Android核心分析之二十五Android GDI之共享缓冲区机制

Androird GDI之共享缓冲区机制
　　1  native_handle_t对private_handle_t 的包裹     private_handle_t是gralloc.so使用的本地缓冲区私有的数据结构，而Native_handle_t是上层抽象的可以在进程间传递的数据结构。在客户端是如何还原所传递的数据结构呢？首先看看native_handle_t对private_handle_t的抽象包装。
                     

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2012-3-22 12:06 上传

 

　　numFds= sNumFds=1；
　　numInts= sNumInts=8；
　　这个是Parcel中描述句柄的抽象模式。实际上是指的Native_handle所指向句柄对象的具体内容：
　　numFds=1表示有一个文件句柄：fd/
　　numInts= 8表示后面跟了8个INT型的数据：magic，flags，size，offset，base，lockState，writeOwner，pid；
　　由于在上层系统不要关心buffer_handle_t中data的具体内容。在进程间传递buffer_handle_t（native_handle_t）句柄是其实是将这个句柄内容传递到Client端。在客户端通过Binder读取readNativeHandle @Parcel.cpp新生成一个native_handle。
　　native_handle* Parcel：：readNativeHandle（） const
　　{
　　…
　　native_handle* h = native_handle_create（numFds， numInts）；
　　for （int i=0 ； err==NO_ERROR && idata = dup（readFileDescriptor（））；
　　if （h->data < 0） err = BAD_VALUE；
　　}
　　err = read（h->data + numFds， sizeof（int）*numInts）；
　　…。
　　return h；
　　}
　　这里需要提到的是为在构造客户端的native_handle时，对于对方传递过来的文件句柄的处理。由于不是在同一个进程中，所以需要dup（…）一下为客户端使用。这样就将Native_handle句柄中的，客户端感兴趣的从服务端复制过来。这样就将Private_native_t的数据：magic，flags，size，offset，base，lockState，writeOwner，pid；复制到了客户端。
　　客户端利用这个新的Native_buffer被Mapper传回到gralloc.xxx.so中，获取到native_handle关联的共享缓冲区映射地址，从而获取到了该缓冲区的控制权，达到了客服端和Server间的内存共享。从SurfaceFlinger来看就是作图区域的共享。
　　2 Graphic Mapper是干什么的？    服务端（SurfaceFlinger）分配了一段内存作为Surface的作图缓冲，客户端怎样在这个作图缓冲区上工作呢？这个就是Mapper（GraphicBufferMapper）y要干的事情。两个进程间如何共享内存，如何获取到共享内存？Mapper就是干这个得。需要利用到两个信息：共享缓冲区设备句柄，分配时的偏移量。Mapper利用这样的原理：
　　客户端只有lock，unlock，实质上就是mmap和ummap的操作。对于同样一个共享缓冲区，偏移量才是总要的，起始地址不重要。实际上他们操作了同一物理地址的内存块。我们在上面讨论了native_handle_t对private_handle_t 的包裹过程，从中知道服务端给客户端传递了什么东西。
　　进程1在共享内存设备上预分配了8M的内存。以后所有的分配都是在这个8M的空间进行。对以该文件设备来讲，8M物理内存提交后，就实实在在的占用了8M内存。每个每个进程都可以同个该内存设备共享该8M的内存，他们使用的工具就会mmap。由于在mmap都是用0开始获取映射地址，所以所有的客户端进程都是有了同一个物理其实地址，所以此时偏移量和size就可以标识一段内存。而这个偏移量和size是个数值，从服务进程传递到客户端直接就可以使用。
                    

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2012-3-22 12:07 上传

 

　　3 GraphicBuffer（缓冲区代理对象）
　　typedef struct android_native_buffer_t
　　{
　　struct android_native_base_t common；
　　int width；
　　int height；
　　int stride；
　　int format；
　　int usage；
　　…
　　buffer_handle_t handle；
　　…
　　} android_native_buffer_t；
　　关系图表：
　　GraphicBuffer ：EGLNativeBase ：android_native_buffer_t
　　GraphicBuffer（parcel &）建立本地的GraphicBuffer的数据native_buffer_t。在通过接收对方的传递的native_buffer_t 构建GraphicBuffer。我们来看看在客户端Surface：：lock获取操作缓冲区的函数调用：
　　Surface：：lock（SurfaceInfo* other， Region* dirtyIn， bool blocking）
　　{int Surface：：dequeueBuffer（android_native_buffer_t** buffer）（Surface）
　　{status_t Surface：：getBufferLocked（int index， int usage）
　　{
　　sp buffer = s->requestBuffer（index， usage）；
　　{
　　virtual sp requestBuffer（int bufferIdx， int usage）
　　{   remote（）->transact（REQUEST_BUFFER， data， &reply）；
　　sp buffer = new GraphicBuffer（reply）；
　　Surface：：Lock建立一个在Client端建立了一个新的GraphicBuffer 对象，该对象通过（1）描述的原理将SurfaceFlinger的buffer_handle_t相关数据构成新的客户端buffer_handle_t数据。在客户端的Surface对象就可以使用GraphicMapper对客户端buffer_handle_t进行mmap从而获取到共享缓冲区的开始地址了。
　　4 总结
　　Android在该节使用了共享内存的方式来管理与显示相关的缓冲区，他设计成了两层，上层是缓冲区管理的代理机构GraphicBuffer，及其相关的native_buffer_t，下层是具体的缓冲区的分配管理及其缓冲区本身。上层的对象是可以在经常间通过Binder传递的，而在进程间并不是传递缓冲区本身，而是使用mmap来获取指向共同物理内存的映射地址。