SurfaceFlinger的硬件Vsync深入分析-千里马android framework车机手机系统开发

2023-11-06 04:04
文章标签 android 系统 开发 手机 深入分析 硬件 framework 车机 surfaceflinger vsync 千里马

本文主要是介绍SurfaceFlinger的硬件Vsync深入分析-千里马android framework车机手机系统开发，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

背景：

学过或者你看过surfaceflinger相关文章同学都知道，vsync其实都是由surfaceflinger软件层面进行模拟的，但是软件模拟有可能会有误差或偏差，这个时候就需要有个硬件vsync帮忙校准。
故才会在surfaceflinger的systrace出现如下校准波形图，这个可以看到硬件vsync开启后才有hw的vsync的脉冲产生，这个刚好可以看到成对的一上一下脉冲刚好6个，也就是经常看到的6个周期的，经过这个6个硬件vsync的校准后，软件vsync就可以调整正常。
在这里插入图片描述但是。。。一切一切都是好像是这么一回事，具体怎么就产生这些硬件vsync的波形的呢？硬件vsync为啥说他来自硬件呢？怎么就来自硬件呢？好像一切都好虚是不是，那不是肯定的吗？那么今天就来彻底解密一下这个硬件vsync的执行哈，注意下面很多kernel驱动相关代码。。。。。具体相关代码付费课学员直接就会配套有哈。
更多framework实战课可以加我V：androidframework007

在这里插入图片描述

surfaceflinger端硬件Vsync的调用trace：

这个相对很好看到如下图所示：
在这里插入图片描述明显看到这个东西实际是hal进程通过跨进程回调到了surfaceflinger进程的，那么就来看看hal部分

hal端的回调硬件Vsync堆栈

首先来看看我们的trace图形，这个直接surfaceflinger箭头点击一跳就可以了
在这里插入图片描述这个时候就到了graphic的hal进程相关trace图形如下
在这里插入图片描述

可以看到这个确实是hal端的SDM_EventThread线程进行调用的，这里按着代码一直追的化追到如下地方了：

11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #00 pc 000000000003b65c  /vendor/lib64/hw/hwcomposer.msm8998.so (sdm::HWCCallbacks::Vsync(unsigned long, long)+76)
11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #01 pc 000000000002f9c8  /vendor/lib64/hw/hwcomposer.msm8998.so (sdm::HWCDisplay::VSync(sdm::DisplayEventVSync const&)+28)
11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #02 pc 000000000002c818  /vendor/lib64/libsdmcore.so (non-virtual thunk to sdm::DisplayPrimary::VSync(long)+68)
11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #03 pc 0000000000048dc8  /vendor/lib64/libsdmcore.so (sdm::HWEvents::DisplayEventHandler()+288)
11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #04 pc 0000000000048b60  /vendor/lib64/libsdmcore.so (sdm::HWEvents::DisplayEventThread(void*)+16)
11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #05 pc 00000000000b63b0  /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__pthread_start(void*)+208)
11-04 23:21:53.200   977  1065 D Vsync   : #06 pc 00000000000530b8  /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__start_thread+64)

这里就来从最根部的地方开始看到底hal的这个事件是谁触发的？是hal直接和硬件通讯？哈哈，想想也不可能是吧，因为hal进程也是个应用空间的程序而已，无法直接操作硬件。直接上代码揭晓答案：


//初始化相关的poll的fd
pollfd HWEvents::InitializePollFd(HWEventData *event_data) {char node_path[kMaxStringLength] = {0};char data[kMaxStringLength] = {0};pollfd poll_fd = {0};poll_fd.fd = -1;if (event_data->event_type == HWEvent::EXIT) {// Create an eventfd to be used to unblock the poll system call when// a thread is exiting.poll_fd.fd = Sys::eventfd_(0, 0);poll_fd.events |= POLLIN;exit_fd_ = poll_fd.fd;} else {snprintf(node_path, sizeof(node_path), "%s%d/%s", fb_path_, fb_num_,map_event_to_node_[event_data->event_type]);poll_fd.fd = Sys::open_(node_path, O_RDONLY);poll_fd.events |= POLLPRI | POLLERR;}if (poll_fd.fd < 0) {DLOGW("open failed for display=%d event=%s, error=%s", fb_num_,map_event_to_node_[event_data->event_type], strerror(errno));return poll_fd;}// Read once on all fds to clear data on all fds.Sys::pread_(poll_fd.fd, data , kMaxStringLength, 0);return poll_fd;
}
//设置相关的event_type解析方法
DisplayError HWEvents::SetEventParser(HWEvent event_type, HWEventData *event_data) {DisplayError error = kErrorNone;switch (event_type) {case HWEvent::VSYNC:event_data->event_parser = &HWEvents::HandleVSync;break;case HWEvent::IDLE_NOTIFY:event_data->event_parser = &HWEvents::HandleIdleTimeout;break;case HWEvent::EXIT:event_data->event_parser = &HWEvents::HandleThreadExit;break;case HWEvent::SHOW_BLANK_EVENT:event_data->event_parser = &HWEvents::HandleBlank;break;case HWEvent::THERMAL_LEVEL:event_data->event_parser = &HWEvents::HandleThermal;break;case HWEvent::IDLE_POWER_COLLAPSE:event_data->event_parser = &HWEvents::HandleIdlePowerCollapse;break;default:error = kErrorParameters;break;}return error;
}void HWEvents::PopulateHWEventData() {for (uint32_t i = 0; i < event_list_.size(); i++) {HWEventData event_data;event_data.event_type = event_list_[i];SetEventParser(event_list_[i], &event_data);poll_fds_[i] = InitializePollFd(&event_data);event_data_list_.push_back(event_data);}
}DisplayError HWEvents::Init(int fb_num, HWEventHandler *event_handler,const vector<HWEvent> &event_list) {
//创建线程执行循环pollif (pthread_create(&event_thread_, NULL, &DisplayEventThread, this) < 0) {DLOGE("Failed to start %s, error = %s", event_thread_name_.c_str());return kErrorResources;}return kErrorNone;
}void* HWEvents::DisplayEventThread(void *context) {if (context) {return reinterpret_cast<HWEvents *>(context)->DisplayEventHandler();}return NULL;
}
//真的线程执行体
void* HWEvents::DisplayEventHandler() {char data[kMaxStringLength] = {0};prctl(PR_SET_NAME, event_thread_name_.c_str(), 0, 0, 0);setpriority(PRIO_PROCESS, 0, kThreadPriorityUrgent);//一直循环poll中的数据while (!exit_threads_) {int error = Sys::poll_(poll_fds_.data(), UINT32(event_list_.size()), -1);if (error <= 0) {DLOGW("poll failed. error = %s", strerror(errno));continue;}//poll跳出阻塞说明有数据，识别数据执行相关调用的操作for (uint32_t event = 0; event < event_list_.size(); event++) {pollfd &poll_fd = poll_fds_[event];if (event_list_.at(event) == HWEvent::EXIT) {if ((poll_fd.revents & POLLIN) && (Sys::read_(poll_fd.fd, data, kMaxStringLength) > 0)) {(this->*(event_data_list_[event]).event_parser)(data);}} else {if ((poll_fd.revents & POLLPRI) &&(Sys::pread_(poll_fd.fd, data, kMaxStringLength, 0) > 0)) {(this->*(event_data_list_[event]).event_parser)(data);}}}}pthread_exit(0);return NULL;
}
//会回调到这个方法
void HWEvents::HandleVSync(char *data) {int64_t timestamp = 0;if (!strncmp(data, "VSYNC=", strlen("VSYNC="))) {timestamp = strtoll(data + strlen("VSYNC="), NULL, 0);}event_handler_->VSync(timestamp);
}}  // namespace sdm

上面代码有注释，大家是不是看到熟悉的poll，是不是学了马哥跨进程专题后，这个都不是事分分钟可以看的懂这个逻辑，核心的就是观察相关的vsync的fd，有数据变化了，读取，属于vsync了就触发相关的，vsync回调，这个就是hal的vsync回调

总结其实hal的vsync回调也是监听的fd而已，没啥特殊，其实你说surfaceflinger是不是也可以监听fd直接拿不就行了么。。。哈哈哈确实可以，不过毕竟各个硬件厂商实现不一样，你不能保证其他家也这样实现，所以hal就是这个另一个作用就是解耦system 的aosp部分和vendor厂商的变化部分。

但是问题又来了，请问是谁触发了这个fd有数据的啊？

kernel进行fd的数据通知：

上面hal监听的fd来自哪里?其实大家猜想肯定应该是内核，因为毕竟是硬件vsync，所以可以触碰硬件东西当然是我们的内核驱动。这里最后找到如下代码：
drivers/video/fbdev/msm/mdss_mdp_overlay.c

//中断中调用的
/* function is called in irq context should have minimum processing */
static void mdss_mdp_overlay_handle_vsync(struct mdss_mdp_ctl *ctl,ktime_t t)
{dump_stack();ATRACE_BEGIN("mdss_mdp_overlay_handle_vsync");struct msm_fb_data_type *mfd = NULL;struct mdss_overlay_private *mdp5_data = NULL;if (!ctl) {pr_err("ctl is NULL\n");return;}mfd = ctl->mfd;if (!mfd || !mfd->mdp.private1) {pr_warn("Invalid handle for vsync\n");return;}mdp5_data = mfd_to_mdp5_data(mfd);if (!mdp5_data) {pr_err("mdp5_data is NULL\n");return;}pr_debug("vsync on fb%d play_cnt=%d\n", mfd->index, ctl->play_cnt);mdp5_data->vsync_time = t;sysfs_notify_dirent(mdp5_data->vsync_event_sd);//进行的fd数据通知ATRACE_END("mdss_mdp_overlay_handle_vsync");
}

驱动是vsync是靠相关的硬件中断触发的，具体的call stack如下：

11-05 00:24:24.470     0     0 I Call trace:  
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4c8a874>] dump_backtrace+0x0/0x3a8
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4c8a86c>] show_stack+0x14/0x1c
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f50280d0>] dump_stack+0xe4/0x11c
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f51037b4>] mdss_mdp_overlay_handle_vsync+0x20/0x1dc
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f50f26d0>] mdss_mdp_cmd_readptr_done+0x154/0x33c
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f50b9534>] mdss_mdp_isr+0x140/0x3bc
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f5164d94>] mdss_irq_dispatch+0x50/0x68
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f50c15cc>] mdss_irq_handler+0x84/0x1c0
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4d1a92c>] handle_irq_event_percpu+0x78/0x28c
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4d1abc8>] handle_irq_event+0x44/0x74
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4d1e714>] handle_fasteoi_irq+0xd8/0x1b0
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4d1a118>] __handle_domain_irq+0x7c/0xbc
11-05 00:24:24.470     0     0 I         : [<ffffff91f4c811d0>] gic_handle_irq+0x80/0x144

这里通过的给内核kernel打上trace结合看如下：
在这里插入图片描述
是不是结合trace看起来很方便，就可以清晰知道了整个调用流程：
硬件触发 kernel中断方法，写入对于的fd
—》hal进程监听fd，然后解析回调vsync进行跨进程通讯
----》surfaceflinger收到hal跨进程调用，改变自己相关的参数，调整自己软件vsync

这篇关于SurfaceFlinger的硬件Vsync深入分析-千里马android framework车机手机系统开发的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/354372。

相关文章

高效管理你的Linux系统: Debian操作系统常用命令指南

高效管理你的Linux系统: Debian操作系统常用命令指南

《高效管理你的Linux系统:Debian操作系统常用命令指南》在Debian操作系统中，了解和掌握常用命令对于提高工作效率和系统管理至关重要，本文将详细介绍Debian的常用命令，帮助读者更好地使... Debian是一个流行的linux发行版，它以其稳定性、强大的软件包管理和丰富的社区资源而闻名。在使用
阅读更多...
Java中的Opencv简介与开发环境部署方法

Java中的Opencv简介与开发环境部署方法

《Java中的Opencv简介与开发环境部署方法》OpenCV是一个开源的计算机视觉和图像处理库,提供了丰富的图像处理算法和工具,它支持多种图像处理和计算机视觉算法,可以用于物体识别与跟踪、图像分割与... 目录1.Opencv简介Opencv的应用2.Java使用OpenCV进行图像操作opencv安装j
阅读更多...
Ubuntu系统怎么安装Warp? 新一代AI 终端神器安装使用方法

Ubuntu系统怎么安装Warp? 新一代AI 终端神器安装使用方法

《Ubuntu系统怎么安装Warp?新一代AI终端神器安装使用方法》Warp是一款使用Rust开发的现代化AI终端工具，该怎么再Ubuntu系统中安装使用呢？下面我们就来看看详细教程... Warp Terminal 是一款使用 Rust 开发的现代化「AI 终端」工具。最初它只支持 MACOS，但在 20
阅读更多...
windows系统下shutdown重启关机命令超详细教程

windows系统下shutdown重启关机命令超详细教程

《windows系统下shutdown重启关机命令超详细教程》shutdown命令是一个强大的工具,允许你通过命令行快速完成关机、重启或注销操作,本文将为你详细解析shutdown命令的使用方法,并提... 目录一、shutdown 命令简介二、shutdown 命令的基本用法三、远程关机与重启四、实际应用
阅读更多...
Debian如何查看系统版本? 7种轻松查看Debian版本信息的实用方法

Debian如何查看系统版本? 7种轻松查看Debian版本信息的实用方法

《Debian如何查看系统版本?7种轻松查看Debian版本信息的实用方法》Debian是一个广泛使用的Linux发行版，用户有时需要查看其版本信息以进行系统管理、故障排除或兼容性检查，在Debia... 作为最受欢迎的 linux 发行版之一，Debian 的版本信息在日常使用和系统维护中起着至关重要的作
阅读更多...
基于Qt开发一个简单的OFD阅读器

基于Qt开发一个简单的OFD阅读器

《基于Qt开发一个简单的OFD阅读器》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Qt框架开发一个功能强大且性能优异的OFD阅读器,文中的示例代码讲解详细,有需要的小伙伴可以参考一下... 目录摘要引言一、OFD文件格式解析二、文档结构解析三、页面渲染四、用户交互五、性能优化六、示例代码七、未来发展方向八、结论摘要
阅读更多...
什么是cron? Linux系统下Cron定时任务使用指南

什么是cron? Linux系统下Cron定时任务使用指南

《什么是cron?Linux系统下Cron定时任务使用指南》在日常的Linux系统管理和维护中，定时执行任务是非常常见的需求，你可能需要每天执行备份任务、清理系统日志或运行特定的脚本，而不想每天... 在管理 linux 服务器的过程中，总有一些任务需要我们定期或重复执行。就比如备份任务，通常会选在服务器资
阅读更多...
Android数据库Room的实际使用过程总结

Android数据库Room的实际使用过程总结

《Android数据库Room的实际使用过程总结》这篇文章主要给大家介绍了关于Android数据库Room的实际使用过程,详细介绍了如何创建实体类、数据访问对象（DAO）和数据库抽象类,需要的朋友可以... 目录前言一、Room的基本使用1.项目配置2.创建实体类（Entity）3.创建数据访问对象（DAO
阅读更多...
你的华为手机升级了吗? 鸿蒙NEXT多连推5.0.123版本变化颇多

你的华为手机升级了吗? 鸿蒙NEXT多连推5.0.123版本变化颇多

《你的华为手机升级了吗?鸿蒙NEXT多连推5.0.123版本变化颇多》现在的手机系统更新可不仅仅是修修补补那么简单了，华为手机的鸿蒙系统最近可是动作频频，给用户们带来了不少惊喜... 为了让用户的使用体验变得很好，华为手机不仅发布了一系列给力的新机，还在操作系统方面进行了疯狂的发力。尤其是近期，不仅鸿蒙O
阅读更多...
如何安装HWE内核? Ubuntu安装hwe内核解决硬件太新的问题

如何安装HWE内核? Ubuntu安装hwe内核解决硬件太新的问题

《如何安装HWE内核?Ubuntu安装hwe内核解决硬件太新的问题》今天的主角就是hwe内核(hardwareenablementkernel)，一般安装的Ubuntu都是初始内核，不能很好地支... 对于追求系统稳定性，又想充分利用最新硬件特性的 Ubuntu 用户来说，HWEXBQgUbdlna（Har
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2