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清楚详解Android 进程间图传递图形buffer原理

作者:拉普  发布时间:2023-05-14 12:57:09 

标签:Android,进程,图传递图形,buffer

进程间图怎么传递图形buffer

写这篇文章的目的:讲解 进程间图怎么传递图形buffer的

最近研究图形缓存怎么在进程之间传递的,谷歌了所有的博客,发现没人讲的清楚

图形缓存是Android绘制的核心内容,8.0版本后却没有讲清楚明白的。

source.android.com/docs/core/a… 这里handle中有些线索,但没细说。

Android 不同进程间,并不传递图形缓存,而是使用“共享内存”机制操作图形缓存。

但是“共享内存”用到的fd怎么传递的,没人讲清楚

fd 时进程级别的 int 数值,正常情况不同进程的 fd 并不能传递。而 GraphicBuffer 这个对象怎么做到传递 共享内存fd 的?Java层的 Parcel 类有个 writeFileDescriptor 函数,用于传递 fd ,那么native层,hal层又是怎么传递的呢?

本文并不面面俱到,只讲核心内容。需要的一些比较硬的知识储备:

  • 了解binder

    • 用户层:binder数据传输中,数据对象Parcel类,生成序列化对象过程,以及解包过程。

    • 内核层:binder 内核中,对不同数据对象的解析

  • 内存知识:了解共享内存,了解mmap,了解内存分配和映射的本质

    • 对内存了解的不够深的话,一些地方还是比较难去理解的,并不是单纯看代码看的懂的,这或许是大部分博客讲不明白的原因

  • 了解Linux驱动

  • 了解Surface 到 SurfaceFlinger 交互过程

大纲

  • 一、Surface::dequeueBuffer 代码流程简述

  • 二、进程间图传递图形buffer详解

    • 【1】SurfaceFlinger进程 和 IAllocator 服务之间传递图形显示的Buffer

    • 【2】App进程同 SurfaceFlinger 进程之间传递 GraphicBuffer 对象服务端 requestBuffer 流程

    • 【3】linux内核部分,binder驱动对 BINDER_TYPE_FDA 、BINDER_TYPE_FD 类型的处理

  • 总结:

一、Surface.dequeueBuffer 代码流程简述

图形内存的分配核心在于 Surface.dequeueBuffer流程。

  • Surface.dequeueBuffer会调用 BufferQueueProducer.dequeueBuffer 去 SurfaceFlinger 端获取BufferSlot数组中可用Slot的下标值

    • 这个 BufferSlot 如果没有 GraphicBuffer,就会去new一个,并在构造函数中申请图形缓存,并把图形缓存映射到当前进程

    • 同时把 BufferQueueProducer::dequeueBuffer 返回值的标记位设置为 BUFFER_NEEDS_REALLOCATION

  • BufferQueueProducer.dequeueBuffer 的返回值如果带有 BUFFER_NEEDS_REALLOCATION标记,会调用 BufferQueueProducer.requestBuffer 获取 GraphicBuffer,同时把图形缓存映射到当前进程

调用过程

  • Surface.dequeueBuffer【App·进程端】

    • BufferQueueProducer.requestBuffer-----请求返回 GraphicBuffer 对象

    • SurfaceFlinger 进程端 requestBuffer 代码非常简单,仅仅是把 dequeueBuffer 过程中分配的对象赋值给参数 gbuf ,传递给 App

    • 那么,图形缓存的 fd 是怎么传到App端的,App又是怎么映射的图形缓存呢?

    • 核心在 BpGraphicBufferProducer.requestBuffer 函数中 GraphicBuffer 对象的构建过程:

    • read 过程会调用 GraphicBuffer.unflatten

    • 内部也是调用IMapper.importBuffer,最终使用 mmap 把内存映射到当前进程

    • 调用 mmap 过程,可以参考 hardware/google/gchips/GrallocHAL/src/hidl_common/Mapper.cpp 代码

    • cs.android.com/android/pla…

    • GraphicBuffer.unflatten 函数内部调用了 GraphicBufferMapper.importBuffer

    • 接下来GraphicBuffer 传输过程,见 进程间图传递图形buffer详解【2】

    • status_t result =remote()->transact(REQUEST_BUFFER, data, &reply);

    • *buf = new GraphicBuffer();

    • result = reply.read(**buf);

    • App端需要调用 requestBuffer,获取 GraphicBuffer 对象,

    • 同时,把 SurfaceFlinger 分配的图形缓存,映射到App进程

    • BufferQueueProducer.dequeueBuffer 【SurfaceFlinger 进程端】

    • GraphicBuffer 构造函数中会调用initWithSize,内部调用分配图形缓存的代码

    • initWithSize(inWidth, inHeight, inFormat, inLayerCount, inUsage, std::move(requestorName));

    • allocateHelper(width, height, format, layerCount, usage, handle, stride, requestorName, true)

    • hwbinder 服务调用:

    • IAllocator::getService()->allocate(descriptor, bufferCount,[&](const auto& tmpError, const auto& tmpStride,const auto& tmpBuffers){...}

    • 之后的代码需要看厂家的具体实现,最后无非是调用到内核驱动层分配内存,比如调用ion驱动层分配ion内存

    • SurfaceFlinger 和 IAllocator 服务怎么传递 共享内存的,转“进程间图传递图形buffer详解【1】”章节

    • 回调函数中调用 IMapper.importBuffer(tmpBuffers[i], &outBufferHandles[i]); // 内部使用 mmap 把内存映射到当前进程

    • Gralloc4Allocator.allocate

    • GraphicBufferAllocator.allocate

    • dequeueBuffer 函数参数outSlot指针带回一个BufferSlot数组的下标 ,返回值返回标记位,但并未返回 GraphicBuffer

    • dequeueBuffer 函数中,在获取的 BufferSlot 没有GraphicBuffer时,会new一个GraphicBuffer,同时返回值的标记为 BUFFER_NEEDS_REALLOCATION

    • new GraphicBuffer( width, height, format, BQ_LAYER_COUNT, usage, {mConsumerName.string(), mConsumerName.size()});

    • BpGraphicBufferProducer.dequeueBuffer【接口层】

    • 在 dequeueBuffer 返回值的标记为 BUFFER_NEEDS_REALLOCATION 时,

    • BpGraphicBufferProducer->requestBuffer(buf, &gbuf);【接口层】

    二、进程间图传递图形buffer详解

    【1】SurfaceFlinger进程 和 IAllocator 服务之间传递图形显示的Buffer

    IAllocator 服务全称为 android.hardware.graphics.allocator@4.0::IAllocator/default

    高通平台上的进程名为:vendor.qti.hardware.display.allocator-service

    SurfaceFlinger IAllocator 接口的 allocate 函数

    // frameworks/native/libs/ui/Gralloc4.cpp
    status_t Gralloc4Allocator::allocate(std::string requestorName, uint32_t width, uint32_t height,
                                        android::PixelFormat format, uint32_t layerCount,
                                        uint64_t usage, uint32_t bufferCount, uint32_t* outStride,
                                        buffer_handle_t* outBufferHandles, bool importBuffers) const {
    //...
    //===================关键代码============
       auto ret = mAllocator->allocate(descriptor, bufferCount,
                                       [&](const auto& tmpError, const auto& tmpStride,
                                           const auto& tmpBuffers) {// const auto& tmpBuffers 是个 hidl_handle 类型
                                           error = static_cast<status_t>(tmpError);
                                           if (tmpError != Error::NONE) {
                                               return;
                                           }
                                           if (importBuffers) {
                                               for (uint32_t i = 0; i < bufferCount; i++) {
                                                   error = mMapper.importBuffer(tmpBuffers[i],
                                                                                &outBufferHandles[i]);
                                                   if (error != NO_ERROR) {
                                                       for (uint32_t j = 0; j < i; j++) {
                                                           mMapper.freeBuffer(outBufferHandles[j]);
                                                           outBufferHandles[j] = nullptr;
                                                       }
                                                       return;
                                                   }
                                               }
                                           } else {
    //....
                                           }
                                           *outStride = tmpStride;
                                       });
    //...
       return (ret.isOk()) ? error : static_cast<status_t>(kTransactionError);
    }

    allocator服务端的hidl接口实现

    不看具体的allocate函数实现,重点看数据传输过程

    //out/soong/.intermediates/hardware/interfaces/graphics/allocator/4.0/android.hardware.graphics.allocator@4.0_genc++/gen/android/hardware/graphics/allocator/4.0/AllocatorAll.cpp  
    // 这部分代码是 hidl 接口编译完成后,out目录自动生成的代码,源码目录下没有
    // Methods from ::android::hardware::graphics::allocator::V4_0::IAllocator follow.
    ::android::status_t BnHwAllocator::_hidl_allocate(
           ::android::hidl::base::V1_0::BnHwBase* _hidl_this,
           const ::android::hardware::Parcel &_hidl_data,
           ::android::hardware::Parcel *_hidl_reply,
           TransactCallback _hidl_cb) {
    //...
    //========================调用服务端真正的实现=====================
       ::android::hardware::Return<void> _hidl_ret = static_cast<IAllocator*>(_hidl_this->getImpl().get())->allocate(*descriptor, count, [&](const auto &_hidl_out_error, const auto &_hidl_out_stride, const auto &_hidl_out_buffers) {
           if (_hidl_callbackCalled) {
               LOG_ALWAYS_FATAL("allocate: _hidl_cb called a second time, but must be called once.");
           }
           _hidl_callbackCalled = true;
    //===============函数调用完成后,开始写返回数据========================
           ::android::hardware::writeToParcel(::android::hardware::Status::ok(), _hidl_reply);
           _hidl_err = _hidl_reply->writeInt32((int32_t)_hidl_out_error);
           if (_hidl_err != ::android::OK) { goto _hidl_error; }
           // 返回数据 tmpStride 的值
           _hidl_err = _hidl_reply->writeUint32(_hidl_out_stride);
           if (_hidl_err != ::android::OK) { goto _hidl_error; }
           size_t _hidl__hidl_out_buffers_parent;
           _hidl_err = _hidl_reply->writeBuffer(&_hidl_out_buffers, sizeof(_hidl_out_buffers), &_hidl__hidl_out_buffers_parent);
           if (_hidl_err != ::android::OK) { goto _hidl_error; }
           size_t _hidl__hidl_out_buffers_child;
           _hidl_err = ::android::hardware::writeEmbeddedToParcel(
                   _hidl_out_buffers,
                   _hidl_reply,
                   _hidl__hidl_out_buffers_parent,
                   0 /* parentOffset */, &_hidl__hidl_out_buffers_child);
           if (_hidl_err != ::android::OK) { goto _hidl_error; }
    //关键代码====传输上边的回调函数的参数 const auto& tmpBuffers 的每个元素, 数据类型是 hidl_handle 类型
           for (size_t _hidl_index_0 = 0; _hidl_index_0 < _hidl_out_buffers.size(); ++_hidl_index_0) {
               // 关键函数 android::hardware::writeEmbeddedToParcel
               _hidl_err = ::android::hardware::writeEmbeddedToParcel(
                       _hidl_out_buffers[_hidl_index_0],
                       _hidl_reply,
                       _hidl__hidl_out_buffers_child,
                       _hidl_index_0 * sizeof(::android::hardware::hidl_handle));
               if (_hidl_err != ::android::OK) { goto _hidl_error; }
           }
    //...
           if (_hidl_err != ::android::OK) { return; }
           _hidl_cb(*_hidl_reply);
       });
       _hidl_ret.assertOk();
       if (!_hidl_callbackCalled) {
           LOG_ALWAYS_FATAL("allocate: _hidl_cb not called, but must be called once.");
       }
       return _hidl_err;
    }

    android::hardware::writeEmbeddedToParcel

    // system/libhidl/transport/HidlBinderSupport.cpp
    status_t writeEmbeddedToParcel(const hidl_handle &handle,
           Parcel *parcel, size_t parentHandle, size_t parentOffset) {
       //此处调用了 hwbinder/Parcel.cpp 的writeEmbeddedNativeHandle 函数
       status_t _hidl_err = parcel->writeEmbeddedNativeHandle(
               handle.getNativeHandle(),
               parentHandle,
               parentOffset + hidl_handle::kOffsetOfNativeHandle);
       return _hidl_err;
    }
    // system/libhwbinder/Parcel.cpp
    status_t Parcel::writeEmbeddedNativeHandle(const native_handle_t *handle,
                                              size_t parent_buffer_handle,
                                              size_t parent_offset)
    {
       return writeNativeHandleNoDup(handle, true /* embedded */, parent_buffer_handle, parent_offset);
    }
    status_t Parcel::writeNativeHandleNoDup(const native_handle_t *handle,
                                           bool embedded,
                                           size_t parent_buffer_handle,
                                           size_t parent_offset)
    {
    //...
       struct binder_fd_array_object fd_array {
           .hdr = { .type = BINDER_TYPE_FDA }, // 关键代码: BINDER_TYPE_FDA 类型,binder内核驱动代码对这个类型有专门的处理
           .num_fds = static_cast<binder_size_t>(handle->numFds),
           .parent = buffer_handle,
           .parent_offset = offsetof(native_handle_t, data),
       };
       return writeObject(fd_array);
    }

    之后的代码,见 binder驱动对 BINDER_TYPE_FDA 、BINDER_TYPE_FD 类型的处理

    【2】App进程同 SurfaceFlinger 进程之间传递 GraphicBuffer 对象

    GraphicBuffer 对象

    服务端 requestBuffer 流程

    // frameworks/native/libs/gui/IGraphicBufferProducer.cpp
    status_t BnGraphicBufferProducer::onTransact(
       uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
    {
       switch(code) {
           case REQUEST_BUFFER: {
               CHECK_INTERFACE(IGraphicBufferProducer, data, reply);
               int bufferIdx = data.readInt32();
               sp<GraphicBuffer> buffer;
               int result = requestBuffer(bufferIdx, &buffer);
               reply->writeInt32(buffer != nullptr);
               if (buffer != nullptr) {
                   reply->write(*buffer);// GraphicBuffer 对象回写========!!!!!!!!!!!!!!=====
               }
               reply->writeInt32(result);
               return NO_ERROR;
           }
    //...
       }
    //...
    }

    Parcel::write 写对象流程,

    Parcel::write Parcel.h

    // frameworks/native/libs/binder/include/binder/Parcel.h
    template<typename T>
    status_t Parcel::write(const Flattenable<T>& val) {// 对象需要继承 Flattenable
       const FlattenableHelper<T> helper(val);
       return write(helper);
    }

    Parcel::write Parcel.cpp

    // frameworks/native/libs/binder/Parcel.cpp
    status_t Parcel::write(const FlattenableHelperInterface& val)
    {
       status_t err;
       // size if needed
       const size_t len = val.getFlattenedSize();
       // val.getFdCount(); 这个值为 GraphicBuffer.mTransportNumFds
       // 从这个接口获取
       // GrallocMapper::getTransportSize(buffer_handle_t bufferHandle, uint32_t* outNumFds, uint32_t* outNumInts)
       const size_t fd_count = val.getFdCount();// 这个值为 GraphicBuffer.mTransportNumFds
    //...........
    // 调用对象的 flatten 写到缓存中
       err = val.flatten(buf, len, fds, fd_count);
       // fd_count 不为0,需要写 fd
       for (size_t i=0 ; i<fd_count && err==NO_ERROR ; i++) {
           err = this->writeDupFileDescriptor( fds[i] );
       }
       if (fd_count) {
           delete [] fds;
       }
       return err;
    }

    Parcel::writeDupFileDescriptor 写fd流程

    // frameworks/native/libs/binder/Parcel.cpp
    status_t Parcel::writeDupFileDescriptor(int fd)
    {
       int dupFd;
       if (status_t err = dupFileDescriptor(fd, &dupFd); err != OK) {
           return err;
       }
       //=============!!!!!!!!!!!!!===========
       status_t err = writeFileDescriptor(dupFd, true /*takeOwnership*/);
       if (err != OK) {
           close(dupFd);
       }
       return err;
    }
    status_t Parcel::writeFileDescriptor(int fd, bool takeOwnership) {
    //........
    #ifdef BINDER_WITH_KERNEL_IPC // frameworks/native/libs/binder/Android.bp 中定义了此宏  "-DBINDER_WITH_KERNEL_IPC",
       flat_binder_object obj;
       obj.hdr.type = BINDER_TYPE_FD;// 类型为 fd ,内核会自动创建fd
       obj.flags = 0;
       obj.binder = 0; /* Don't pass uninitialized stack data to a remote process */
       obj.handle = fd;
       obj.cookie = takeOwnership ? 1 : 0;
       return writeObject(obj, true);
    #else  // BINDER_WITH_KERNEL_IPC
       LOG_ALWAYS_FATAL("Binder kernel driver disabled at build time");
       (void)fd;
       (void)takeOwnership;
       return INVALID_OPERATION;
    #endif // BINDER_WITH_KERNEL_IPC
    }

    之后的代码,见 binder驱动对 BINDER_TYPE_FDA 、BINDER_TYPE_FD 类型的处理

    【3】linux内核部分,binder驱动对 BINDER_TYPE_FDA 、BINDER_TYPE_FD 类型的处理

    binder_transaction

    // 这里使用的 3.8 的内核版本,逻辑较为清晰
    // 更新的内核版本需要看 binder_apply_fd_fixups 函数部分
    // https://android.googlesource.com/kernel/msm/+/refs/heads/android-msm-coral-4.14-android10/drivers/android/binder.c
    static void binder_transaction(struct binder_proc *proc,
          struct binder_thread *thread,
          struct binder_transaction_data *tr, int reply,
          binder_size_t extra_buffers_size)
    {
       //...
    case BINDER_TYPE_FD: {
    struct binder_fd_object *fp = to_binder_fd_object(hdr);
               //数据类型为 BINDER_TYPE_FD 时,调用了 binder_translate_fd
    int target_fd = binder_translate_fd(fp->fd, t, thread, in_reply_to);
    if (target_fd < 0) {
    return_error = BR_FAILED_REPLY;
    return_error_param = target_fd;
    return_error_line = __LINE__;
    goto err_translate_failed;
    }
    fp->pad_binder = 0;
    fp->fd = target_fd;
    binder_alloc_copy_to_buffer(&target_proc->alloc,
       t->buffer, object_offset,
       fp, sizeof(*fp));
    } break;
    case BINDER_TYPE_FDA: {
    struct binder_object ptr_object;
    binder_size_t parent_offset;
    struct binder_fd_array_object *fda =
    to_binder_fd_array_object(hdr);
    size_t num_valid = (buffer_offset - off_start_offset) /
    sizeof(binder_size_t);
    struct binder_buffer_object *parent =
    binder_validate_ptr(target_proc, t->buffer,
       &ptr_object, fda->parent,
       off_start_offset,
       &parent_offset,
       num_valid);
    if (!parent) {
    binder_user_error("%d:%d got transaction with invalid parent offset or type\n",
     proc->pid, thread->pid);
    return_error = BR_FAILED_REPLY;
    return_error_param = -EINVAL;
    return_error_line = __LINE__;
    goto err_bad_parent;
    }
    if (!binder_validate_fixup(target_proc, t->buffer,
      off_start_offset,
      parent_offset,
      fda->parent_offset,
      last_fixup_obj_off,
      last_fixup_min_off)) {
    binder_user_error("%d:%d got transaction with out-of-order buffer fixup\n",
     proc->pid, thread->pid);
    return_error = BR_FAILED_REPLY;
    return_error_param = -EINVAL;
    return_error_line = __LINE__;
    goto err_bad_parent;
    }
               //数据类型为 BINDER_TYPE_FDA 时,调用了 binder_translate_fd
    ret = binder_translate_fd_array(fda, parent, t, thread, in_reply_to);
    if (ret < 0) {
    return_error = BR_FAILED_REPLY;
    return_error_param = ret;
    return_error_line = __LINE__;
    goto err_translate_failed;
    }
    last_fixup_obj_off = parent_offset;
    last_fixup_min_off =
    fda->parent_offset + sizeof(u32) * fda->num_fds;
    } break;
       //...
    }

    binder_translate_fd_array 函数中对每一个fd都调用了 binder_translate_fd 函数

    binder_translate_fd

    static int binder_translate_fd(int fd,
          struct binder_transaction *t,
          struct binder_thread *thread,
          struct binder_transaction *in_reply_to)
    {
    struct binder_proc *proc = thread->proc;
    struct binder_proc *target_proc = t->to_proc;
    int target_fd;
    struct file *file;
    int ret;
    bool target_allows_fd;
    if (in_reply_to)
    target_allows_fd = !!(in_reply_to->flags & TF_ACCEPT_FDS);
    else
    target_allows_fd = t->buffer->target_node->accept_fds;
    if (!target_allows_fd) {
    binder_user_error("%d:%d got %s with fd, %d, but target does not allow fds\n",
     proc->pid, thread->pid,
     in_reply_to ? "reply" : "transaction",
     fd);
    ret = -EPERM;
    goto err_fd_not_accepted;
    }
    file = fget(fd);//从fd获取 file 对象
    if (!file) {
    binder_user_error("%d:%d got transaction with invalid fd, %d\n",
     proc->pid, thread->pid, fd);
    ret = -EBADF;
    goto err_fget;
    }
       //se权限处理
    ret = security_binder_transfer_file(proc->tsk, target_proc->tsk, file);
    if (ret < 0) {
    ret = -EPERM;
    goto err_security;
    }
       //在目标进程中找到一个可用的fd
    target_fd = task_get_unused_fd_flags(target_proc, O_CLOEXEC);
    if (target_fd < 0) {
    ret = -ENOMEM;
    goto err_get_unused_fd;
    }
       // 调用task_fd_install将 file对象 关联到目标进程中的fd
    task_fd_install(target_proc, target_fd, file);
    trace_binder_transaction_fd(t, fd, target_fd);
    binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION, "        fd %d -> %d\n",
        fd, target_fd);
    return target_fd;
    err_get_unused_fd:
    err_security:
    fput(file);
    err_fget:
    err_fd_not_accepted:
    return ret;
    }

    附、图形缓存的几个重要数据类型

    1、App端 Surface 同 SurfaceFlinger 用于传递共享内存 fd 的对象 GraphicBuffer

    GraphicBuffer

    // frameworks/native/libs/ui/include/ui/GraphicBuffer.h
    class GraphicBuffer
       : public ANativeObjectBase<ANativeWindowBuffer, GraphicBuffer, RefBase>,
         public Flattenable<GraphicBuffer>
         { //...
       status_t flatten(void*& buffer, size_t& size, int*& fds, size_t& count) const;
       status_t unflatten(void const*& buffer, size_t& size, int const*& fds, size_t& count);
           //...
         }
    // frameworks/native/libs/ui/include/ui/ANativeObjectBase.h
    /*
    * This helper class turns a ANativeXXX object type into a C++
    * reference-counted object; with proper type conversions.
    */
    template <typename NATIVE_TYPE, typename TYPE, typename REF,
           typename NATIVE_BASE = android_native_base_t>
    class ANativeObjectBase : public NATIVE_TYPE, public REF
    {
       //...
    }
    //转换后:
    class ANativeObjectBase : public ANativeWindowBuffer, public RefBase
    {
       //...
    }
    • GraphicBuffer 继承 ANativeWindowBuffer Flattenable

    • Flattenable 两个关键函数 flatten unflatten,用于binder序列化时使用。

    ANativeWindowBuffer

    // /frameworks/native/libs/nativebase/include/nativebase/nativebase.h
    // 图形Buffer的Size = stride * height * 每像素字节数
    typedef struct ANativeWindowBuffer
    {  
       ...
       int width;      // 图形Buffer的宽度
       int height;     // 图形Buffer的高度
       int stride;     // 图形Buffer的步长,为了处理对齐问题,与width可能不同
       int format;     // 图形Buffer的像素格式
       const native_handle_t* handle; // 指向一块图形Buffer
       uint64_t usage; // 图形Buffer的使用规则(gralloc会分配不同属性的图形Buffer)
       ...
    } ANativeWindowBuffer_t;

    native_handle_t

    // system/core/libcutils/include/cutils/native_handle.h
    typedef struct native_handle
    {
       int version;        /* sizeof(native_handle_t) */
       // //data[0]中的文件描述符个数
       int numFds;         /* number of file-descriptors at &data[0] */
       // //&data[numFds]中int的个数
       int numInts;        /* number of ints at &data[numFds] */
       int data[0];        /* numFds + numInts ints */
    } native_handle_t;

    buffer_handle_t 同 native_handle_t

    // system/core/libcutils/include/cutils/native_handle.h
    typedef const native_handle_t* buffer_handle_t;

    2、hidl接口 进程间传递 fd 使用的数据类型 (HWbinder 传递 fd 的对象)

    • hidl_handle 用于 SurfaceFlinger 同 IAllocator HIDL接口的服务之间传递 共享内存fd

      • 高通平台上,这个 HIDL 服务端对应的进程是 vendor.qti.hardware.display.allocator-service

    hidl_handle

    struct hidl_handle {
       hidl_handle();
       ~hidl_handle();
       hidl_handle(const native_handle_t *handle);
       // copy constructor.
       hidl_handle(const hidl_handle &other);
       // move constructor.
       hidl_handle(hidl_handle &&other) noexcept;
       // assignment operators
       hidl_handle &operator=(const hidl_handle &other);
       hidl_handle &operator=(const native_handle_t *native_handle);
       hidl_handle &operator=(hidl_handle &&other) noexcept;
       void setTo(native_handle_t* handle, bool shouldOwn = false);
       const native_handle_t* operator->() const;
       // implicit conversion to const native_handle_t*
       operator const native_handle_t *() const;
       // explicit conversion
       const native_handle_t *getNativeHandle() const;
       // offsetof(hidl_handle, mHandle) exposed since mHandle is private.
       static const size_t kOffsetOfNativeHandle;
    private:
       void freeHandle();
    // 核心数据 native_handle_t mHandle;
       details::hidl_pointer<const native_handle_t> mHandle;
       bool mOwnsHandle;
       uint8_t mPad[7];
    };

    总结:

    • SurfaceFlinger进程 和 IAllocator服务进程之间通过 hidl_handle 类型的数据传递 图形buffer共享内存的fd

      • 数据传输中对 hidl_handle 类型数据特化处理,并把binder数据类型设置为 BINDER_TYPE_FDA

      • binder内核对 BINDER_TYPE_FDA 类型数据特化处理

      • 同时在 IAllocator.allocate 的回调函数中调用 IMapper.importBuffer 把内存映射到当前进程

    • App进程 同 SurfaceFlinger进程之间使用 GraphicBuffer 对象传递 图形buffer共享内存的fd

      • 数据传输中对 GraphicBuffer 中的 native_handle_t 数据特化处理,并把binder数据类型设置为 BINDER_TYPE_FD

      • binder内核对 BINDER_TYPE_FD 类型数据特化处理

      • 同时在从binder读取数据创建GraphicBuffer对象时,调用 GraphicBuffer.unflatten,内部调用 IMapper.importBuffer 把内存映射到当前进程

    后记

    Android12 之后使用 BLASTBufferQueue ,虽然有些变化,但是理解了 GraphicBuffer 和 hidl_handle 传递 fd 的过程,这些都游刃有余

    Android 的 aidl接口层、hidl接口层、binder bp 接口层 都隐藏了很多关键代码,导致看代码时,感觉总是云里雾里

    • 像hidl接口,生成的大量代码,在out/soong目录下,仅仅看源码树目录下的代码根本找不到好吧。

    来源:https://juejin.cn/post/7197292579058827325

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