Android60 显示系统GraphicBuffer分配内存.docx
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Android60显示系统GraphicBuffer分配内存
Android6.0显示系统GraphicBuffer分配内存
之前分析了显示系统的大致流程，其中有几个地方不是很清楚，这里我专门写几篇专题。
这篇先来看GraphicBuffer分配内存，我们在之前的博客中分析到用户进程创建一个Surface，最后返回的参数gbp是sp类型的，过程之前都分析过了，我们就不分析了，这个gbp是在Layer的onFirstRef中创建的。
在BufferQueue的createBufferQueue中创建了producer和consumer，然后创建了MonitoredProducer对象，并且用producer来作为参数。
[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
voidLayer:
:
onFirstRef（）{
//CreatesacustomBufferQueueforSurfaceFlingerConsumertouse
spproducer;
spconsumer;
BufferQueue:
:
createBufferQueue（&producer,&consumer）;
mProducer=newMonitoredProducer（producer,mFlinger）;
......
用户进程和SurfaceFlinger通信的Binder类
MonitoredProducer是继承IGraphicBufferProducer类。
[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
classMonitoredProducer:
publicIGraphicBufferProducer{
我们再来看看IGraphicBufferProducer类的实现，典型的Binder用法，在这个类中有Bp端和Bn端的实现。
这个就是用户进程和SurfaceFlinger进程的关于内存的Binder通信。
我们requestBuffer函数，用户进程通过binder和SurfaceFlinger通信，获取数据，然后新建一个GraphicBuffer对象，将数据放入这个对象。
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classBpGraphicBufferProducer:
publicBpInterface
{
public:
BpGraphicBufferProducer（constsp&impl）
:
BpInterface（impl）
{
}
virtual~BpGraphicBufferProducer（）;
virtualstatus_trequestBuffer（intbufferIdx,sp*buf）{
Parceldata,reply;
data.writeInterfaceToken（IGraphicBufferProducer:
:
getInterfaceDescriptor（））;
data.writeInt32（bufferIdx）;
status_tresult=remote（）->transact（REQUEST_BUFFER,data,&reply）;//通过Binder获取SurfaceFlinger的数据
if（result!
=NO_ERROR）{
returnresult;
}
boolnonNull=reply.readInt32（）;
if（nonNull）{
*buf=newGraphicBuffer（）;//新建一个GraphicBuffer
result=reply.read（**buf）;//将从SurfaceFlinger获取的数据放入这个新建的对象
if（result!
=NO_ERROR）{
（*buf）.clear（）;
returnresult;
}
}
result=reply.readInt32（）;
returnresult;
}
我们再来看看SurfaceFlinger的Bn侧是如何实现的，这里主要是调用子类获取到buffer，然后通过Binder传出。
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status_tBnGraphicBufferProducer:
:
onTransact（
uint32_tcode,constParcel&data,Parcel*reply,uint32_tflags）
{
switch（code）{
caseREQUEST_BUFFER:
{
CHECK_INTERFACE（IGraphicBufferProducer,data,reply）;
intbufferIdx=data.readInt32（）;
spbuffer;
intresult=requestBuffer（bufferIdx,&buffer）;//调用子类的requestBuffer函数，获取到buffer
reply->writeInt32（buffer!
=0）;
if（buffer!
=0）{
reply->write（*buffer）;//将buffer传出
}
reply->writeInt32（result）;
returnNO_ERROR;
而其子类也就是MonitoredProducer类，主要是调用了mProducer的方法，这个在MonitoredProducer对象创建的时候传入的，是BufferQueueProducer类。
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status_tMonitoredProducer:
:
requestBuffer（intslot,sp*buf）{
returnmProducer->requestBuffer（slot,buf）;
}
新建一个GraphicBuffer
BufferQueueProducer类的requestBuffer类从mSlots中获取buffer传出，这个之前我们也分析过，mSlots中的buffer是在dequeueBuffer函数中申请的。
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status_tBufferQueueProducer:
:
requestBuffer（intslot,sp*buf）{
ATRACE_CALL（）;
BQ_LOGV（"requestBuffer:
slot%d",slot）;
Mutex:
:
Autolocklock（mCore->mMutex）;
if（mCore->mIsAbandoned）{
BQ_LOGE（"requestBuffer:
BufferQueuehasbeenabandoned"）;
returnNO_INIT;
}
if（slot<0||slot>=BufferQueueDefs:
:
NUM_BUFFER_SLOTS）{
BQ_LOGE（"requestBuffer:
slotindex%doutofrange[0,%d）",
slot,BufferQueueDefs:
:
NUM_BUFFER_SLOTS）;
returnBAD_VALUE;
}elseif（mSlots[slot].mBufferState!
=BufferSlot:
:
DEQUEUED）{
BQ_LOGE（"requestBuffer:
slot%disnotownedbytheproducer"
"（state=%d）",slot,mSlots[slot].mBufferState）;
returnBAD_VALUE;
}
mSlots[slot].mRequestBufferCalled=true;
*buf=mSlots[slot].mGraphicBuffer;//从mSlots获取buffer
returnNO_ERROR;
}
这里之前分析过了，我们就简单分析下,在dequeueBuffer函数中，如果flags是BUFFER_NEEDS_REALLOCATION就需要重新分配GraphicBuffer，是通过mCore->mAllocator->createGraphicBuffer来分配的。
[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
......
if（returnFlags&BUFFER_NEEDS_REALLOCATION）{
status_terror;
BQ_LOGV（"dequeueBuffer:
allocatinganewbufferforslot%d",*outSlot）;
spgraphicBuffer（mCore->mAllocator->createGraphicBuffer（
width,height,format,usage,&error））;
......
GraphicBufferAlloc:
:
createGraphicBuffer函数如下。
[cpp]viewplaincopy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->initCheck（）;
*error=err;
if（err!
=0||graphicBuffer->handle==0）{
if（err==NO_MEMORY）{
GraphicBuffer:
:
dumpAllocationsToSystemLog（）;
}
ALOGE（"GraphicBufferAlloc:
:
createGraphicBuffer（w=%d,h=%d）"
"failed（%s）,handle=%p",
width,height,strerror（-err）,graphicBuffer->handle）;
return0;
}
returngraphicBuffer;
}
然后我们再来看看GraphicBuffer的构造函数，主要是初始化了各个变量，然后调用了GraphicBuffer的initSize函数。
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GraphicBuffer:
:
GraphicBuffer（uint32_tinWidth,uint32_tinHeight,
PixelFormatinFormat,uint32_tinUsage）
:
BASE（）,mOwner（ownData）,mBufferMapper（GraphicBufferMapper:
:
get（））,
mInitCheck（NO_ERROR）,mId（getUniqueId（））
{
width=
height=
stride=
format=
usage=0;
handle=NULL;
mInitCheck=initSize（inWidth,inHeight,inFormat,inUsage）;
}
我们来看看这个函数主要是通过GraphicBufferAllocator的alloc来分配buffer
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status_tGraphicBuffer:
:
initSize（uint32_tinWidth,uint32_tinHeight,
PixelFormatinFormat,uint32_tinUsage）
{
GraphicBufferAllocator&allocator=GraphicBufferAllocator:
:
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;
}
HAL层alloc函数分配buffer
GraphicBufferAllocator的构造函数中获取hal层模块。
[cpp]viewplaincopy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）;
if（err==0）{
gralloc_open（module,&mAllocDev）;
}
}
然后在alloc中分配内存。
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status_tGraphicBufferAllocator:
:
alloc（uint32_twidth,uint32_theight,
PixelFormatformat,uint32_tusage,buffer_handle_t*handle,
uint32_t*stride）
{
ATRACE_CALL（）;
//makesuretonotallocateaNx0or0xNbuffer,sincethisis
//allowedfromanAPIstand-pointallocatea1x1bufferinstead.
if（!
width||!
height）
width=height=1;
//wehaveah/wallocatorandh/wbufferisrequested
status_terr;
//Filteroutanyusagebitsthatshouldnotbepassedtothegrallocmodule
usage&=GRALLOC_USAGE_ALLOC_MASK;
intoutStride=0;
err=mAllocDev->alloc（mAllocDev,static_cast（width）,
static_cast（height）,format,static_cast（usage）,handle,
&outStride）;
*stride=static_cast（outStride）;
if（err==NO_ERROR）{
Mutex:
:
Autolock_l（sLock）;
KeyedVector&list（sAllocList）;
uint32_tbpp=bytesPerPixel（format）;
alloc_rec_trec;
rec.width=width;
rec.height=height;
rec.stride=*stride;
rec.format=format;
rec.usage=usage;
rec.size=static_cast（height*（*stride）*bpp）;
list.add（*handle,rec）;
}
returnerr;
}
分配的HAL层我们之前分析过了，是在alloc_device.cpp中调用alloc_device_alloc函数，这里buffer_handle_t类型就是native_handle_t类型。
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staticintalloc_device_alloc（alloc_device_t*dev,intw,inth,intformat,intusage,buffer_handle_t*pHandle,int*pStride）
我们来看下native_handle_t类型，numFds就是data[0]这个数组中有几个是代表fd，numInts是代表data[0]有几个是代表int字段的。
[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
typedefstructnative_handle
{
intversion;/*sizeof（native_handle_t）*/
intnumFds;/*numberoffile-descriptorsat&data[0]*/
intnumInts;/*numberofintsat&data[numFds]*/
intdata[0];/*numFds+numIntsints*/
}native_handle_t;
而我们在alloc_devcei_alloc，实际分配的时候是新建的private_handle_t，也就是说最后我们分配的全在这个变量中，因为native_handle是其第一个参数，所有通过指针这两个对象都是可以强制转的。
[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
#ifdef__cplusplus
structprivate_handle_t:
publicnative_handle{
#else
structprivate_handle_t{
structnative_handlenativeHandle;
#endif
enum{
PRIV_FLAGS_FRAMEBUFFER=0x00000001
};
//file-descriptors
intfd;
//ints
intmagic;
intflags;
intsize;
intoffset;
//FIXME:
theattributesbelowshouldbeout-of-line
uint64_tbase__attribute__（（aligned（8）））;
intpid;
#ifdef__cplusplus
staticinlineintsNumInts（）{
return（（（sizeof（private_handle_t）-sizeof（native_handle_t））/sizeof（int））-sNumFds）;
}
staticconstintsNumFds=1;
staticconstintsMagic=0x3141592;
private_handle_t（intfd,intsize,intflags）:
fd（fd）,magic（sMagic）,flags（flags）,size（size）,offset（0）,
base（0）,pid（getpid（））
{
version=sizeof（native_handle）;
numInts=sNumInts（）;
numFds=sNumFds;
}
~private_handle_t（）{
magic=0;
}
staticintvalidate（constnative_handle*h）{
constprivate_handle_t*hnd=（constprivate_handle_t*）h;
if（!
h||h->version!
=sizeof（native_handle）||
h->numInts!
=sNumInts（）||h->numFds!
=sNumFds||
hnd->magic!
=sMagic）
{
ALOGE（"invalidgrallochandle（at%p）",h）;
return-EINVAL;
}
return0;
}
#endif
};
GraphicBuffer序列化传给用户进程
分配好了GraphicBuffer之后，就是通过Binder传给用户进程。
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