Android0显示系统三管理图像缓冲区

1、Android6.0Android6.0显示系统(三)管理图像缓冲区、BufferQueueCoreBufferQueueProducerBufferQueueConsumer上篇博客在Layer的onFirstRef函数中，调用了下面函数，创建了3个对象BufferQueueCoreBufferQueueProducerBufferQueueConsumer。其中BufferCore是核心，把BufferQueueProducer和BufferQueueConsumer对象连接在一起。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片voidBufferQueue:cre

2、ateBufferQueue(sp*outProducer,sp*outConsumer,constsp&allocator)spcore(newBufferQueueCore(allocator);spproducer(newBufferQueueProducer(core);spconsumer(newBufferQueueConsumer(core);*outProducer=producer;*outConsumer=consumer;1.1生产者和core的联系IGraphicBufferProducer的大致接口如下，BufferQueueProducer类是接口IGrap

3、hicBufferProducer的实现，使用BufferQueueProducer之前先要调用connect函数，使用结束后调用disconnect断开连接。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片classIGraphicBufferProducer:publicIInterfacepublic:virtualstatus_trequestBuffer(intslot,sp*buf)=0;virtualstatus_tsetBufferCount(intbufferCount)=0;virtualstatus_tdequeueBuffer(int*slot,s

4、p*fence,boolasync,uint32_tw,uint32_th,PixelFormatformat,uint32_tusage)=0;virtualstatus_tdetachBuffer(intslot)=0;virtualstatus_tdetachNextBuffer(sp*outBuffer,sp*outFence)=0;virtualstatus_tattachBuffer(int*outSlot,constsp&buffer)=0;virtualstatus_tqueueBuffer(intslot,constQueueBufferInput&input

5、,QueueBufferOutput*output)=0;virtualvoidcancelBuffer(intslot,constsp&fence)=0;virtualintquery(intwhat,int*value)=0;virtualstatus_tconnect(constsp&listener,intapi,boolproducerControlledByApp,QueueBufferOutput*output)=0;virtualstatus_tdisconnect(intapi)=0;virtualstatus_tsetSidebandStream(const

6、sp&stream)=0;virtualvoidallocateBuffers(boolasync,uint32_twidth,uint32_theight,PixelFormatformat,uint32_tusage)=0;virtualstatus_tallowAllocation(boolallow)=0;virtualstatus_tsetGenerationNumber(uint32_tgenerationNumber)=0;virtualString8getConsumerName()const=0;在BufferQueueCore类中定义了一个64项的数据mSlots。

7、cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片BufferQueueDefs:SlotsTypemSlots;cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片typedefBufferSlotSlotsTypeNUM_BUFFER_SLOTS;每个缓冲区的类型是BufferSlot类型。它有两个重要的成员变量，mGraphicBuffer是指向图像缓冲区GraphicBuffer的指针，mBufferState表示图像缓冲区的状态。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片spmGraphicBuffer;BufferS

8、tatemBufferState;BufferState的状态有下面几个cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片enumBufferStateFREE=0,空闲DEQUEUED=1,生产状态，被生产者拥有QUEUED=2,/保存数据状态，被BufferQueue拥有ACQUIRED=3/消费状态，被消费者拥有;BufferQueueProducer的dequeueBuffer函数用来向BufferQueueCore申请一个空闲的slot,这个slot可能已经有缓冲区，也可能没有，如果没有缓冲区，dequeueBuffer函数会分配一块新的缓冲区。得到空闲的slot

9、后，还需要调用requestBuffer函数来取得一块缓冲区。得到缓冲区，如果不需要了，可以使用cancelBuffer函数来释放这个slot。调用dequeueBuffer函数之后，缓冲区的拥有者是生产者，缓冲区处于DEQUEUED状态。一旦缓冲区复制数据完成，通过queueBuffer函数把缓冲区的控制权交还给BufferQueueCore,这时候缓冲区将处于QUEUED状态。1.2消费者和core的联系下面是IGraphicBufferComsumer接口的几个主要函数：cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片virtualstatus_tacquireBu

10、ffer(BufferItem*outBuffer,nsecs_texpectedPresent,uint64_tmaxFrameNumber=0)override;virtualstatus_treleaseBuffer(intslot,uint64_tframeNumber,constsp&releaseFence,EGLDisplaydisplay,EGLSyncKHRfence);virtualstatus_tconnect(constsp&consumerListener,boolcontrolledByApp);virtualstatus_tdisconnect()

11、;BufferQueueConsumer类是接口IGraphicBufferComsumer的实现，在使用它之前，先要调用connect函数建立联系，这里传递的参数是IConsumerListener对象，是一个回调接口，如果BufferQueue中有数据准备好了就会调用它的onFrameAvailable函数来通知消费者取走数据。取走数据的时候，需要调用acquireBuffer函数，将缓冲区状态变成ACQUIRED,使用完之后调用releaseBuffer函数可以吧缓冲区数据归还给BufferQueueCore,这样缓冲区就变成FREE。1.3三者联系对象BufferQueueProduc

12、er和BufferQueueConsumer好像没有直接联系，其实都是通过共同的BufferQueueCore对象连接在一起的，很多操作时直接使用BufferQueueCore对象的成员变量而不是函数来完成的。二、GraphicBuffer对象的创建对Surface而言，图像缓冲区是一个重要的数据结构，它是用户进程和图像显示器之间的纽带,下面我们来看看Surface的图像缓冲区是如何创建的。2.1内存缓冲区的创建前面介绍了过dequeueBuffer函数， 图像缓冲区GraphicBuffer就是在这个函数中创建的， 当从BufferQueueCore中获取到空间的slot时，如果这个slot

13、没有缓冲区就要新建一个。下面是dequeueBuffer函数的部分代码， 在从BufferQueueCore中获取到slot的时候， 如果需要重新分配图像缓冲区就会调用mCore-mAllocator-createGraphicBuffer函数来重新创建一个图像缓冲区。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片*outSlot=found;/found复制到outslotATRACE_BUFFER_INDEX(found);attachedByConsumer=mSlotsfound.mAttachedByConsumer;mSlotsfound.mBufferSt

14、ate=BufferSlot:DEQUEUED;/slot的状态修改变成生产状态constsp&buffer(mSlotsfound.mGraphicBuffer);if(buffer=NULL)|/为空，或者需要重新分配buffer-needsReallocation(width,height,format,usage)mSlotsfound.mAcquireCalled=false;mSlotsfound.mGraphicBuffer=NULL;mSlotsfound.mRequestBufferCalled=false;mSlotsfound.mEglDisplay=EGL_NO

15、_DISPLAY;mSlotsfound.mEglFence=EGL_NO_SYNC_KHR;mSlotsfound.mFence=Fence:NO_FENCE;mCore-mBufferAge=0;returnFlags|=BUFFER_NEEDS_REALLOCATION;/需要重启分配缓冲区else/Weadd1becausethatwillbetheframenumberwhenthisbuffer/isqueuedmCore-mBufferAge=mCore-mFrameCounter+1-mSlotsfound.mFrameNumber;BQ_LOGV(dequeueBuffer:

16、settingbufferageto%PRIu64,mCore-mBufferAge);if(CC_UNLIKELY(mSlotsfound.mFence=NULL)BQ_LOGE(dequeueBuffer:abouttoreturnaNULLfence-slot=%dw=%dh=%dformat=%u,found,buffer-width,buffer-height,buffer-format);eglDisplay=mSlotsfound.mEglDisplay;eglFence=mSlotsfound.mEglFence;*outFence=mSlotsfound.mFence;mSl

17、otsfound.mEglFence=EGL_NO_SYNC_KHR;mSlotsfound.mFence=Fence:NO_FENCE;mCore-validateConsistencyLocked();/Autolockscopeif(returnFlags&BUFFER_NEEDS_REALLOCATION)/如果需要重启分配图像缓冲区status_terror;BQ_LOGV(dequeueBuffer:allocatinganewbufferforslot%d,*outSlot);spgraphicBuffer(mCore-mAllocator-createGraphicBu

18、ffer(/创建图像缓冲区width,height,format,usage,&error);if(graphicBuffer=NULL)BQ_LOGE(dequeueBuffer:createGraphicBufferfailed);returnerror;/AutolockscopeMutex:Autolocklock(mCore-mMutex);if(mCore-mIsAbandoned)BQ_LOGE(dequeueBuffer:BufferQueuehasbeenabandoned);returnNO_INIT;graphicBuffer-setGenerationNumbe

19、r(mCore-mGenerationNumber);mSlots*outSlot.mGraphicBuffer=graphicBuffer;/AutolockscopemAllocator的类型是IGraphicBufferA110c,也是一个Binder对象， 它是在BufferQueueCore的构造函数中得到的，这个时候allocator为空的，具体要从Layer的构造函数中调用BufferQueue:createBufferQueue函数是，那个时候allocator参数就为空。然后通过getComposerService来调用createGraphicBufferAlloc函数来创

20、建这个mAllocator对象。之前的博客分析过getComposerService返回的是和SurfaceFlinger进程的Binder对象，因此最后是到SurfaceFlinger的createGraphicBufferAlloc函数中去了（但是这里有点搞不明白明明是在一个进程中为什么要用Binder呢？）。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片if(allocator=NULL)spcomposer(ComposerService:getComposerService();mAllocator=mposer-createGraphicBufferA110

21、c();if(mAllocator=NULL)BQ_LOGE(createGraphicBufferAllocfailed);下面我们来看SurfaceFlinger的createGraphicBufferAlloc函数。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片spSurfaceFlinger:createGraphicBufferA110c()spgba(newGraphicBufferAlloc();returngba;)因此最后BufferQueueProducer中的dequeueBuffer函数中调用mCore-mAllocator的createGrap

22、hicBuffer函数就是调用了GraphicBufferAlloc的createGraphicBufferAlloc函数。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片spGraphicBufferAlloc:createGraphicBuffer(uint32_twidth,uint32_theight,PixelFormatformat,uint32_tusage,status_t*error)spgraphicBuffer(newGraphicBuffer(width,height,format,usage);status_terr=graphicBuffer-

23、initCheck();*error=err;错误处理returngraphicBuffer;)我们来看下GraphicBuffer对象的构造函数中调用了initSize函数。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片GraphicBuffer:GraphicBuffer(uint32_tinWidth,uint32_tinHeight,PixelFormatinFormat,uint32_tinUsage):BASE(),mOwner(ownData),mBufferMapper(GraphicBufferMapper:get(),mInitCheck(NO_ER

24、ROR),mId(getUniqueId()mInitCheck=initSize(inWidth,inHeight,inFormat,inUsage);)在initSize函数中调用GraphicBufferAllocator的alloc来分配内存。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片status_tGraphicBuffer:initSize(uint32_tinWidth,uint32_tinHeight,PixelFormatinFormat,int32_tinUsage)GraphicBufferAllocator&allocator=Gra

25、phicBufferAllocator:get();uint32_toutStride=0;status_terr=allocator.alloc(inWidth,inHeight,inFormat,inUsage,&handle,&outStride);if(err=NO_ERROR)width=static_cast(inWidth);height=static_cast(inHeight);format=inFormat;usage=static_cast(inUsage);stride=static_cast(outStride);)returnerr;)alloc又调

26、用了成员变量mAllocDev的alloc函数。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片status_tGraphicBufferAllocator:alloc(uint32_twidth,uint32_theight,PixelFormatformat,uint32_tusage,buffer_handle_t*handle,uint32_t*stride)err=mAllocDev-alloc(mAllocDev,static_cast(width),static_cast(height),format,static_cast(usage),handle,&a

27、mp;outStride);在GraphicBufferAllocator的构造函数中装载了Gralloc模块，因此mAllocDev指向了Gralloc模块。这个会在后面的博客中分析cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片GraphicBufferAllocator:GraphicBufferAllocator():mAllocDev(0)hw_module_tconst*module;interr=hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID,&module);ALOGE_IF(err,FATAL:cantfindt

28、he%smodule,GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID);if(err=0)gralloc_open(module,&mAllocDev);这里调用alloc分配了一块共享的内存缓冲区，alloc函数将返回共享区的fd和缓冲区的指针。既然GraphicBuffer中的缓冲区是共享内存，我们知道使用共享内存需要传递共享内存的句柄fd。下面我们看看是如何传到客户进程的。2.2内存缓冲区的fd传递到客户进程GraphicBuffer类从模板类Flattenable派生，这个派生类可以通过Parcel传递，通常派生类需要重载flatten和unflatten方法，用于对象的

29、序列化和反序列化。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片classGraphicBuffer:publicANativeObjectBase,publicFlattenable我们先来看下flatten函数，fds参数用来传递文件句柄，函数把handle中的句柄复制到fds中，因此这些句柄就能通过binder传递到目标进程中去。cppviewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片status_tGraphicBuffer:flatten(void*&buffer,size_t&size,int*&fds,size_t&a

30、mp;count)constsize_tsizeNeeded=GraphicBuffer:getFlattenedSize();if(sizesizeNeeded)returnNO_MEMORY;size_tfdCountNeeded=GraphicBuffer:getFdCount();if(countfdCountNeeded)returnNO_MEMORY;int32_t*buf=static_cast(buffer);buf0=GBFR;buf1=width;buf2=height;buf3=stride;buf4=format;buf5=usage;buf6=static_cast(

31、mId32);buf7=static_cast(mId&0 xFFFFFFFFull);buf8=static_cast(mGenerationNumber);buf9=0;buf10=0;if(handle)buf9=handle-numFds;buf10=handle-numInts;memcpy(fds,handle-data,把handle中的中复制到fds中static_cast(handle-numFds)*sizeof(int);memcpy(&buf11,handle-data+handle-numFds,static_cast(handle-numInts)*sizeof(int);)buffer=static_cast(static_cast(buffer)+sizeNeeded);size-=sizeNeeded;if(ndle)fds+=hand