Android recovery UI实现分析

Android recovery模式为何物？
关于这个问题, baidu上已经有无数的答案，不理解的朋友先补习一下。从纯技术角度来讲， recovery和android本质上是两个独立的rootfs,  只是recovery这个rootfs存在的意义就是为android这个rootfs服务，因此被解释为Android系统的一部分。 

recovery作为一个简单的rootfs, 提供了非常有限的几个功能，只包含了几个简单的库，UI的显示采用的是直接刷framebuffer的形式，作为android framework及app层的码农，对这种形式相对陌生，特抽点时间梳理了一番。

首先，浏览一下reocvery的main函数代码中UI相关的语句

main(int argc, char **argv) {  ......  Device* device = make_device();  ui = device->GetUI();  gCurrentUI = ui;  ui->Init();  ui->SetLocale(locale);  ui->SetBackground(RecoveryUI::NONE);  if (show_text) ui->ShowText(true);  ......  if (status != INSTALL_SUCCESS || ui->IsTextVisible()) {   prompt_and_wait(device, status);  }  ......
}

1、首先新建了一个Device类的对象， Device类封装了一些操作，包括UI的操作

2、调用Device类的GetUI()返回一个DefaultUI对象，recovery中涉及到三个UI类，三个类之间为继承关系，分别为 DefaultUI、

   ScreenRecoveryUI、RecoveryUI

3、调用DefaultUI类的Init(), DefaultUI类没有Init()方法，因此将调用它的父类ScreenRecoveryUI的Init()

4、同理，调用ScreenRecoveryUI类的SetLocale()来标识几个比较特别的区域

5、同理，调用ScreenRecoveryUI类的SetBackground()设置初始状态的背景图

6、显示recovery的主界面，即一个选择菜单

void ScreenRecoveryUI::Init()
{  gr_init();  gr_font_size(&char_width, &char_height);  text_col = text_row = 0;  text_rows = gr_fb_height() / char_height;  if (text_rows > kMaxRows) text_rows = kMaxRows;  text_top = 1;  text_cols = gr_fb_width() / char_width;  if (text_cols > kMaxCols - 1) text_cols = kMaxCols - 1;  LoadBitmap("icon_installing", &backgroundIcon[INSTALLING_UPDATE]);  backgroundIcon[ERASING] = backgroundIcon[INSTALLING_UPDATE];  LoadBitmap("icon_error", &backgroundIcon[ERROR]);  backgroundIcon[NO_COMMAND] = backgroundIcon[ERROR];  LoadBitmap("progress_empty", &progressBarEmpty);  LoadBitmap("progress_fill", &progressBarFill);  LoadLocalizedBitmap("installing_text", &backgroundText[INSTALLING_UPDATE]);  LoadLocalizedBitmap("erasing_text", &backgroundText[ERASING]);  LoadLocalizedBitmap("no_command_text", &backgroundText[NO_COMMAND]);  LoadLocalizedBitmap("error_text", &backgroundText[ERROR]);  int i;  progressBarIndeterminate = (gr_surface*)malloc(indeterminate_frames *              sizeof(gr_surface));  for (i = 0; i < indeterminate_frames; ++i) {   char filename[40];   // "indeterminate01.png", "indeterminate02.png", ...   sprintf(filename, "indeterminate%02d", i+1);   LoadBitmap(filename, progressBarIndeterminate+i);  }  if (installing_frames > 0) {   installationOverlay = (gr_surface*)malloc(installing_frames *              sizeof(gr_surface));   for (i = 0; i < installing_frames; ++i) {    char filename[40];    // "icon_installing_overlay01.png",    // "icon_installing_overlay02.png", ...    sprintf(filename, "icon_installing_overlay%02d", i+1);    LoadBitmap(filename, installationOverlay+i);   }  } else {   installationOverlay = NULL;  }  pthread_create(&progress_t, NULL, progress_thread, NULL);  RecoveryUI::Init();
}

1、gr_init()  初始化图形设备，分配Pixelflinger库渲染的内存

2、gr_font_size()  将字体对应的surface长宽赋值给char_width和char_height

3、LoadBitmap()  将png生成surface, 每个png图片对应一个surface, 所有surface存放在一个数组中

4、LoadLocalizedBitmap()  将区域文字所在的图片中的text信息根据当前的locale提取出来，生成对应的surface, 所以

surface也存放在一个数组中

6、pthread_create(&progress_t, NULL, progress_thread, NULL) 创建一个线程，该线程的任务是一个死循环，在该循环中不停

地检测currentIcon以及progressBarType来决定是不是要更新进度条。

7、调用RecoveryUI的Init()，初始化输入事件处理。

void ScreenRecoveryUI::SetLocale(const char* locale) {  if (locale) {   char* lang = strdup(locale);   for (char* p = lang; *p; ++p) {    if (*p == '_') {     *p = '\0';     break;    }   }   // A bit cheesy: keep an explicit list of supported languages   // that are RTL.   if (strcmp(lang, "ar") == 0 || // Arabic    strcmp(lang, "fa") == 0 || // Persian (Farsi)    strcmp(lang, "he") == 0 || // Hebrew (new language code)    strcmp(lang, "iw") == 0 || // Hebrew (old language code)    strcmp(lang, "ur") == 0) { // Urdu    rtl_locale = true;   }   free(lang);  }
}

ScreenRecoveryUI类的SetLocale， 该函数根据locale判断所用的字体是否属于阿拉伯语系，阿拉伯语的书写习惯是从右到左，如果是阿拉伯 语系的话，就设置一个标志，后面根据这个标志决定从右到左显示文字或进度条。

SetLocale的参数locale赋值逻辑是这样的，先从command文件中读取, command文件中设置locale的命令如"-- locale =zh_CN“，如果没有传入locale, 初始化过程中会尝试从/cache/recovery/last_locale中读取locale, 如果该文件也没有，则locale不会被赋值，就默认用English.

void ScreenRecoveryUI::SetBackground(Icon icon)
{  pthread_mutex_lock(&updateMutex);  // Adjust the offset to account for the positioning of the  // base image on the screen.  if (backgroundIcon[icon] != NULL) {   gr_surface bg = backgroundIcon[icon];   gr_surface text = backgroundText[icon];   overlay_offset_x = install_overlay_offset_x + (gr_fb_width() - gr_get_width(bg)) / 2;   overlay_offset_y = install_overlay_offset_y +    (gr_fb_height() - (gr_get_height(bg) + gr_get_height(text) + 40)) / 2;  }  currentIcon = icon;  update_screen_locked();  pthread_mutex_unlock(&updateMutex); }

SetBackground函数比较简洁，关键部分在update_screen_locked，下面我们重点分析一下。

update_screen_locked和update_progress_locked是recovery的UI部分的关键函数，update_screen_locked用来更新背景, update_progress_locked用来更新进度条，因为显示的画面会一直在更新，所以这两个函数会在不同的地方被反复调用

void ScreenRecoveryUI::update_screen_locked()
{
    draw_screen_locked();
    gr_flip();
}

update_screen_locked包含两个操作，一是更新screen, 二是切换前后buffer。

void ScreenRecoveryUI::draw_screen_locked()
{  draw_background_locked(currentIcon);  draw_progress_locked();  if (show_text) {   SetColor(TEXT_FILL);   gr_fill(0, 0, gr_fb_width(), gr_fb_height());   int y = 0;   int i = 0;   if (show_menu) {    SetColor(HEADER);    for (; i < menu_top + menu_items; ++i) {     if (i == menu_top) SetColor(MENU);     if (i == menu_top + menu_sel) {      // draw the highlight bar      SetColor(MENU_SEL_BG);      gr_fill(0, y-2, gr_fb_width(), y+char_height+2);      // white text of selected item      SetColor(MENU_SEL_FG);      if (menu[i][0]) gr_text(4, y, menu[i], 1);      SetColor(MENU);     } else {      if (menu[i][0]) gr_text(4, y, menu[i], i < menu_top);     }     y += char_height+4;    }    SetColor(MENU);    y += 4;    gr_fill(0, y, gr_fb_width(), y+2);    y += 4;    ++i;   }   SetColor(LOG);   // display from the bottom up, until we hit the top of the   // screen, the bottom of the menu, or we've displayed the   // entire text buffer.   int ty;   int row = (text_top+text_rows-1) % text_rows;   for (int ty = gr_fb_height() - char_height, count = 0;     ty > y+2 && count < text_rows;     ty -= char_height, ++count) {    gr_text(4, ty, text[row], 0);    --row;    if (row < 0) row = text_rows-1;   }  }
}

draw_background_locked函数的实现代码中又出现了几个以gr_开头的函数，以gr_开头的函数来自minui库， minui库的代码在recovery源码下的minui目录下，minui提供的接口实现了图形的描绘以及固定大小的文字显示。

gr_color(unsigned char r, unsigned char g, unsigned char b, unsigned char a);  /* 设置字体颜色 */  

gr_fill(int x, int y, int w, int h);  /* 填充矩形区域,参数分别代表起始坐标、矩形区域大小 */  

gr_blit(gr_surface source, int sx, int sy, int w, int h, int dx, int dy);  /* 填充由source指定的图片 */  

draw_background_locked函数先将整个渲染buffer填充为黑色，然后计算背景surface的长宽，文字surface的长宽， 再结合fb的长宽计算出背景surface以及文字surface显示的坐标，有长宽和坐标就可以调用Pixelflinger的接口在渲染buffer上进行渲染。

void ScreenRecoveryUI::draw_progress_locked()
{  if (currentIcon == ERROR) return;  if (currentIcon == INSTALLING_UPDATE || currentIcon == ERASING) {   draw_install_overlay_locked(installingFrame);  }  if (progressBarType != EMPTY) {   int iconHeight = gr_get_height(backgroundIcon[INSTALLING_UPDATE]);   int width = gr_get_width(progressBarEmpty);   int height = gr_get_height(progressBarEmpty);   int dx = (gr_fb_width() - width)/2;   int dy = (3*gr_fb_height() + iconHeight - 2*height)/4;   // Erase behind the progress bar (in case this was a progress-only update)   gr_color(0, 0, 0, 255);   gr_fill(dx, dy, width, height);   if (progressBarType == DETERMINATE) {    float p = progressScopeStart + progress * progressScopeSize;    int pos = (int) (p * width);    if (rtl_locale) {     // Fill the progress bar from right to left.     if (pos > 0) {      gr_blit(progressBarFill, width-pos, 0, pos, height, dx+width-pos, dy);     }     if (pos < width-1) {      gr_blit(progressBarEmpty, 0, 0, width-pos, height, dx, dy);     }    } else {     // Fill the progress bar from left to right.     if (pos > 0) {      gr_blit(progressBarFill, 0, 0, pos, height, dx, dy);     }     if (pos < width-1) {      gr_blit(progressBarEmpty, pos, 0, width-pos, height, dx+pos, dy);     }    }   }   if (progressBarType == INDETERMINATE) {    static int frame = 0;    gr_blit(progressBarIndeterminate[frame], 0, 0, width, height, dx, dy);    // in RTL locales, we run the animation backwards, which    // makes the spinner spin the other way.    if (rtl_locale) {     frame = (frame + indeterminate_frames - 1) % indeterminate_frames;    } else {     frame = (frame + 1) % indeterminate_frames;    }   }  }
}

draw_progress_locked函数的原理与 update_screen_locked函数类似， 最终是将进度条的surface输出到渲染buffer, 

recovery中各个场景的画面，就是由背景、文字、进度条的重叠，不同的是所用的surface 以及surface的坐标。

recovery main函数中的UI代码基本上已经分析过了，最后一点主菜单的显示，就是通过上面介绍的这些接口将文字图片显示出来，因此就不再多讲。 总的来说，recovery的UI显示部分难度不大，应用层调用minui库实现了图形的描绘以及固定大小的文字显示，minui库调用了Pixelflinger库来进行渲染。

附上minui部分接口的说明，供参考

int gr_init(void); /* 初始化图形显示,主要是打开设备、分配内存、初始化一些参数 */ void gr_exit(void); /* 注销图形显示,关闭设备并释放内存 */ int gr_fb_width(void); /* 获取屏幕的宽度 */ int gr_fb_height(void); /* 获取屏幕的高度 */ gr_pixel *gr_fb_data(void); /* 获取显示数据缓存的地址 */ void gr_flip(void); /* 刷新显示内容 */ void gr_fb_blank(bool blank); /* 清屏 */ void gr_color(unsigned char r, unsigned char g, unsigned char b, unsigned char a); /* 设置字体颜色 */ void gr_fill(int x, int y, int w, int h); /* 填充矩形区域,参数分别代表起始坐标、矩形区域大小 */ int gr_text(int x, int y, const char *s); /* 显示字符串 */ int gr_measure(const char *s); /* 获取字符串在默认字库中占用的像素长度 */ void gr_font_size(int *x, int *y); /* 获取当前字库一个字符所占的长宽 */ void gr_blit(gr_surface source, int sx, int sy, int w, int h, int dx, int dy); /* 填充由source指定的图片 */ unsigned int gr_get_width(gr_surface surface); /* 获取图片宽度 */ unsigned int gr_get_height(gr_surface surface); /* 获取图片高度 */ /* 根据图片创建显示资源数据,name为图片在mk文件指定的相对路径 */ int res_create_surface(const char* name, gr_surface* pSurface); void res_free_surface(gr_surface surface); /* 释放资源数据 */