Android 中的framebuffer和SurFaceFlinger的關係

FrameBuffer 在Android中並不像在其它GUI那樣直觀，抽象的層次比較多，加上GUI的更新是經過OpenGLES來作的。因此讓人很難搞清GUI更新的整個流程，最近要準備一個講稿，因此花了一些去研究，這裏作點筆記供你們參考，源代碼是基於高通平臺的，這些代碼在網上均可如下載。

FrameBuffer 的相關組件以下圖所示：

圖片貼不過來，請到原地址去查看http://www.linuxgraphics.cn/android/framebuffer_arch.html

 

• SurfaceFlinger是一個服務，主要是負責合成各窗口的Surface，而後經過OpenGLES顯示到FrameBuffer上。SurfaceFlinger自己比較重要並且比較複雜，之後專門寫一篇吧。
• DisplayHardware是對顯示設備的抽象，包括FrameBuffer和Overlay。它加載FrameBuffer和Overlay插件，並初始化OpenGLES:

mNativeWindow = new FramebufferNativeWindow(); framebuffer_device_t const * fbDev = mNativeWindow->getDevice(); if (hw_get_module(OVERLAY_HARDWARE_MODULE_ID, &module) == 0) { overlay_control_open(module, &mOverlayEngine); } surface = eglCreateWindowSurface(display, config, mNativeWindow.get(), NULL); eglMakeCurrent(display, surface, surface, context);

• FramebufferNativeWindow 是framebuffer 的抽象，它負責加載libgralloc，並打開framebuffer設備。FramebufferNativeWindow並不直接使用 framebuffer，而是本身建立了兩個Buffer：
  1. queueBuffer負責顯示一個Buffer到屏幕上，它調用fb->post去顯示。
  2. dequeueBuffer獲取一個空閒的Buffer，用來在後臺繪製。

這兩個函數由eglSwapBuffers調過來，調到:

egl_window_surface_v2_t::swapBuffers： nativeWindow->queueBuffer(nativeWindow, buffer); nativeWindow->dequeueBuffer(nativeWindow, &buffer);

• msm7k/liboverlay是Overlay的實現，與其它平臺不一樣的是，高通平臺上的Overlay並非提供一個framebuffer設備，而經過fb0的ioctl來實現的，ioctl分爲兩類操做：

OverlayControlChannel用於設置參數，好比設置Overlay的位置，寬度和高度：

mNativeWindow = new FramebufferNativeWindow(); framebuffer_device_t const * fbDev = mNativeWindow->getDevice(); if (hw_get_module(OVERLAY_HARDWARE_MODULE_ID, &module) == 0) { overlay_control_open(module, &mOverlayEngine); } surface = eglCreateWindowSurface(display, config, mNativeWindow.get(), NULL); eglMakeCurrent(display, surface, surface, context);

• FramebufferNativeWindow 是framebuffer 的抽象，它負責加載libgralloc，並打開framebuffer設備。FramebufferNativeWindow並不直接使用 framebuffer，而是本身建立了兩個Buffer：
  1. queueBuffer負責顯示一個Buffer到屏幕上，它調用fb->post去顯示。
  2. dequeueBuffer獲取一個空閒的Buffer，用來在後臺繪製。

這兩個函數由eglSwapBuffers調過來，調到:

egl_window_surface_v2_t::swapBuffers： nativeWindow->queueBuffer(nativeWindow, buffer); nativeWindow->dequeueBuffer(nativeWindow, &buffer);

• msm7k/liboverlay是Overlay的實現，與其它平臺不一樣的是，高通平臺上的Overlay並非提供一個framebuffer設備，而經過fb0的ioctl來實現的，ioctl分爲兩類操做：

OverlayControlChannel用於設置參數，好比設置Overlay的位置，寬度和高度：

bool OverlayControlChannel::setPosition(int x, int y, uint32_t w, uint32_t h) {
ov.dst_rect.x = x;
ov.dst_rect.y = y;
ov.dst_rect.w = w;
ov.dst_rect.h = h;

ioctl(mFD, MSMFB_OVERLAY_SET, &ov);
}

OverlayDataChannel用於顯示Overlay，其中最重要的函數就是queueBuffer:

bool OverlayDataChannel::queueBuffer(uint32_t offset) { mOvData.data.offset = offset; ioctl(mFD, MSMFB_OVERLAY_PLAY, odPtr)) }

• msm7k/libgralloc 是顯示緩存的抽象，包括framebuffer和普通Surface的Buffer。

framebuffer只是/dev/graphic/fb0的包裝，Surface的Buffer則是對/dev/pmem、ashmem和GPU內存(msm_hw3dm)的包裝，它的目標主要是方便硬件加速，由於 DMA傳輸使用物理地址，要求內存在物理地址上連續。

• msm7k/libcopybit這是2D加速庫，主要負責Surface的拉伸、旋轉和合成等操做。它有兩種實現方式：
  1. copybit.cpp: 基於fb0的ioctl(MSMFB_BLIT)的實現。
  2. copybit_c2d.cpp: 基於kgsl的實現，只是對libC2D2.so的包裝，libC2D2.so應該是不開源的。
• pmem

1. misc/pmem.c: 對物理內存的管理，算法和用戶空間的接口。
2. board-msm7x27.c定義了物理內存的缺省大小：

#define MSM_PMEM_MDP_SIZE 0x1B76000 #define MSM_PMEM_ADSP_SIZE 0xB71000 #define MSM_PMEM_AUDIO_SIZE 0x5B000 #define MSM_FB_SIZE 0x177000 #define MSM_GPU_PHYS_SIZE SZ_2M #define PMEM_KERNEL_EBI1_SIZE 0x1C000

msm_msm7x2x_allocate_memory_regions分配幾大塊內存用於給pmem作二次分配。

• KGSL

Kernel Graphics System Layer (KGSL)，3D圖形加速驅動程序，源代碼drivers/gpu/msm目錄下，它是對GPU的包裝，給OpenGLES 2.0提供抽象的接口。

• msm_hw3dm

這個我在內核中沒有找到相關代碼。

• msm_fb

msm_fb.c: framebuffer, overlay和blit的用戶接口。

mdp_dma.c: 對具體顯示設備的包裝，提供兩種framebuffer更新的方式：

mdp_refresh_screen： 定時更新。

mdp_dma_pan_update: 經過pan display主動更新。

mdp_dma_lcdc.c：針對LCD實現的顯示設備，mdp_lcdc_update用更新framebuffer