Android帧缓冲区（Frame Buffer）硬件抽象层（HAL）模块Gralloc的实现原理分析（4）...-白红宇

Android帧缓冲区（Frame Buffer）硬件抽象层（HAL）模块Gralloc的实现原理分析（4）...

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发布时间：2019-06-26

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成员变量fd指向一个文件描述符，这个文件描述符要么指向帧缓冲区设备，要么指向一块匿名共享内存，取决于它的宿主结构体private_handle_t描述的一个图形缓冲区是在帧缓冲区分配的，还是在内存中分配的。

成员变量magic指向一个魔数，它的值由静态成员变量sMagic来指定，用来标识一个private_handle_t结构体。

成员变量flags用来描述一个图形缓冲区的标志，它的值要么等于0，要么等于PRIV_FLAGS_FRAMEBUFFER。当一个图形缓冲区的标志值等于PRIV_FLAGS_FRAMEBUFFER的时候，就表示它是在帧缓冲区中分配的。

成员变量size用来描述一个图形缓冲区的大小。

成员变量offset用来描述一个图形缓冲区的偏移地址。例如，当一个图形缓冲区是在一块内存中分块的时候，假设这块内存的地址为start，那么这个图形缓冲区的起始地址就为start + offset。

成员变量base用来描述一个图形缓冲区的实际地址，它是通过成员变量offset来计算得到的。例如，上面计算得到的start + offset的值就保存在成员变量base中。

成员变量pid用来描述一个图形缓冲区的创建者的PID。例如，如果一个图形缓冲区是在ID值为1000的进程中创建的，那么用来描述这个图形缓冲区的private_handle_t结构体的成员变量pid的值就等于1000。

结构体private_handle_t的静态成员变量sMagic前面已经描述过了，另外两个静态成员变量sNumInts和sNumFds的值分别等于1和6，表示结构体private_handle_t包含有1个文件描述符和6个整数，它们是用来初始化结构体private_handle_t的父类native_handle_t的成员变量numInts和numFds的，如结构体private_handle_t的构造函数所示。从这里就可以看出，结构体private_handle_t的父类native_handle_t的成员变量data所指向的缓冲区就是由结构体private_handle_t的成员变量fds、magic、flags、size、offset、base和pid所占用的连续内存块来组成的，一共包含有7个整数。

结构体private_handle_t还定义了一个静态成员函数validate，用来验证一个native_handle_t指针是否指向了一个private_handle_t结构体。

至此，Gralloc模块的加载过程以及相关的数据结构体就介绍到这里，接下来我们分别分析定义在Gralloc模块中的gralloc和fb设备的打开过程。

2. gralloc设备的打开过程

在Gralloc模块中，gralloc设备的ID值定义为GRALLOC_HARDWARE_GPU0。GRALLOC_HARDWARE_GPU0是一个宏，定义在文件hardware/libhardware/include/hardware/gralloc.h中，如下所示：

#define GRALLOC_HARDWARE_GPU0 "gpu0"  

gralloc设备使用结构体alloc_device_t 来描述。结构体alloc_device_t有两个成员函数alloc和free，分别用来分配和释放图形缓冲区。

结构体alloc_device_t 也是定义在文件hardware/libhardware/include/hardware/gralloc.h中，如下所示：

typedef struct alloc_device_t {  
    struct hw_device_t common;  
  
    int (*alloc)(struct alloc_device_t* dev,  
            int w, int h, int format, int usage,  
            buffer_handle_t* handle, int* stride);  
  
    int (*free)(struct alloc_device_t* dev,  
            buffer_handle_t handle);  
  
} alloc_device_t;  

Gralloc模块在在文件hardware/libhardware/include/hardware/gralloc.h中定义了一个帮助函数gralloc_open，用来打开gralloc设备，如下所示：

static inline int gralloc_open(const struct hw_module_t* module,  
        struct alloc_device_t** device) {  
    return module->methods->open(module,  
            GRALLOC_HARDWARE_GPU0, (struct hw_device_t**)device);  
}  

参数module指向的是一个用来描述Gralloc模块的hw_module_t结构体，它的成员变量methods所指向的一个hw_module_methods_t结构体的成员函数open指向了Gralloc模块中的函数gralloc_device_open。

函数gralloc_device_open定义在文件hardware/libhardware/modules/gralloc/gralloc.cpp文件中，如下所示：

struct gralloc_context_t {  
    alloc_device_t  device;  
    /* our private data here */  
};  
  
......  
  
int gralloc_device_open(const hw_module_t* module, const char* name,  
        hw_device_t** device)  
{  
    int status = -EINVAL;  
    if (!strcmp(name, GRALLOC_HARDWARE_GPU0)) {  
        gralloc_context_t *dev;  
        dev = (gralloc_context_t*)malloc(sizeof(*dev));  
  
        /* initialize our state here */  
        memset(dev, 0, sizeof(*dev));  
  
        /* initialize the procs */  
        dev->device.common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;  
        dev->device.common.version = 0;  
        dev->device.common.module = const_cast<hw_module_t*>(module);  
        dev->device.common.close = gralloc_close;  
  
        dev->device.alloc   = gralloc_alloc;  
        dev->device.free    = gralloc_free;  
  
        *device = &dev->device.common;  
        status = 0;  
    }   
    ......  
  
    return status;  
}  

这个函数主要是用来创建一个gralloc_context_t结构体，并且对它的成员变量device进行初始化。结构体gralloc_context_t的成员变量device的类型为gralloc_device_t，它用来描述一个gralloc设备。前面提到，gralloc设备是用来分配和释放图形缓冲区的，这是通过调用它的成员函数alloc和free来实现的。从这里可以看出，函数gralloc_device_open所打开的gralloc设备的成员函数alloc和free分别被设置为Gralloc模块中的函数gralloc_alloc和gralloc_free，后面我们再详细分析它们的实现。

至此，gralloc设备的打开过程就分析完成了，接下来我们继续分析fb设备的打开过程。

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