Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 828000
  • 博文数量: 860
  • 博客积分: 425
  • 博客等级: 下士
  • 技术积分: 1464
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2011-08-20 19:57
个人简介

对技术执着

文章分类

全部博文(860)

文章存档

2019年(16)

2018年(12)

2015年(732)

2013年(85)

2012年(15)

我的朋友

分类: LINUX

2013-07-03 14:11:16

Android display架构分析(一)

http://blog.csdn.net/BonderWu/archive/2010/08/12/5805961.aspx

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/429c2dd6ac1480c851da4b95.html

高通7系列硬件架构分析

1

如上图,高通7系列 Display的硬件部分主要由下面几个部分组成:

A、MDP

高通MSM7200A内部模块,主要负责显示数据的转换和部分图像处理功能理,如YUV转RGB,放大缩小、旋转等。MDP内部的MDP DMA负责数据从DDR到MDDI Host的传输(可以完成RGB之间的转换,如RGB565转成RGB666,这个转换工能载目前的code 中没有使用)。

B、MDDI

一种采用差分信号的高速的串行数据传输总线,只负责数据传输,无其它功能;其中的MDDI Hosat提供并行数据和串行数据之间的转换和缓冲功能。由于外面是VGA的屏幕,数据量较大,为了减少对EBI2总线的影响,传输总线使用MDDI,而非之前的EBI2。

C、MDDI Bridge

由于现在采用的外接LCD并不支持MDDI接口,故需要外加MDDI转换器,即MDDI bridge,来把MDDI数据转换成RGB接口数据。这里采用的EPSON MDDIBridge还有LCD Controller功能,可以完成其它一些数据处理的功能,如数据格式转换、支持TV-OUT、PIP等;并且还可以提供一定数量的GPIO。目前我们 主要用它把HOST端MDDI传递过来的显示数据和控制数据(初始化配置等)转换成并行的数据传递给LCD。

D、LCD module

主要是LCD Driver IC 和TFT Panel,负责把MDDI Bridge传来的显存中的图像示在自己的 Panel上。

Android display架构分析(二)

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/3fe59f740a6fee17b051b991.html

Android display SW架构分析

2

3

下面简单介绍一下上图中的各个Layer:

*蓝色部分-用户空间应用程序

应用程序层,其中包括Android应用程序以及框架和系统运行库,和底层相关的是系统运行库,而其中和显示相关的就是Android的Surface Manager, 它负责对显示子系统的管理,并且为多个应用程序提 供了2D和3D图层的无缝融合。

*黑色部分-HAL层,在2.2.1部分会有介绍

*红色部分-Linux kernel层

Linux kernel,其中和显示部分相关的就是Linux的FrameBuffer,它是Linux系统中的显示部分驱动程序接口。Linux工作在保护模式 下,User空间的应用程序无法直接调用显卡的驱动程序来直接画屏,FrameBuffer机制模仿显卡的功能,将显卡硬件结构抽象掉,可以通过 Framebuffer的读写直接对显存进行操作。用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像,将其映射到进程地址空间之后,就可以直接 进行读写操作,而写操作可以立即反应在屏幕上。这种操作是抽象的,统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。这些都是由 Framebuffer设备驱动来完成的。

*绿色部分-HW驱动层

该部分可以看作高通显卡的驱动程序,和高通显示部分硬件相关以及外围LCD相关的驱动都被定义在这边,比如上述的显卡的一些特性都是在这边被初始化的,同样MDP和MDDI相关的驱动也都定义在这里

User Space Display功能介绍

这里的User Space就是与应用程序相关的上层部分(参考上图中的蓝色部分),其中与Kernel空间交互的部分称之为HAL-HW Abstraction Layer。

HAL其实就是用户空间的驱动程序。如果想要将 Android 在某硬件平台上执行,基本上完成这些驱动程序就行了。其内定义了 Android 对各硬件装置例如显示芯片、声音、数字相机、GPS、GSM 等等的需求。

HAL存在的几个原因:

1、 并不是所有的硬件设备都有标准的linux kernel的接口。

2、 Kernel driver涉及到GPL的版权。某些设备制造商并不原因公开硬件驱动,所以才去HAL方式绕过GPL。

3、 针对某些硬件,Android有一些特殊的需求。

在display部分,HAL的实现code在copybit.c中,应用程序直接操作这些接口即可,具体的接口如下:

struct copybit_context_t *ctx = malloc(sizeof(struct copybit_context_t)); memset(ctx, 0, sizeof(*ctx)); ctx->device.common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG; ctx->device.common.version = 0; ctx->device.common.module = module; ctx->device.common.close = close_copybit; ctx->device.set_parameter = set_parameter_copybit;//设置参数 ctx->device.get = get; ctx->device.blit = blit_copybit;//传送显示数据 ctx->device.stretch = stretch_copybit; ctx->mAlpha = MDP_ALPHA_NOP; ctx->mFlags = 0; ctx->mFD = open("/dev/graphics/fb0", O_RDWR, 0);//打开设备

Kernel Space Display功能介绍

这里的Kernel空间(与Display相关)是Linux平台下的FB设备(参考上图中的红色部分)。下面介绍一下FB设备。

Fb即FrameBuffer的简称。framebuffer 是一种能够提取图形的硬件设备,是用户进入图形界面很好的接口。有了framebuffer,用户的应用程序不需要对底层驱动有深入了解就能够做出很好的 图形。对于用户而言,它和/dev 下面的其他设备没有什么区别,用户可以把

framebuffer 看成一块内存,既可以向这块内存中写入数据,也可以从这块内存中读取数据。它允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。这种操作是抽象 的,统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。

从用户的角度看,帧缓冲设备和其他位于/dev下面的设备类似,它是一个字符设备,通常主设备号是29,次设备号定义帧缓冲的个数。

在LINUX系统中,设备被当作文件来处理,所有的文件包括设备文件,Linux都提供了统一的操作函数接口。上面的结构体就是Linux为FB设备提供的操作函数接口。

1)、读写(read/write)接口,即读写屏幕缓冲区(应用程序不一定会调用该接口)

2)、映射(map)操作(用户空间不能直接访问显存物理空间,需map成虚拟地址后才可以)

由于Linux工作在保护模式,每个应用程序都有自己的虚拟地址空间,在应用程序中是不能直接访问物理缓冲区地址的。为此,Linux在文件操作 file_operations结构中提供了mmap函数,可将文件的内容映射到用户空间。对于帧缓冲设备,则可通过映射操作,可将屏幕缓冲区的物理地址 映射到用户空间的一段虚拟地址中,之后用户就可以通过读写这段虚拟地址访问屏幕缓冲区,在屏幕上绘图了。实际上,使用帧缓冲设备的应用程序都是通过映射操 作来显示图形的。由于映射操作都是由内核来完成,下面我们将看到,帧缓冲驱动留给开发人员的工作并不多

3)、I/O控制:对于帧缓冲设备,对设备文件的ioctl操作可读取/设置显示设备及屏幕的参数,如分辨率,显示颜色数,屏幕大小等等。ioctl的操作是由底层的驱动程序来完成

Note:上述部分请参考文件fbmem.c。

Android display架构分析(三)

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/76411bf6237dc429bc31099f.html

Kernel Space Display架构介绍 4

如上图所示,除了上层的图形应用程序外,和Kernel空间有关的包括Linux FB设备层以及和具体HW相关的驱动层,对应的源文件分别是fb_mem.cmsm_fb.cmddi_toshiba.c。下面会一一介绍。

函数和数据结构介绍

这个文件包含了Linux Fb设备的所有接口,主要函数接口和数据结构如下:

AFb设备的文件操作接口

5

B3个重要的数据结构

FrameBuffer中有3个重要的结构体,fb.h中定义,如下:

1 、frame_var_screeninfo

该结构体定义了显卡的一些可变的特性,这些特性在程序运行期间可以由应用程序动态改变,比较典型的如xrexyres表示在显示屏上显示的真实分辨率、显示的bit数等,该结构体user space可以访问。

2 、frame_fix_screeninfo

该结构体定义了显卡的一些固定的特性,这些特性在硬件初始化时就被定义了以后不可以更改。其中最重要的成员就是smem_lensmem_start,前者指示显存的大小(目前程序中定义的显存大小为整屏数据RGB565大小的2倍),后者给出了显存的物理地址。该结构体user space可以访问。

Notesmem_start是显存的物理地址,应用程序是不可以直接访问的,必须通过fb_ops中的mmp函数映射成虚拟地址后,应用程序方可访问。

3 、fb_info

FrameBuffer中最重要的结构体,它只能在内核空间内访问。内部定义了fb_ops结构体(包含一系列FrameBuffer的操作函数,Open/read/write、地址映射等).

C、其他

1)、一个重要的全局变量

struct fb_info *registered_fb[FB_MAX];

这变量记录了所有fb_info 结构的实例,fb_info 结构描述显卡的当前状态,所有设备对应的fb_info 结构都保存在这个数组中,当一个FrameBuffer设备驱动向系统注册自己时,其对应的fb_info 结构就会添加到这个结构中,同时num_registered_fb 为自动加1

2)、注册framebuffer函数

register_framebuffer(struct fb_info *fb_info);

unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info);

这两个是提供给下层FrameBuffer设备驱动的接口,设备驱动通过这两函数向系统注册或注销自己。几乎底层设备驱动所要做的所有事情就是填充fb_info结构然后向系统注册或注销它

Android display架构分析(四)

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/37e1a8521e35522842a75b99.html

函数和数据结构介绍

该文件为高通显卡的驱动文件,比较重要的函数接口和数据结构如下:

A、高通msm fb设备的文件操作函数接口

static struct fb_ops msm_fb_ops = {

.owner = THIS_MODULE,

.fb_open = msm_fb_open,

.fb_release = msm_fb_release,

.fb_read = NULL,

.fb_write = NULL,

.fb_cursor = NULL,

.fb_check_var = msm_fb_check_var,     /* 参数检查 */

.fb_set_par = msm_fb_set_par,       /* 设置显示相关参数 */

.fb_setcolreg = NULL, /* set color register */

.fb_blank = NULL,       /* blank display */

.fb_pan_display = msm_fb_pan_display,       /* 显示 */

.fb_fillrect = msm_fb_fillrect,     /* Draws a rectangle */

.fb_copyarea = msm_fb_copyarea, /* Copy data from area to another */

.fb_imageblit = msm_fb_imageblit,   /* Draws a image to the display */

.fb_cursor = NULL,

.fb_rotate = NULL,

.fb_sync = NULL, /* wait for blit idle, optional */

.fb_ioctl = msm_fb_ioctl,    /* perform fb specific ioctl (optional) */

.fb_mmap = NULL,

};

B、高通msm fbdriver接口

static struct platform_driver msm_fb_driver = {

.probe = msm_fb_probe,//驱动探测函数

.remove = msm_fb_remove,

#ifndef CONFIG_ANDROID_POWER

.suspend = msm_fb_suspend,

.suspend_late = NULL,

.resume_early = NULL,

.resume = msm_fb_resume,

#endif

.shutdown = NULL,

.driver = {

/* Driver name must match the device name added in platform.c. */

.name = "msm_fb",

},

};

Cmsm_fb_init()

向系统注册msm fbdriver,初始化时会调用

Dmsm_fb_add_device

向系统中添加新的lcd设备,在mddi_toshiba.c中会被调用

函数和数据结构介绍

该文件包含了所有和具体LCDToshiba)相关的信息和驱动,重点的数据结构和函数结构如下:

ALCD设备相关信息

static struct platform_device this_device_0 = { p>

.name   = "mddi_toshiba_vga",

.id   = TOSHIBA_VGA_PRIM,

.dev       = {

.platform_data = &toshiba_panel_data0,

}

};

其中toshiba_panel_data0包含了硬件LCD的控制函数,如开关、初始化等等

BLCD driver接口

static struct platform_driver this_driver = {

.probe = mddi_toshiba_lcd_probe,

.driver = {

.name   = "mddi_toshiba_vga",

},

};

其中mddi_toshiba_lcd_probe中会调用msm_fb_add_device接口把具体LCD添加到系统中去。

Cmddi_toshiba_lcd_init

注册LCD设备及driver到系统中去,同时也把LCD的固有信息(大小、格式、位率等)一并注册到系统中去。

DLCD相关控制函数

toshiba_common_initial_setup():初始化MDDI bridge

toshiba_prim_start():初始化LCD

数据流分析

本部分来看一下应用层以下,显示数据的流程是怎样的。

先来分析一下传统的Linux平台下FB设备是如果调用的,如下图所示:

上层调用FB API(主要是fb_ioctl()),fb_ioctl()会调用具体显卡的驱动,这里是高通的显卡驱动,其实就是MDP DMA的驱动,通过MDP DMA把显示数据经MDDI接口送到外围LCD组件。

Note:这里的MDP DMA并不对数据进行任何处理(可以完成简单的格式转换,如RGB565->RGB666)。

6

接下来再分析一下Android平台下显示数据是如何处理的,如下图所示:

7

同样上层也是调用FB API,不过这里其实把FB bypass了,相当于直接调用的是高通MDP PPP的驱动,然后数据经PPP处理后再经MDDI接口送出到外围LCD组件。

Note:这里的MDP PPP可以完成很多显示数据处理功能,如YUV->RGBScaleRotateBlending等。

初始化过程分析

   Kernel部分display的初始化包含下面几个步骤:

1)、在linux fb设备初始化时会向系统中注册msm_fb_driverNamemsm_fb

msm_fb_init> msm_fb_register_driver-> platform_driver_register(&msm_fb_driver)

其中的probe函数会对msm fb进行初始化,分配显存等(见msm_fb_probe函数)。

2)、在LCD模块初始化时会先向系统中注册驱动(在mddi_toshiba_lcd_init函数中)

platform_driver_register(&this_driver);名字为mddi_toshiba_vga

this_driverprobe函数为mddi_toshiba_lcd_probe,其内部会调用msm_fb_add_device向系统中添加MSM fb设备。

3)、调用platform_device_register(&this_device_0)向系统中注册设备,名字为mddi_toshiba_vga,其中this_device_0包含了一些操作LCD的接口,如on/off

Note:设备和drivername需要一致才可以绑定;另外,如果某些设备不需要让platform的总线来管理,那么只需要注册驱动即可,而无须向系统中注册device,如msm_touch

Android display架构分析(五)

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/7a12ecb77067737f8ad4b266.html

Display接口介绍

、User Space display接口

Android平台下,应用程序面对的显示部分的接口就是HAL,参考copybit.c,具体接口如下介绍:

open_copybit

初始化相关变量,并调用open("/dev/graphics/fb0", O_RDWR, 0);打开fb设备。

set_parameter_copybit

设置各种操作参数,如rotatealphadither等。

stretch_copybit

Copy一块数据(Rectangle)到显存,然后并命令msm_fb进行显示。

close_copybit

调用close(ctx->mFD);关闭fb设备。

Note:另外,应用程序在使用上面接口之前,需要调用mapFrameBuffer接口(EGLDisplaySurface.cpp),其功能如下:

1 初始化显示相关参数,并设置到底层。

2 映射出显存的虚拟地址。

、Kernel display接口

Kernel部分显示的接口全部都在fbmem.c中,这里详细介绍一下:

fb_open

打开Linuxfb设备。

fb_read/fb_write

读写显存中的数据

fb_ioctl

对显示设备的命令操作。如getset一些显示参数、通知底层进行刷屏等。

在典型应用中,画屏的一般步骤如下:

1 打开/dev/fb设备文件。

2 ioctrl操作取得当前显示屏幕的参数,如屏幕分辨率,每个像素点的比特数。根据屏幕参数可计算屏幕缓冲区的大小。

3 将屏幕缓冲区映射到用户空间。

4 映射后就可以直接读写屏幕缓冲区,进行绘图和图片显示了。

典型程序段如下:

#include

int main()

{

int fbfd = 0;

struct fb_var_screeninfo vinfo;

struct fb_fix_screeninfo finfo;

long int screensize = 0;

/*打开设备文件*/

fbfd = open("/dev/fb0", O_RDWR);

/*取得屏幕相关参数*/

ioctl(fbfd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo); ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo);

/*计算屏幕缓冲区大小*/

screensize = vinfo.xres * vinfo.yres * vinfo.bits_per_pixel / 8;

/*映射屏幕缓冲区到用户地址空间*/

fbp=(char*)mmap(0,screensize,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED, fbfd, 0);

/*下面可通过fbp指针读写缓冲区*/

...

}

典型应用flow分析

在不同应用程序中,上层的调用会有所不同,比如Andriod下会选择应用程序跳过Linux fb操作层,直接操作显卡驱动层,称之为BLT accelerator

下面看一下Android平台下画屏的操作流程。

1 通过mapFrameBuffer直接把用户空间的数据映射到显存中。

2 调用HAL中的stretch函数直接命令MSM设备提取显存数据然后送入MDP PPP进行处理并经MDDI接口送到外围LCD组件。

具体的函数调用流程如下:

copybit_open();//打开BlitEngine,同时也打开fb设备

mapFrameBuffer();//设置显示参数,同时得到显存虚拟地址

copybit->stretch(copybit, &dst, &src, &sdrect, &sdrect, &it);//通知底层去刷屏

接下的流程是:

stretch_copybit-> msm_copybit-> fb_ioctl()->msm_fb_ioctl(MSMFB_BLIT)-> msmfb_blit-> mdp_blit-> mdp_ppp_blit->mdp_start_ppp->MDP&MDDI HW operation

Android display架构分析(六)

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/78c068dc443c961f48540361.html

介绍

Note:

本部分介绍的完全是用户空间显示部分的架构,与kernel并没有直接的联系,主要是JNI以下到HAL以上的部分。

、Surface manager(surface flinger)简介

Surface manager是用户空间中framework下libraries中负责显示相关的一个模块。如下:

8

当系统同时执行多个应用程序时,Surface Manager会负责管理显示与存取操作间的互动,另外也负责将2D绘图与3D绘图进行显示上的合成。

    surface manager 可以准备一块 surface(可以看作一个layer),把 surface 的 fd (一块内存) 传给一个 app,让 app 可以在上面作画。典型应用如下:

9 
10

2架构分析

Android中的图形系统采用Client/Server架构,如下:

Client:应用程序相关部分。代码分为两部分,一部分是由Java提供的供应用使用的api,另一部分则是由c++写成的底层实现。

Server:即SurfaceFlinger,负责合成并送入buffer显示。其主要由c++代码编写而成。

Client和Server之前通过Binder的IPC方式进行通信,总体结构图如下:

如上图所示,Surface的client部分其实是提供给各应用程序进行画图操作的一个桥梁,该桥梁通过binder通向server端的 Surfaceflinger,Surfaceflinger负责合成各个surface,然后把buffer传送到framebuffer端进行底层显 示。其中每个surface对应2个buffer,一个front buffer, 一个back buffer,更新时,数据更新在back buffer上,需要显示时,则将back buffer和front buffer互换。

下一部分我们重点研究一下Surfaceflinger。

Android display架构分析(七-1

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/7abbe33a309367ff3b87ce6f.html

流程分析 根据前面的介绍,surfaceflinger作为一个server process,上层的应用程序(作为client)通过Binder方式与其进行通信。Surfaceflinger作为一个thread,这里把它分为3个部分,如下:

1、 Thread本身处理部分,包括初始化以及thread loop。

2、 Binder部分,负责接收上层应用的各个设置和命令,并反馈状态标志给上层。

3、 与底层的交互,负责调用底层接口(HAL)。

结构图如下:

11

注释:

a、 Binder接收到应用程序的命令(如创建surface、设置参数等),传递给flinger。

b、 Flinger完成对应命令后将相关结果状态反馈给上层。

c、 在处理上层命令过程中,根据需要设置event(主要和显示有关),通知Thread Loop进行处理。

d、 Flinger根据上层命令通知底层进行处理(主要是设置一些参数,Layer、position等)

e、 Thread Loop中进行surface的合成并通知底层进行显示(Post buffer)。

f、 DisplayHardware层根据flinger命令调用HAL进行HW的操作。

下面来具体分析一些SurfaceFlinger中重要的处理函数以及surfaceLayer的属性

1)、readToRun

SurfaceFlinger thread的初始化函数,主要任务是分配内存和设置底层接口(EGL&HAL)

status_t SurfaceFlinger::readyToRun()

mServerHeap = new MemoryDealer(4096, MemoryDealer::READ_ONLY);//为IPC分配共享内存

mSurfaceHeapManager = new SurfaceHeapManager(this, 8 << 20);//为flinger分配heap,大小为8M,存放具体的显示数据

{

// initialize the main display

GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));

DisplayHardware* const hw = new DisplayHardware(this, dpy);

plane.setDisplayHardware(hw);//保存显示接口

}

//获取显示相关参数

const GraphicPlane& plane(graphicPlane(dpy));

const DisplayHardware& hw = plane.displayHardware();

const uint32_t w = hw.getWidth();

const uint32_t h = hw.getHeight();

const uint32_t f = hw.getFormat();

// Initialize OpenGL|ES

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);

glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);

2)、ThreadLoop

Surfaceflingerloop函数,主要是等待其他接口发送的event,进行显示数据的合成以及显示。

bool SurfaceFlinger::threadLoop()

{

waitForEvent();//等待其他接口的signal event

// post surfaces (if needed)

handlePageFlip();//处理翻页机制

const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware());

if (LIKELY(hw.canDraw()))

{

// repaint the framebuffer (if needed)

handleRepaint();//合并所有layer并填充到buffer中去

postFramebuffer();//互换front buffer和back buffer,调用EGL接口进行显示

}

}

3)、createSurface

提供给应用程序的主要接口,该接口可以创建一个surface,底层会根据参数创建layer以及分配内存,surface相关参数会反馈给上层

sp SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid,

ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params,

DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,

uint32_t flags)

int32_t id = c->generateId(pid);

if (uint32_t(id) >= NUM_LAYERS_MAX) //NUM_LAYERS_MAX=31

{

LOGE("createSurface() failed, generateId = %d", id);

return

}

layer = createNormalSurfaceLocked(c, d, id, w, h, format, flags);//创建layer,根据参数(宽高格式)分配内存(共2个buffer:front/back buffer)

if (layer)

{

setTransactionFlags(eTransactionNeeded);

surfaceHandle = layer->getSurface();//创建surface

if (surfaceHandle != 0)

surfaceHandle->getSurfaceData(params);//创建的surface参数反馈给应用层

}

待续。。。

Android display架构分析(七-2

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/ba4c5d6378a5da48eaf8f86a.html

4)、setClientState

处理上层的各个命令,并根据flag设置event通知Threadloop进行处理

status_t SurfaceFlinger::setClientState(

ClientID cid,

int32_t count,

const layer_state_t* states)

{

Mutex::Autolock _l(mStateLock);

uint32_t flags = 0;

cid <<= 16;

for (int i=0 ; i

{

const layer_state_t& s = states[i];

LayerBaseClient* layer = getLayerUser_l(s.surface | cid);

if (layer)

{

const uint32_t what = s.what;

      // 检测应用层是否设置各个标志,如果有则通知底层完成对应操作,并通知ThreadLoop做对应的处理

   if (what & eDestroyed) //删除该层Layer

     {

if (removeLayer_l(layer) == NO_ERROR)

   {

flags |= eTransactionNeeded;

continue;

}

}

if (what & ePositionChanged) //显示位置变化

     {

if (layer->setPosition(s.x, s.y))

flags |= eTraversalNeeded;

}

if (what & eLayerChanged) //Layer改变

     {

if (layer->setLayer(s.z))

    {

mCurrentState.layersSortedByZ.reorder(

layer, &Layer::compareCurrentStateZ);

flags |= eTransactionNeeded|eTraversalNeeded;

}

}

if (what & eSizeChanged)

      {

if (layer->setSize(s.w, s.h))//设置宽高变化

flags |= eTraversalNeeded;

}

if (what & eAlphaChanged) {//设置Alpha效果

if (layer->setAlpha(uint8_t(255.0f*s.alpha+0.5f)))

                  flags |= eTraversalNeeded;

}

if (what & eMatrixChanged) {//矩阵参数变化

if (layer->setMatrix(s.matrix))

flags |= eTraversalNeeded;

}

if (what & eTransparentRegionChanged) {//显示区域变化

if (layer->setTransparentRegionHint(s.transparentRegion))

flags |= eTraversalNeeded;

}

if (what & eVisibilityChanged) {//是否显示

if (layer->setFlags(s.flags, s.mask))

flags |= eTraversalNeeded;

}

}

}

if (flags)

{

setTransactionFlags(flags);//通过signal通知ThreadLoop

}

return NO_ERROR;

}

5)、composeSurfaces

该接口在Threadloop中被调用,负责将所有存在的surface进行合并,OpenGl模块负责这个部分。

6)、postFramebuffer

该接口在Threadloop中被调用,负责将合成好的数据(存于back buffer中)推入在front buffer中,然后调用HAL接口命令底层显示。

7)、从3中可知,上层每创建一个surface的时候,底层都会同时创建一个layer,下面看一下surface及layer的相关属性。

Notecode中相关结构体太大,就不全部罗列出来了

   ASurface相关属性(详细参考文件surface.h

       a1SurfaceID根据此ID把相关surface和layer对应起来

      a2SurfaceInfo

包括宽高格式等信息

a32个buffer指针、buffer索引等信息

   BLayer相关属性(详细参考文件layer.h/layerbase.h/layerbitmap.h

包括Layer的ID、宽高、位置、layer、alpha指、前后buffer地址及索引、layer的状态信息(如eFlipRequested、eBusy、eLocked等)

Android display架构分析(八)

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/03aae36137acb8d1e6113a75.html

开发的经验分享 1Display Driver的工作内容

参考上面linux下fb设备的软件架构,可以知道,要加入一个新的MDDI 接口的LCM,Driver的工作就是要提供自己的mddi_xxxx.c(在这次porting的过程中,为了节省时间,我们直接修改了 mddi_toshiba.c),并且完成和这个lcd相关的HWr的初始化。主要的工作包括:

A、初始化和LCD / LCD背光相关的IO以及电源;

B、编写初始化函数 。主要是初始化LCD控制器,这个一般LCD厂商会提供;然后分配显存,这个高通release过来的code已经包含这个动作了,最后是初始化一个fb_info的结构体,在这里主要是把LCD的一些信息登记进来。

C、把LCD的设备以及驱动注册到系统中去。(这里因为是替换现有的驱动,所以相关修改的部分不多。)

上述B、C部分代码请参考kernel\drivers\video\msm\mddi_toshiba.c。

开发过程 1.2.1配置Power和IO

更改一些GPIO的配置以及一些电源的电平配置;然后通过实际测量,确保一下信号正常:

A、供给LCD以及MDDI Bridge的电源;

B、MDDI Bridge以及LCD reset信号;

C、控制背光IC的GPIO工作正常(背光不打开,无法调试LCD)。

1.2.2Porting LCD初始化序列

LCD init的code以及外围MDDI Bridge的初始化code,都可以之前Boston Windows Mobile系统的code base中获得;把这部分code移植到mddi_Toshiba.c中,并更改相应的图像格式、分辨率等配置,编译通过。LCD初始化部分就算基本完 成。

1.2.3LCD初始化过程的调试

由于硬件在之前Boston load是可以工作的,可以认为硬件连接等没有问题,所以只需关注软件部分就行。

Display部分软件调试过程如下:

A、 开机后,量一下GPIO是否为code中配置预期的状态(可确保code中的

GPIO接口工作正常);

B、 量一下各个电源是否都处于Code中定义的电平值。这些都OK后,背光

是会亮的(背光的控制比较简单,一个GPIO即可);

C、 这个时候如果LCD以及MDDI Bridge有被正常初始化的话,屏幕上是会

看出来的。反之,如果屏幕没有显示,需要用JTAG跟一下mddi_Toshiba.c中的初始化函数是否在开机的时候有被调用过。

目前版本中,是根据外围MDDI Bridge中读到的的厂商号来决定加载哪个驱动模块的。在本次调试中,bootloader中可以正确读到厂商号,所以bootloader中对于 LCD的初始化是有做的,所以屏幕看到的状态就是LCD初始化后的样子(花屏)。 但Kernel起来后,并没有其他显示,用JTAG跟了后发现,Kernel中MODULE INIT中读不到正确的厂商号,所以说后面的driver没有被加载。接着发现如果在bootloader中如果不做MDDI Bridge的初始化,的话后面的MODULE INIT就可正常运行,该问题目前还没有澄清(现在暂时先把bootloader中的init disable掉)。

1.2.4LCD的调整

初始化正常后,屏幕会显示UI的相关画面,但明显颜色、位置都不对。

这个可能是数据类型配置不对导致的,即MDP输出的类型、MDDI配置的类型以、LCD接收的类型不匹配导致,也有可能是RGB的顺序不对导致(可 配置成BGR)。经过调试后,把MDP端输出的格式配置成RGB565,同时外围MDDI Bridge以及LCD的input格式也配置成RGB565,这时显示色彩正常了。

如果位置或者方向不对,比如说上下或是左右颠倒,可以更改LCD的配置中的扫描方向即可。

1.2.5其他

后续发现一个问题,播放video的时候颜色都是黑白的。

这个问题很容易让人误解,按照正常的理解,video decode出来的数据为YCbCr,Y为亮度信号,CbCr为色差信号,如果只有Y信号的话颜色应该就是黑白的。所以有2个怀疑点,一个是decode 出来的数据有误,另一个是MDDI Bridge误把输入的YcbCr信号当作RGB信号进行出来,这个也是有可能的。但很快第二个怀疑点被排除了(因为单更改MDDI input格式后还是不能解决问题)。

后来又详细的看了显示部分的代码,并用JTAG追踪video播放的时候用的显示接口,发现目前所有的显示接口输出的格式都是RGB格式,也就是说 在通过MDP之前YcbCr已经被转化过;而MDP里的转换功能并没有使用,MDP只是被当作一个DMA完成数据的直接传输,文档中叫做Bypasse。

YcbCr到RGB的转换是由Android的lib来完成。发了个SR给高通,高通的回复也确认了,在6.3.50中,Android上层缺少这个lib(copybit.default.so),6.3.60之后的版本经解决了这个问题。

高通Android平台下关于display部分的几个关键问题

http://hi.baidu.com/leowenj/blog/item/06f8c0000763b37a3812bb03.html

显示部分的几个问题这几天通过实际测试澄清了一下,主要是下图中各个模块的使用状况以及HAL层几个模块的调用流程。以问题的方式描述如下:

1、 Ap是怎么进行显示的?

Surfaceflinger负责所有上层的显示处理,对于AP(2D或是3D的应用程序)而言,只要到surfaceflinger中创建surface,设置好参数,接下来都是统一交给surfaceflinger进行处理

2、 Surface是怎么管理多个surface的?

不管有多少个surface,最终送到显示部分的只能是屏幕大小数据,surfaceflinger中利用MDP或是GPU进行多个surface 的合成处理,普通的合成MDP就可完成,但如果是复杂的比如3D的应用等就必须使用GPU,最终合成的好数据会被送到framebuffer中。

3、 Framebuffer是什么?

Framebuffer是Linux中为显示数据分配的一块显存(fb设备中),通常大小是一整个屏幕数据的两倍,对于上层AP而言,只需要将要显 示的数据丢到framebuffer中就OK了,但此时显示数据并未真正的被送到LCD上,而是暂存在framebuffer中而已。

4、 上层是通过什么方式将显示内容送到framebuffer的?

有2个方式(二选一,不会同时在运行):

A、 普通的显示,使用copybit(MDP)(未使用GPU)

Surfaceflinger通过copybit将要显示的数据送到framebuffer。

Note:copybit可以看做是MDP PPP的接口,它提供了MDP的功能,如多个layer合成,scale、rotate等。

其接口在:android\hardware\msm7k\libcopybit\copybit.cpp

B、 使用GPU(即使用图中的Graphics driver)

当进行复杂的显示处理时,比如3D的应用,GPU把处理好的数据直接丢到framebuffer中,和MDP没有任何关系

5、 Framebuffer中的数据是如何被送到LCD显示的?

图中的Gralloc完成的。

Gralloc有2个功能:

一个是和copybit相同的,里面有MDP PPP的接口(目前没有使用)

另一个则是刷屏(整屏刷)的接口,即将framebuffer中的数据送到lcd上,调用的是MDP DMA的接口

这部分的code在android\hardware\msm7k\libgralloc-qsd8k目录下,之前没有留意,以为没有使用。现在可以看出开机初始化后就创建了disp_loop thread,里面的操作就是调用系统接口

ioctl(m->framebuffer->fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &m->info)

将数据送到lcd

Note:送数据的时候是2个buffer切换的

另外,上层surfaceflinger也是通过Gralloc中的接口获知屏幕的大小,调用接口为

ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &info),info中的屏幕宽高对应的就是底层driver设置的宽高值

6、 OpenGL是什么?

它是一个图像处理引擎,当需要一些复杂的显示(2D/3D)操作时会用到它。它分为SW方案和HW方案,软件方案就是图中的libagl.so,对 应到目前项目中是libGLES_android.so,它可以完成简单的2D(文字,icon等)处理,通过trace看目前大部分显示操作都是它来完 成的。

Note:它是软件方案,处理好的数据是通过copybit送到framebuffer的,而不是GPU。

其接口部分参考:android\frameworks\base\opengl\libagl

HW方案就是图中的Graphics driver,它通过使用GPU硬件来完成图像处理,处理后的数据直接送到framebuffer中。其接口部分参考:android\frameworks\base\opengl\libs(有几个版本)

7、 OpenGL在项目中是如何配置的?

在android\vendor\qcom\msm7627_ffa目录下有一个egl.cfg文件,里面指定了当前版本中的OpenGL信息,目前如下:

0 0 android

0 1 adreno200

第一行代表该codebase支持SW 方案的OpenGL,是android default的

第二行代表该codebase也支持HW方案的OpenGL,是高通的adreno引擎

如果该cfg文件为空,则只支持default的SW方案。

如果2个方案都在,上层将根据实际应用自行选择使用其一。

该部分请参考:android\frameworks\base\opengl\libs\EGL\loader.cpp

63468f3ba1f59dfed4622529

阅读(1595) | 评论(0) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~
评论热议
请登录后评论。

登录 注册