinger_cblk_t volatile* mServerCblk;
14. ComposerService();
15. friend class Singleton<ComposerService>;
16. public:
17. static sp<ISurfaceComposer> getComposerService();
18. static surface_flinger_cblk_t const volatile * getControlBlock();
19. };
21. ComposerService::ComposerService()
22. : Singleton<ComposerService>() {
23. const String16 name("SurfaceFlinger");
24. //獲取SurfaceFlinger服務，即BpSurfaceComposer對象
25. while (getService(name, &mComposerService) != NO_ERROR) {
26. usleep(250000);
27. }
28. //獲取共享內存塊
29. mServerCblkMemory = mComposerService->getCblk();
30. //獲取共享內存塊基地址
31. mServerCblk = static_cast<surface_flinger_cblk_t volatile *>(
32. mServerCblkMemory->getBase());
33. }

由此可見，ComposerService主要是獲取SurfaceFlinger服務、獲取在SurfaceFlinger::readyToRun中創建的共享內存塊及其基地址。在Client中，誰要想與SurfaceFlinger通信，需要通過接口getComposerService來獲取此BpSurfaceComposer。

此ComposerService是在調用ComposerService::getInstance時進行有且只有一個的實例化，因為前面講過，它是一個單實例。

2.1.2.2 Composer

它也是一個單實例，管理並發送每個layer的ComposerState。其定義如下：

1. struct ComposerState {
2. sp<ISurfaceComposerClient> client;
3. layer_state_t state;
4. status_t write(Parcel& output) const;
5. status_t read(const Parcel& input);
6. };
8. class Composer : public Singleton<Composer>
9. {
10. friend class Singleton<Composer>;
12. mutable Mutex mLock;
13. //SurfaceComposerClient+SurfaceID與一個ComposerState一一對應
14. SortedVector<ComposerState> mStates;
15. int mOrientation;//整個屏幕的方向
16. Composer() : Singleton<Composer>(),
17. mOrientation(ISurfaceComposer::eOrientationUnchanged) { }
18. //通過BpSurfaceComposer把mStates發送給SurfaceFlinger處理
19. void closeGlobalTransactionImpl();
21. //根據client和id從mStates中獲取對應原ComposerState,從而獲取對應的layer_state_t
22. layer_state_t* getLayerStateLocked(
23. const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id);
25. public:
26. //設置與client和id對應的layer_state_t中的位置信息,並保存在mStates中
27. status_t setPosition(const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
28. float x, float y);
29. //設置與client和id對應的layer_state_t中的Size信息,並保存在mStates中
30. status_t setSize(const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
31. uint32_t w, uint32_t h);
32. //設置與client和id對應的layer_state_t中的z-order信息,並保存在mStates中
33. status_t setLayer(const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
34. int32_t z);
35. //設置與client和id對應的layer_state_t中的flags信息,並保存在mStates中
36. status_t setFlags(const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
37. uint32_t flags, uint32_t mask);
38. //設置與client和id對應的layer_state_t中的透明區域信息,並保存在mStates中
39. status_t setTransparentRegionHint(
40. const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
41. const Region& transparentRegion);
42. //設置與client和id對應的layer_state_t中的alpha信息,並保存在mStates中
43. status_t setAlpha(const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
44. float alpha);
45. //設置與client和id對應的layer_state_t中的矩陣信息,並保存在mStates中
46. status_t setMatrix(const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
47. float dsdx, float dtdx, float dsdy, float dtdy);
48. //設置與client和id對應的layer_state_t中的位置信息,並保存在mStates中
49. status_t setFreezeTint(
50. const sp<SurfaceComposerClient>& client, SurfaceID id,
51. uint32_t tint);
52. //設置整個屏幕的方向
53. status_t setOrientation(int orientation);
54. //通過BpSurfaceComposer把mStates發送給SurfaceFlinger處理
55. static void closeGlobalTransaction() {
56. Composer::getInstance().closeGlobalTransactionImpl();
57. }
58. }

把上面的comments看完就明白了，Composer管理每個SurfaceComposerClient中的每一個Surface的狀態，並記錄在ComposerState的layer_state_t中，然後調用者可以調用其closeGlobalTransaction方法把這些mStates發送給SurfaceFlinger處理（處理函數為：SurfaceFlinger::setTransactionState）。

誰來調用它的方法設置層的屬性及發送mStates呢? -----答案是由SurfaceComposerClient來調用。