题外话

你有没有听见,心里有一声咆哮,那一声咆哮,它好像在说:我就是要从后面追上去!

写文章真的好痛苦,特别是自己对这方面的知识也一知半解就更加痛苦了。这已经是这个系列的第六篇了,很多次都想放弃了,但最终还是坚持下来了,因为我真的好像搞懂这一块。


1 前言

前面一篇文章中,我们已经介绍了createSurface的流程,也在SurfaceFlinger中去创建了图层layer,但一直没有看到buffer queue的踪影。其实,据我观察 Android 12 将BufferQueue的相关逻辑移出了SurfaceFlinger。这一篇文章中我们就会跟随之前写的应用的代码逻辑,看看BufferQueue的相关逻辑是如何引入的?又是如何工作的?

2 创建BufferQueue/BLASTBufferQueue

接着从我们的示例应用讲起,代码在文章:Android 12(S) 图形显示系统 - 示例应用(二)

创建native surface后接下下就是要准备去绘图了,流程就走到了 drawNativeSurface()这个方法中,先看内容:

int drawNativeSurface(sp<NativeSurfaceWrapper> nativeSurface) {
status_t err = NO_ERROR;
int countFrame = 0;
ANativeWindowBuffer *nativeBuffer = nullptr;
ANativeWindow* nativeWindow = nativeSurface->getSurface().get(); ... }

drawNativeSurface这个方法中首先去调用了我们定义的NativeSurfaceWrapper::getSurface方法:

sp<ANativeWindow> NativeSurfaceWrapper::getSurface() const {
sp<ANativeWindow> anw = mSurfaceControl->getSurface();
return anw;
}

getSurface方法中,mSurfaceControl就是上一篇中Android 12(S) 图形显示系统 - createSurface的流程(五)创建得到的,它封装了SurfaceFlinger创建的BufferStateLayer的信息。接着来到了SurfaceControl::getSurface()

* /frameworks/native/libs/gui/SurfaceControl.cpp

sp<Surface> SurfaceControl::getSurface()
{
Mutex::Autolock _l(mLock);
if (mSurfaceData == nullptr) {
return generateSurfaceLocked();
}
return mSurfaceData;
}

其中 mSurfaceData定义如下:

* /frameworks/native/libs/gui/include/gui/SurfaceControl.h

mutable sp<Surface>         mSurfaceData;

因为 SurfaceControl::getSurface() 第一次被调用,此时 mSurfaceData为null,进而会执行 SurfaceControl::generateSurfaceLocked()

sp<Surface> SurfaceControl::generateSurfaceLocked()
{
uint32_t ignore;
auto flags = mCreateFlags & (ISurfaceComposerClient::eCursorWindow |
ISurfaceComposerClient::eOpaque);
mBbqChild = mClient->createSurface(String8("bbq-wrapper"), 0, 0, mFormat,
flags, mHandle, {}, &ignore);
mBbq = sp<BLASTBufferQueue>::make("bbq-adapter", mBbqChild, mWidth, mHeight, mFormat); // This surface is always consumed by SurfaceFlinger, so the
// producerControlledByApp value doesn't matter; using false.
mSurfaceData = mBbq->getSurface(true); return mSurfaceData;
}

看到了没,我们念念不忘,朝思暮想 ,魂牵梦绕的BufferQueue的逻辑 ==> BLASTBufferQueue  <== 终于千呼万唤始出来!!!


class SurfaceControl : public RefBase
...
private:
sp<SurfaceComposerClient> mClient; // 应用创建的SurfaceComposerClient对象指针,里面封装了和SurfaceFlinger通信的Binder客户端
sp<IBinder> mHandle; // 应用中显式创建的layer handle,这是个BufferStateLayer 它作为parent
sp<IGraphicBufferProducer> mGraphicBufferProducer; // 这个貌似没有实际用了?
mutable Mutex mLock;
mutable sp<Surface> mSurfaceData; //
mutable sp<BLASTBufferQueue> mBbq; // BLASTBufferQueue对象实例
mutable sp<SurfaceControl> mBbqChild; // child layer,它会和mBbq相关联
int32_t mLayerId; // layer id
uint32_t mTransformHint; // 方向
uint32_t mWidth; // surface 宽
uint32_t mHeight; // surface 高
PixelFormat mFormat;
uint32_t mCreateFlags; // createSurface的标志信息
};

SurfaceControl中一些成员和类图,下图可能并不完全准确

我们看看generateSurfaceLocked都干了什么:

mCreateFlags是一个uint32_t类型的变量,表示createSurface的一些属性标识,这个值其实就是我们调用surfaceComposerClient->createSurface时new SurfaceControl传递下来的

mClient,类型是sp<SurfaceComposerClient>   这个值也是我们调用surfaceComposerClient->createSurface时new SurfaceControl传递下来的

mClient->createSurface 流程和我们上一章的流程是一样的,传递的参数有点差异

>> surface/layer的名字为“bbq-wrapper”

>> 待创建的surface/layer设置其parent是mHandle所指向的layer,,mHandle也即是我们应用中显示创建的那个名字为"NativeSFDemo"的layer

新创建的这个 child surface 或叫做 child layer的信息同样被封装到一个SurfceControl对象中,保存在 mBbqChild


我们在Android 12(S) 图形显示系统 - 示例应用(二)文章最后曾留下一个问题,看到这里你是不是就明白了


主角登场

mBbq = sp<BLASTBufferQueue>::make("bbq-adapter", mBbqChild, mWidth, mHeight, mFormat);

创建一个BLASTBufferQueue对象,保存在mBbq中

最后调用BLASTBufferQueue::getSurface函数,返回一个sp<Surface>给应用,之后应用就可以通过这个Surface操做BufferQueue了。

BLASTBufferQueue的构建

先看其构造函数的代码:

BLASTBufferQueue::BLASTBufferQueue(const std::string& name, const sp<SurfaceControl>& surface,
int width, int height, int32_t format)
: mSurfaceControl(surface),
mSize(width, height),
mRequestedSize(mSize),
mFormat(format),
mNextTransaction(nullptr) {
createBufferQueue(&mProducer, &mConsumer);
// since the adapter is in the client process, set dequeue timeout
// explicitly so that dequeueBuffer will block
mProducer->setDequeueTimeout(std::numeric_limits<int64_t>::max()); // safe default, most producers are expected to override this
mProducer->setMaxDequeuedBufferCount(2);
mBufferItemConsumer = new BLASTBufferItemConsumer(mConsumer,
GraphicBuffer::USAGE_HW_COMPOSER |
GraphicBuffer::USAGE_HW_TEXTURE,
1, false);
static int32_t id = 0;
mName = name + "#" + std::to_string(id);
auto consumerName = mName + "(BLAST Consumer)" + std::to_string(id);
mQueuedBufferTrace = "QueuedBuffer - " + mName + "BLAST#" + std::to_string(id);
id++;
mBufferItemConsumer->setName(String8(consumerName.c_str()));
mBufferItemConsumer->setFrameAvailableListener(this);
mBufferItemConsumer->setBufferFreedListener(this);
mBufferItemConsumer->setDefaultBufferSize(mSize.width, mSize.height);
mBufferItemConsumer->setDefaultBufferFormat(convertBufferFormat(format));
mBufferItemConsumer->setBlastBufferQueue(this); ComposerService::getComposerService()->getMaxAcquiredBufferCount(&mMaxAcquiredBuffers);
mBufferItemConsumer->setMaxAcquiredBufferCount(mMaxAcquiredBuffers); mTransformHint = mSurfaceControl->getTransformHint();
mBufferItemConsumer->setTransformHint(mTransformHint);
SurfaceComposerClient::Transaction()
.setFlags(surface, layer_state_t::eEnableBackpressure,
layer_state_t::eEnableBackpressure)
.setApplyToken(mApplyToken)
.apply();
mNumAcquired = 0;
mNumFrameAvailable = 0;
BQA_LOGV("BLASTBufferQueue created width=%d height=%d format=%d mTransformHint=%d", width,
height, format, mTransformHint);
}

可以看到构造函数中主要是去创建BufferQueue并初始化生成者mProducer和消费者mConsumer这两个变量,然后进行了一些参数和Listener的设置

createBufferQueue

* /frameworks/native/libs/gui/BLASTBufferQueue.cpp

// Similar to BufferQueue::createBufferQueue but creates an adapter specific bufferqueue producer.
// This BQP allows invoking client specified ProducerListeners and invoke them asynchronously,
// emulating one way binder call behavior. Without this, if the listener calls back into the queue,
// we can deadlock.
void BLASTBufferQueue::createBufferQueue(sp<IGraphicBufferProducer>* outProducer,
sp<IGraphicBufferConsumer>* outConsumer) {
LOG_ALWAYS_FATAL_IF(outProducer == nullptr, "BLASTBufferQueue: outProducer must not be NULL");
LOG_ALWAYS_FATAL_IF(outConsumer == nullptr, "BLASTBufferQueue: outConsumer must not be NULL"); sp<BufferQueueCore> core(new BufferQueueCore());
LOG_ALWAYS_FATAL_IF(core == nullptr, "BLASTBufferQueue: failed to create BufferQueueCore"); sp<IGraphicBufferProducer> producer(new BBQBufferQueueProducer(core));
LOG_ALWAYS_FATAL_IF(producer == nullptr,
"BLASTBufferQueue: failed to create BBQBufferQueueProducer"); sp<BufferQueueConsumer> consumer(new BufferQueueConsumer(core));
consumer->setAllowExtraAcquire(true);
LOG_ALWAYS_FATAL_IF(consumer == nullptr,
"BLASTBufferQueue: failed to create BufferQueueConsumer"); *outProducer = producer;
*outConsumer = consumer;
}

创建BufferQueueCore

创建BBQBufferQueueProducer

创建BufferQueueConsumer

再来看一张类图,BufferQueue相关类的关系,先有个初步的印象

BLASTBufferQueue::getSurface

sp<Surface> BLASTBufferQueue::getSurface(bool includeSurfaceControlHandle) {
std::unique_lock _lock{mMutex};
sp<IBinder> scHandle = nullptr;
if (includeSurfaceControlHandle && mSurfaceControl) {
scHandle = mSurfaceControl->getHandle();
}
return new BBQSurface(mProducer, true, scHandle, this);
}

BLASTBufferQueue::getSurface方法中会去创建一个BBQSurface, 这个类继承自Surface,其中保存了对应layer的handle

class BBQSurface : public Surface {
......
}

需要理理/想想

我们初步可以看到一些概念:
    一个BLASTBufferQueue(BufferQueue)对应一个Layer,一个BufferQueue中有多个Buffer,一般是2个或者3个。
    一个BLASTBufferQueue(BufferQueue)有一个Producer,一个Consumer
    结合前面的分析,一个Surface和一个Layer也是一一对应的,和窗口也是一一对应的。

可见,BLASTBufferQueue(BufferQueue)就是两个连接纽带,连接着Producer和Consumer。

Android 12之前的版本是在SurfaceFlinger的BufferLayer中去创建BufferQueue,而Android 12把这个逻辑从SurfaceFlinger移出来了,而是在BLASTBufferQueue中去创建BufferQueue。BLASTBufferQueue会关联到特定的layer,并与SurfaceFlinger交互来和layer建立联系。

3 小结

这一篇文章中,我们顺着示例应用的逻辑,引入了BufferQueue的概念,介绍了什么时候,如何创建了BufferQueue。


我盯着你!

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