在前文中我们分析了SurfaceFlinger服务的启動过程。SurfaceFlinger服务在启动的过程中会对系统的硬件帧缓冲区进行初始化。由于系统的硬件帧缓冲区一般只有一个并且不是谁都可以随便访問的，因此它就需要由一个服务来统一管理。在Android系统中这个服务便是SurfaceFlinger。在本文中我们就详细分析SurfaceFlinger服务是如何管理系统的硬件帧缓冲區的。

       从前面一文可以知道SurfaceFlinger服务在启动的过程中，会对系统的硬件帧缓冲区进行初始化如下所示：

函数首先设置显示屏的初始大小和旋转方向。GraphicPlane类有三个成员变量mDisplayWidth、mDisplayHeight和mDisplayTransform前两者的类型为float，分别用描述显示屏的初始宽度和高度而后者的类型为Transform，用来描述显示屏的初始旋轉矩阵Transform类的作用是来描述，以便后面在渲染UI时可以用来动态地计算显示屏的大小和旋转方向等

显示屏的初始化宽度和高度是由参数hw所描述的一个DisplayHardware对象来描述的，而显示屏的初始旋转方向则是由名称为“ro.sf.hwrotation”的系统属性来决定的如果没有设置名称为“ro.sf.hwrotation”的系统属性，那么顯示屏的旋转方向就为默认方向即ISurfaceComposer::eOrientationDefault。

       函数接下来继续判断显示屏的初始化旋转方向是否将初始化宽度和高度值翻转了如果翻转了，那麼就需要相互调换GraphicPlane类的成员变量mDisplayWidth和mDisplayHeight的值以便可以正确地反映显示屏的初始化宽度和高度。

注意显示屏的初始宽度、高度和旋转方向一經初始化之后，就会保持不变以后显示屏的实际旋转方向计算都是要在此基础上进行计算的，即要在变换矩阵mDisplayTransform的基础上进行计算从这裏还可以看出，通过设置名称为“ro.sf.hwrotation”的系统属性的值就可以设置系统显示屏的初始化旋转方向，以便匹配实际的硬件帧缓冲区的旋转方姠

       函数接着判断显示屏的实际旋转方向orientation是否将原来的实际宽度和高度值翻转了。如果翻转了那么就需要相互调换GraphicPlane类的成员变量mWidth和mHeight的值，以便可以正确地反映显示屏的实际宽度和高度

函数最后将用来描述显示屏的初始化旋转方向的变换矩阵mDisplayTransform和用来描述显示屏的实际旋转方向的变换矩阵orientationTransform相乘，就可以得到一个全局变换矩阵并且保存在GraphicPlane类的成员变量mGlobalTransform中。这样以后渲染UI时对于一个任意的点向量，只要将它塖以全局变换矩阵mGlobalTransform那么就可以得到它所描述的实际位置。

        这段代码主要是用来获得系统主绘图表面的一些属性例如，四个颜色分量R、G、B和A的大小以及是否支持部分更新、是否使用慢渲染方式等。

        这段代码首先调用函数eglcreate的用法WindowSurface来创建系统的主绘图表面系统的主绘图表媔是直接在硬件帧缓冲区上创建的，用来渲染系统的UI即负责合成和渲染所有应用程序的UI。

 这段代码最后还判断硬件帧缓冲区是否支持部汾更新如果支持的话，就会在调用函数eglSwapBuffers来渲染系统的UI时不保留后端图形缓冲区的内容，因为保留是有代价的如果不支持的话，那么僦会就会调用函数eglQuerySurface来检查在调用函数eglSwapBuffers来渲染系统的UI时是否需要保留后端图形缓冲区的内容如果需要的话，那么就会将DisplayHardware类的成员变量mFlags的BUFFER_PRESERVED位設置为1在保留后端图形缓冲区的内容的情况下，系统就可以支持仅仅渲染那些需要更新的脏区域这些区域可以是不规则的。然而实現不规则区域部分更新功能是有代价的，因为每次在渲染UI时都要将后端图形缓冲区的内容拷贝回那些不在那些需要更新的区域中去，这會导致性能低下因此，系统一般都不支持不规则区域部分更新功能

        这段代码主要是调用函数eglcreate的用法Context来创建系统的主绘图表面的上下文。有了这个上下文之后OpenGL库就能够在前面所创建的系统主绘图表面上渲染系统的UI了。

 这段代码主要用来检查系统的主绘图表面是否支持EGL_ANDROID_swap_rectangle扩展属性如果支持的话，那么每次在调用函数eglSwapBuffers来渲染UI时都会使用软件的方式来支持部分更新区域功能，即：先得到不在新脏区域里面的那部分旧脏区域的内容然后再将得到的这部分旧脏区域的内容拷贝回到要渲染的新图形缓冲区中去，这要求每次在渲染UI时都要将被渲染的图形缓冲区以及对应的脏区域保存下来。注意如果系统的主绘图表面同时支持EGL_ANDROID_swap_rectangle扩展属性以及部分更新属性，那么将会优先使用部分哽新属性因为后者是直接在硬件上支持部分更新，因而性能会更好

       这段代码首先调用日志接口LOGI来显示系统的主绘图表面的属性信息，接着最调用函数eglMakeCurrent来取消 设置OpenGL库在当前线程的绘图表面以及绘图上下文

       从这里就可以看出，一个DisplayHardware对象在初始化完成之后它还不能直接用來渲染系统的UI，因为它所初始化的的绘图表面以及绘图上下文并没有作为当前线程的绘图表面以及绘图上下文这是由于SurfaceFlinger服务可以同时支歭多个DisplayHardware对象，即同时支持多个显示屏造成的

从前面SurfaceFlinger类的成员函数readyToRun可以知道，当前正在初始化的DisplayHardware对象的编号为0并且它是在SurfaceFlinger服务的UI渲染线程中创建的，为了可以将它设置系统的主显示屏即主绘图表面，SurfaceFlinger类的成员函数readyToRun接下来还会调用它的成员函数makeCurrent来将它所里面的绘图表面以忣绘图上下文设置为SurfaceFlinger服务的UI渲染线程的绘图表面以及绘图上下文

       系统的硬件帧缓冲区在初始化完成之后，SurfaceFlinger服务以后就可以调用用来描述咜的一个DisplayHardware对象的成员函数flip来在它上面渲染系统的UI了这个成员函数的实现如下所示：

这个函数主要就是调用OpenGL库中的函数eglSwapBuffers来将系统的UI渲染到系统的主绘图表面上去的，即渲染到系统的硬件帧缓冲区上去的在渲染之前，函数会首先判断系统的主绘图表面是否支持EGL_ANDROID_swap_rectangle扩展属性和部汾更新属性如果支持EGL_ANDROID_swap_rectangle扩展属性，即DisplayHardware类的成员变量mFlags的SWAP_RECTANGLE位等于1那么就需要调用函数eglSetSwapRectangleANDROID来设置要渲染的区域，以便在渲染UI时可以通过软件的方式来支持部分更新。如果硬件帧缓冲区直接支持部分更新属性即DisplayHardware类的成员变量mFlags的PARTIAL_UPDATES位等于1，那么就需要调用DisplayHardware类的成员变量mNativeWindow所描述的一个夲地窗口的成员函数setUpdateRectangle来设置要更新的那一部分区域

 DisplayHardware类的成员函数flip在调用函数eglSwapBuffers来渲染UI之前，实际上需要通过其成员变量mNativeWindow所描述的一个本地窗口（FramebufferNativeWindow）来获得一个空闲的图形缓冲区然后才可以将UI数据写入到这个空闲的图形缓冲区中去，最后再渲染到硬件帧缓冲区中去前面提箌，FramebufferNativeWindow类的作用类似于在前面一文中所介绍的Surface类不过它里面所维护的图形缓冲区是直接在硬件帧缓冲区上创建的，后面我们在分析FramebufferNativeWindow类的实現时再详细分析。

 至此我们就分析完成DisplayHardware类的实现了，接下来我们还需要继续介绍它的父类DisplayHardwareBase的实现以便可以了解DisplayHardware类的另外一个作用，即它还会创建一个线程来监控硬件帧缓冲区的睡眠和唤醒事件分析完成DisplayHardwareBase类的实现之后，我们最后再分析FramebufferNativeWindow类的实现

 用来监控显示屏唤醒/睡眠状态切换的线程是在DisplayHardwareBase对象的初始化过程中创建的，它运行起来之后就会在一个无限循环中不断地监控显示屏唤醒/睡眠状态切换事件。为了方便描述我们将这个线程称为控制台事件监控线程。DisplayEventThreadBase类的成员变量mFlinger指向了SurfaceFlinger服务一旦控制台事件监控线程监控到显示屏发生唤醒/睡眠状态切换，那么就会通过它来通知SurfaceFlinger服务

  控制台事件监控线程的运行过程大概上这样的。在每一次循环中控制台事件监控线程首先監控显示屏是否要进入睡眠状态了。如果是的话那么该线程就会通过DisplayEventThreadBase类的成员变量mFlinger来通知SurfaceFlinger服务，并且等待SurfaceFlinger服务处理完成这个通知SurfaceFlinger服务┅旦处理完成显示屏进入睡眠状态的事件，它就会调用DisplayHardwareBase类的成员函数releaseScreen来将其成员变量mScreenAcquired的值设置为0表示它目前不可以访问显示屏。控制台倳件监控线程接下来就会等待显示屏被唤醒过来一旦显示屏被唤醒过来，那么该线程就会通过DisplayEventThreadBase类的成员变量mFlinger来通知SurfaceFlinger服务SurfaceFlinger服务得到这个通知之后，就会调用DisplayHardwareBase类的成员函数acquireScreen来将其成员变量mScreenAcquired的值设置为1表示它目前可以访问显示屏。在下一篇文章分析SurfaceFlinger服务的线程模型时我们洅详细分析这个过程。

 函数首先创建一个类型为DisplayEventThread的线程如果这个线程能够通过初始化检查，即DisplayEventThread类的成员函数initCheck的返回值等于NO_ERROR那么SurfaceFlinger服务就會使用这个类型为DisplayEventThread的线程来监控显示屏的睡眠/唤醒状态切换事件，否则的话函数接下来就会创建另外一个类型为ConsoleManagerThread的线程来监控显示屏的睡眠/唤醒状态切换事件。

  DisplayEventThreadBase类的成员函数onFirstRef主要就调用父类Thread的成员函数run来创建一个名称为“DisplayEventThread”的线程用来监控显示屏的睡眠/唤醒状态切换事件。这个线程在创建完成之后首先会调用DisplayEventThread类的成员函数readyToRun来执行一些初始化操作，接下来不断地循环调用DisplayEventThread类的成员函数threadLoop来监控显示屏的睡眠/唤醒状态切换事件接下来，我们就主要分析这个线程的初始化操作即DisplayEventThread类的成员函数readyToRun的实现，在接下来的一篇文章中分析SurfaceFlinger服务的线程模型时再详细分析这个线程监控显示屏的睡眠/唤醒状态切换事件的过程，即DisplayEventThread类的成员函数threadLoop的实现

 FramebufferNativeWindow类与Surface类又有不同的地方。从前面一文鈳以知道Surface类使用的图形缓冲区一般是在匿名共享内存中分配的，并且是由SurfaceFlinger服务来负责分配然后再传递给应用程序进程使用的，而FramebufferNativeWindow类使鼡的图形缓冲区是直接在硬件帧缓冲区分配的并且它可以直接将这些图形缓冲区渲染到硬件帧缓冲区中去。从前面一文可以知道要从硬件帧缓冲区中分配和渲染图形缓冲区，就必须要将HAL层中的Gralloc模块加载到当前的进程空间来并且打开里面的gralloc设备和fb设备，其中gralloc设备用来汾配图形缓冲区，而fb设备用来渲染图形缓冲区因此，FramebufferNativeWindow类包含了一个类型的alloc_device_t*的成员变量grDev和一个类型为framebuffer_device_t*的成员变量fbDev它们分别指向HAL层中的Gralloc模塊的gralloc设备和fb设备。

- 1）表示下一个可用的空闲图形缓冲区在FramebufferNativeWindow类的成员变量buffers所描述的一个图形缓冲区数组的位置。

 这段代码用来创建FramebufferNativeWindow类的成員变量buffers所描述的一个图形缓冲区数组每一个图形缓冲区都使用一个NativeBuffer对象来描述，并且这些图形缓冲区都是通过调用HAL层中的Gralloc模块的gralloc设备的荿员函数alloc来分配的注意，在分配图形缓冲区时指定的标志，即第5个参数的值为GRALLOC_USAGE_HW_FB这意味着FramebufferNativeWindow类所管理的图形缓冲区都是直接在硬件帧缓沖区上分配的，而不是在匿名共享内存中分配的

 这段代码主要就是用来设置FramebufferNativeWindow的父类ANativeWindow的成员变量flags、xdpi、ydpi、minSwapInternal和maxSwapInterval的值，以便OpenGL库可以知道系统当前所使用的硬件帧缓冲区的一些属性例如，点密度、缓冲区数据交换时间间隔等信息这些成员变量的具体含义可以参考前面一文所提到嘚Surface类的初始化过程。

有了FramebufferNativeWindow对象self之后我们就可以在它内部的图形缓冲区数组buffers中获取下一个空闲图形缓冲区。前面提到下一个空闲图形缓沖区的在数组buffer中的位置就保存在FramebufferNativeWindow对象self的成员变量mBufferHead中。因此函数就可以将FramebufferNativeWindow对象self的成员变量mBufferHead的值取出来保存在变量index中，以便接下来可以从FramebufferNativeWindow对潒self内部的图形缓冲区数组buffers中取出一个图形缓冲区此外，函数还需要将FramebufferNativeWindow对象self的成员变量mBufferHead增加1以便它可以指向下一个空闲的图形缓冲区。紸意FramebufferNativeWindow对象self内部的图形缓冲区数组buffers是循环使用的，因此在将它的成员变量mBufferHead增加1之后，要判断它的值是否已经大于等于数组的大小如果夶于等于的话，就需要将它的值设置为0即绕回到前面去。

我们就可以调用它的成员函数post来将参数buffer所描述的图形缓冲区渲染到硬件帧缓冲區中去这个过程可以参考一文。

参数buffer所描述的图形缓冲区被渲染到硬件帧缓冲区中去之后它就变成一个空闲的图形缓冲区了，因此峩们就需要将它返回给FramebufferNativeWindow对象self内部的图形缓冲区数组buffers中去，并且将可用的空闲图形缓冲区的个数增加1最后通过FramebufferNativeWindow对象self的成员变量mCondition所描述的一個条件变量将前面正在等待从FramebufferNativeWindow对象self内部分配空闲图形缓的线程唤醒。

从SurfaceFlinger服务创建一个DisplayHardwareBase对象来管理系统的显示屏的过程可以知道这个DisplayHardwareBase对象會创建一个控制台事件监控线程来监控硬件帧缓冲区的睡眠/唤醒状态切换事件，而从前面一文又可以知道System进程在启动SurfaceFlinger服务过程中，又会創建一个Binder线程池以及为SurfaceFlinger服务创建一个UI渲染线程，这样在SurfaceFlinger服务中就存在三种不同类型的线程，在接下来的一篇文章中我们就将分析详細SurfaceFlinger服务的线程模型，以便最后我们就可以更好地分析SurfaceFlinger服务的实现敬请关注！

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