android11 SurfaceFlinger 服务启动分析

androidSurfaceFlinger 服务启动分析

hehui0921

747人浏览 · 2023-01-10 23:14:52

hehui0921 · 2023-01-10 23:14:52 发布

SurfaceFlinge的入口代码在frameworks/native/services/surfaceflinger/main_surfaceflinger.cpp

启动流程大体分析如下：

1 启动binder 环境。
2 创建了一个 SurfaceFlinger 对象：

  sp<SurfaceFlinger> flinger = surfaceflinger::createSurfaceFlinger();

3 调用其 flinger->init(); 方法

4 注册为系统服务：

// publish surface flinger
    sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
    sm->addService(String16(SurfaceFlinger::getServiceName()), flinger, false,
                   IServiceManager::DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | IServiceManager::DUMP_FLAG_PROTO);

5 注册服务SurfaceComposerAIDL：

 // publish gui::ISurfaceComposer, the new AIDL interface
    sp<SurfaceComposerAIDL> composerAIDL = new SurfaceComposerAIDL(flinger);
    sm->addService(String16("SurfaceFlingerAIDL"), composerAIDL, false,
                   IServiceManager::DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | IServiceManager::DUMP_FLAG_PROTO);

6 注册 DisplayService();

7 调用 flinger->run();
代码是这样的：

void SurfaceFlinger::run() {
    while (true) {
        mEventQueue->waitMessage();
    }
}

无限循环，等looper的信息并处理。
mEventQueue->waitMessage() 是在等looper的信息。

SurfaceFlinger是一个服务，是由于其实现了 BnInterface 接口，

ISurfaceComposer 位置：
https://cs.android.com/android/platform/superproject/+/master:frameworks/native/libs/gui/include/gui/ISurfaceComposer.h

ISurfaceComposer 就是其对外提供的服务的接口： defines the Binder IPC interface for accessing various SurfaceFlinger features

主要接口说明：

1 bootFinished（）：

  virtual void bootFinished() = 0;

被 WindowManagerService.java 的 performEnableScreen 方法所调用，告诉SurfaceFlinger 可以显示界面了。

2 createConnection（）： Create a connection with SurfaceFlinger.
返回的对象是一个 ISurfaceComposerClient ，主要有接口 createSurface 。

以下是一个例子：

int main(int, const char**) {
	ProcessState::self()->startThreadPool();
	sp<SurfaceComposerClient> mClient = new SurfaceComposerClient;
	sp<SurfaceControl> mBGSurfaceControl;
	mClient->initCheck();
	mBGSurfaceControl = mClient->createSurface(String8("11"), 100, 100,
			PIXEL_FORMAT_RGBA_8888, 0, nullptr, LayerMetadata(), nullptr);
	Transaction().setLayer(mBGSurfaceControl, 100).show(mBGSurfaceControl).apply();
	fillSurfaceRGBA8(mBGSurfaceControl, 0, 0, 255);
	IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
	return 0;
}

SurfaceComposerClient 的分析：

SurfaceComposerClient 在其内部有一个变量 mClient ，它是通过 surfaceflinger 服务的 createConnection 方法返回的一个客户端 ISurfaceComposerClient，通过ISurfaceComposerClient 我们就可以 createSurface 了。

服务端的 createSurface做了什么：

服务端的实现是 SurfaceFlinger.cpp 的 SurfaceFlinger::createLayer 函数。将 layer 放入 mCreatedLayers 中。

SurfaceFlinger 的 layer 合成是在SurfaceFlinger::composite 函数中。

VSyncCallbackRegistration(VSyncDispatch&, VSyncDispatch::Callback, std::string callbackName

VSyncCallbackRegistration ：只要生成一个 VSyncCallbackRegistration 对象，参数VSyncDispatch::Callback就会在VSync事件回调的时候被执行。

frameworks/native/services/surfaceflinger/Scheduler/MessageQueue.cpp 的作用：

1 合成 layer ，

frameworks/native/services/surfaceflinger/Scheduler/Scheduler.cpp 的作用：

frameworks/native/services/surfaceflinger/Scheduler/Scheduler.h

Scheduler 是 MessageQueue 的子类。

而 SurfaceFlinger::run() 是在main_surfaceflinger.cpp 中启动 surfaceflinger 的最后一步，那就是进入消息循环处理了。

Scheduler 的 run 函数的功能：等待新的 looper 消息的到来。那这个消息是来自哪里？是谁发过来的？

MessageQueue::Handler::dispatchInvalidate() 是被谁调用的？： MessageQueue::eventReceiver

而 MessageQueue::cb_eventReceiver 调用 MessageQueue::eventReceiver ，

然后 MessageQueue::cb_eventReceiver 是 mLooper 的 fd有新的数据时的回调函数。

现在问题是这个 fd 的数据是哪里写入的？

EventThreadConnection::stealReceiveChannel 的功能：

一个对象有 2个fd,一个是发送的，一个是接受的， stealReceiveChannel 就是将这2个fd输出给客户端，然后客户端可以得到接受的fd，放入looper的监听队列.
如下：

 mutable base::unique_fd mSendFd;
 mutable base::unique_fd mReceiveFd;

可以全局搜索 mSendFd 看是哪里写入数据的。

frameworks/native/services/surfaceflinger/Scheduler/EventThread.cpp ：
EventThread::threadMain:threadMain 函数
无限循环，只要 mState != State::Quit，则循环读取 mPendingEvents 中的待处理数据，
如 mPendingEvents 中没有元素要处理，则等待其他地方调用：

  mPendingEvents.push_back();
    mCondition.notify_all();

然后继续处理。

那有哪些地方调用以上的代码呢？至少是在 EventThread::onVSyncEvent 有调用。

DispSyncSource::onDispSyncEvent 调用 EventThread::onVSyncEvent 。

VSyncReactor::的 callback 调用 DispSyncSource::onDispSyncEvent 。

而 VSyncReactor::的 callback 是 VSyncCallbackRegistration 的构造函数参数。

所以我们就来分析 VSyncCallbackRegistration ：

class VSyncCallbackRegistration 的功能：

VSyncCallbackRegistration 封装了一个 callback ，可以 schedule 这个 callback 在何时执行，
也可以 cancel 掉一个已经schedule 但还没有 dispatch 的 callback 。

VSyncCallbackRegistration 的 schedule 函数分析：

它调用了 VSyncDispatch 的 schedule 函数。
谁调用了它？：

class VSyncDispatch 的功能：

VSyncDispatch 功能分析（VSyncDispatchTimerQueue 是 VSyncDispatch 的子类）：

VSyncDispatch 的功能通过 schedule 函数是将 vsync events dispatch 给注册的 callbacks 。

在哪里注册 callback ：registerCallback 函数和 unregisterCallback 函数。

schedule 函数是怎么 dispatch 的？

VSyncDispatchTimerQueue 是 VSyncDispatch 的子类 ，它实现了 schedule 函数。

VSyncDispatchTimerQueue::setTimer：
功能：最终调用了 c 函数 timerfd_settime 在指定的时间运行 callback 函数。
被谁调用：VSyncDispatchTimerQueue::schedule() 函数。

继续我们的问题：

谁调用了 VSyncDispatch 的 schedule 函数？

class VsyncSchedule 的功能：

负责生成 VsyncController;VsyncDispatch 和 VsyncTracker，并对外提供。

class Scheduler的功能：

Scheduler 是 MessageQueue 的子类。
监听的fd来自哪里？
run函数是开始等待looper的新信息并处理。
在 SurfaceFlinger ::processDisplayAdded 函数中创建一个 Scheduler对象。

class VSyncSource::Callback 的功能：

有函数 virtual void onVSyncEvent(nsecs_t when, VSyncData vsyncData) = 0;
是发送VSyncEvent时的回调。
class EventThread 是它的子类。
onVSyncEvent 被 DispSyncSource::onVsyncCallback 所调用。
而 DispSyncSource::onVsyncCallback 只用在 DispSyncSource的函数变量 mCallbackRepeater的构造函数中，

而mCallbackRepeater 被调用只是在 VSyncCallbackRegistration mRegistration 的构造函数中。

最终要分析 EventThread::threadMain 做了什么。

待续。。。。

所以 DispSyncSource::onVsyncCallback 调用 EventThread:: onVSyncEvent ,