11.1 Android显示系统框架_framebuffer原理及改进

1. Android显示系统框架
Android Graphic UI with GPU Hardware Acceleration
https://community.nxp.com/docs/DOC-93612

a. 显示驱动framebuffer的原理及改进

只有一个FrameBuffer的缺点：

(1)如果App写入FB的速度慢，LCD图像变化慢

(2)如果App写FB速度不快不慢，LCD图像会闪烁

因此，在仅使用一个FB的基础上做出改进，使用多个FB来改进：

(1)DisplayController使用FB0

(2)APP写FB1

(3)DisplayController使用FB1

(4)APP写FB0

(5)重复以上步骤

最绘制图片方面：以前在linux中是对在FB中绘制整个空间的数据，如果需要绘制手机界面，步骤如下：状态栏、导航栏、背景、图标；每个界面都需要上述四个步骤

在Android中引入层的概念：状态栏和导航栏为一层、背景为一层、图片为一层，最后把绘制好的层合并，合并使用HardwareComposer

HWC称为硬件合并

驱动支持HWC：每一层对应一个驱动/dev/fbx,APP操作某一层，直接写对应的FrameBuffer，硬件会自动合并它们(比如我们的4412的fb0~fb4就是对应的LCD)

b. 多任务系统的显示: 必定有一个显示管理者

APP不能直接访问LCD驱动程序，有一个称为SurfaceFlinger(统一操作显示设备)的管理者，其功能：

(1)SurfaceFlinger给APP提供buffer，给APP存放界面(这样APP和SurfaceFlinger之间就不需要传输buffer了)

a、SurfaceFlinger通过gralloc模块（HAL）向ashmem(驱动层)申请内存

b、得到一个fd，用这个文件句柄描述申请的buffer

c、通过binder把fd传给APP

d、APP通过mmap(fd)之后直接访问buffer

(2)APP1/APP 2/APP3 把各自的界面发给SurfaceFlinger，它根据层次、大小进行合成显示；

a、根据各个界面的Z值(高度，相对XY坐标理解)决定前后顺序，Z值肯定是由WindowManagerService确定

b、把这些排序后的buffer传给HardwareComposer模块，如果硬件不支持该模块或者层数超过了模块的限制，用软件GL(graphicLibrary)处理

(3)当HardwareComposer不能处理（无硬件/超过硬件支持最大层数），使用GL来处理

android系统通过libEGL.so来加载硬件GL库或者软件GL库（引脚GL库可能是对GPU的访问），除了SurfaceFlinger可以通过libEGL.so来加载GL库之外，APP也可以libEGL.so库来使用GL库