必读：
Android 12(S) 图像显示系统 - 开篇
前言
Android源码中有包含drm_hwcomposer：/external/drm_hwcomposer/
drm_hwcomposer 这个过程下的代码架构变化还是很频繁的，我这里分析直接去 drm_hwcomposer 的官方地址抓取最新的code来做分析了
解析
这个工程编译后会产生 shared library ：/vendor/lib/hw/hwcomposer.drm.so
drm_hwcomposer作为一个HAL module，其写作实现还是遵循了旧有的Android HAL Module的接口实现规则。
看看一些结构体的定义以及他们之间的关系：
结构体hw_device_t的定义
[/hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h] typedef struct hw_device_t { tag; /** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */ uint32_t version; struct hw_module_t* module; uint64_t reserved[12]; int (*close)(struct hw_device_t* device); } hw_device_t;结构体hwc2_device_t的定义
[/hardware/libhardware/include/hardware/hwcomposer2.h] typedef struct hwc2_device { /* Must be the first member of this struct, since a pointer to this struct * will be generated by casting from a hw_device_t* */ struct hw_device_t common; void (*getCapabilities)(struct hwc2_device* device, uint32_t* outCount, int32_t* /*hwc2_capability_t*/ outCapabilities); hwc2_function_pointer_t (*getFunction)(struct hwc2_device* device, int32_t /*hwc2_function_descriptor_t*/ descriptor); } hwc2_device_t;结构体DrmHwc2Device的定义
[drm-hwcomposer/hwc2_device/hwc2_device.cpp] struct Drmhwc2Device : hwc2_device { DrmHwcTwo drmhwctwo; };按照结构体定义的理解，我们可以认为三个类型，具有如下继承关系
本文作者@二的次方 2022-07-05 发布于博客园
看一个关键的static方法 HookDevOpen，该方法中会去实例化一个Drmhwc2Device对象，其中去创建了一个DrmHwcTwo对象
[drm-hwcomposer/hwc2_device/hwc2_device.cpp] static int HookDevOpen(const struct hw_module_t *module, const char *name, struct hw_device_t **dev) { ... auto ctx = std::make_unique<Drmhwc2Device>(); if (!ctx) { ALOGE("Failed to allocate DrmHwcTwo"); return -ENOMEM; } ctx->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG; ctx->common.version = HWC_DEVICE_API_VERSION_2_0; ctx->common.close = HookDevClose; // NOLINTNEXTLINE(cppcoreguidelines-pro-type-cstyle-cast) ctx->common.module = (hw_module_t *)module; ctx->getCapabilities = HookDevGetCapabilities; ctx->getFunction = HookDevGetFunction; *dev = &ctx.release()->common; return 0; }在HWC HAL Service启动时，初始化阶段openDeviceWithAdapter中去调用了open函数，就是call到了HookDevOpen可以参见：
/hardware/interfaces/graphics/composer/2.1/utils/passthrough/include/composer-passthrough/2.1/HwcLoader.h
DrmHwcTwo构造时做了什么工作？
[drm-hwcomposer/hwc2_device/DrmHwcTwo.cpp] DrmHwcTwo::DrmHwcTwo() : resource_manager_(this){}; // DrmHwcTwo的构造函数定义 [drm-hwcomposer/hwc2_device/DrmHwcTwo.h] ResourceManager resource_manager_; // DrmHwcTwo类中的成员很简单，就是去实例化一个ResourceManager对象，其构造函数中处理初始化了uevent_listener等成员，也没啥了
frontend_interface_指向DrmHwcTwo对象
[drm-hwcomposer/drm/ResourceManager.cpp] ResourceManager::ResourceManager( PipelineToFrontendBindingInterface *p2f_bind_interface) : frontend_interface_(p2f_bind_interface) { if (uevent_listener_.Init() != 0) { ALOGE("Can't initialize event listener"); } }
到这里，我大概可以看到ResourceManager是个非常重要的核心类，他应该管理着DRM的资源。
他的定义中也定义了void Init();函数，那这个初始化函数是什么时候调用的呢？
在这篇博文中：Android 12(S) 图像显示系统 - SurfaceFlinger的启动和消息队列处理机制（四）
讲解SurfaceFlinger的初始化过程时，设置callback给HWC，层层传递后就会调用到DrmHwcTwo::RegisterCallback
进而调用到了 resource_manager_.Init();
ResourceManager 初始化到底初始化了什么呢？
本文作者@二的次方 2022-07-05 发布于博客园
[drm-hwcomposer/drm/ResourceManager.cpp] void ResourceManager::Init() { if (initialized_) { ALOGE("Already initialized"); // 已经初始化了，避免重复初始化 return; } char path_pattern[PROPERTY_VALUE_MAX]; // Could be a valid path or it can have at the end of it the wildcard % // which means that it will try open all devices until an error is met. int path_len = property_get("vendor.hwc.drm.device", path_pattern, "/dev/dri/card%"); if (path_pattern[path_len - 1] != '%') { AddDrmDevice(std::string(path_pattern)); } else { path_pattern[path_len - 1] = ' '; for (int idx = 0;; ++idx) { std::ostringstream path; path << path_pattern << idx; struct stat buf {}; if (stat(path.str().c_str(), &buf) != 0) break; if (DrmDevice::IsKMSDev(path.str().c_str())) { AddDrmDevice(path.str()); } } } /**上面一大坨代码，简单理解就是找到DRM的设备节点，然后打开它，在我的设备上是/dev/dri/card0 */ /** AddDrmDevice中去初始化DRM各种各样的资源 **/ char scale_with_gpu[PROPERTY_VALUE_MAX]; property_get("vendor.hwc.drm.scale_with_gpu", scale_with_gpu, "0"); scale_with_gpu_ = bool(strncmp(scale_with_gpu, "0", 1));// 使用GPU缩放的标志 if (BufferInfoGetter::GetInstance() == nullptr) { ALOGE("Failed to initialize BufferInfoGetter"); // 初始化BufferInfoGetter，用于从Gralloc Mapper中获取buffer的属性信息 return; } uevent_listener_.RegisterHotplugHandler([this] {// 注册热插拔的回调 const std::lock_guard<std::mutex> lock(GetMainLock()); UpdateFrontendDisplays(); }); UpdateFrontendDisplays();//这里会Send Hotplug Event To Client，SF会收到一次onComposerHalHotplug // attached_pipelines_的初始化、更新 initialized_ = true; // 设置标记，表明已经初始化过了 }重点看几个函数
AddDrmDevice
[drm-hwcomposer/drm/ResourceManager.cpp] int ResourceManager::AddDrmDevice(const std::string &path) { auto drm = std::make_unique<DrmDevice>();// 创建DrmDevice对象 int ret = drm->Init(path.c_str());//初始化DrmDevice，path一般就是/dev/dri/card0 drms_.push_back(std::move(drm));// 保存到drms_这个vector中 return ret; }一个重要的角色登场：DrmDevice，如下其定义
DrmDevice的构造函数中创建一个 DrmFbImporter 对象
[drm-hwcomposer/drm/DrmDevice.cpp] DrmDevice::DrmDevice() { drm_fb_importer_ = std::make_unique<DrmFbImporter>(*this); }
DrmDevice::Init
完成了获取DRM资源的初始化，CRTC、Encoder、Connector、Plane这些资源都获取到了
[drm-hwcomposer/drm/DrmDevice.cpp] auto DrmDevice::Init(const char *path) -> int { /* TODO: Use drmOpenControl here instead */ fd_ = UniqueFd(open(path, O_RDWR | O_CLOEXEC)); //打开设备，一般是/dev/dri/card0 if (!fd_) { // NOLINTNEXTLINE(concurrency-mt-unsafe): Fixme ALOGE("Failed to open dri %s: %s", path, strerror(errno));//打开失败，返回错误 return -ENODEV; } // 设置DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES，获取所有支持的Plane资源 int ret = drmSetClientCap(GetFd(), DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES, 1); if (ret != 0) { ALOGE("Failed to set universal plane cap %d", ret); return ret; } // 设置DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC，告知DRM驱动该应用程序支持Atomic操作 ret = drmSetClientCap(GetFd(), DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC, 1); if (ret != 0) { ALOGE("Failed to set atomic cap %d", ret); return ret; } // 设置开启 writeback #ifdef DRM_CLIENT_CAP_WRITEBACK_CONNECTORS ret = drmSetClientCap(GetFd(), DRM_CLIENT_CAP_WRITEBACK_CONNECTORS, 1); if (ret != 0) { ALOGI("Failed to set writeback cap %d", ret); } #endif uint64_t cap_value = 0; if (drmGetCap(GetFd(), DRM_CAP_ADDFB2_MODIFIERS, &cap_value) != 0) { ALOGW("drmGetCap failed. Fallback to no modifier support."); cap_value = 0; } HasAddFb2ModifiersSupport_ = cap_value != 0;//是否支持Add Fb2 Modifiers // 设置master mode drmSetMaster(GetFd()); if (drmIsMaster(GetFd()) == 0) { ALOGE("DRM/KMS master access required"); return -EACCES; } // 获取 drmModeRes auto res = MakeDrmModeResUnique(GetFd()); if (!res) { ALOGE("Failed to get DrmDevice resources"); return -ENODEV; } // 最小和最大的分辨率 min_resolution_ = std::pair<uint32_t, uint32_t>(res->min_width, res->min_height); max_resolution_ = std::pair<uint32_t, uint32_t>(res->max_width, res->max_height); // 获取所有的CRTC，创建DrmCrtc对象，并加入crtcs_这个vector<unique_ptr<DrmCrtc>> for (int i = 0; i < res->count_crtcs; ++i) { // NOLINTNEXTLINE(cppcoreguidelines-pro-bounds-pointer-arithmetic) auto crtc = DrmCrtc::CreateInstance(*this, res->crtcs[i], i); if (crtc) { crtcs_.emplace_back(std::move(crtc)); } } // 获取所有的Encoder，创建DrmEncoder对象，并加入encoders_这个vector<unique_ptr<DrmEncoder>> for (int i = 0; i < res->count_encoders; ++i) { // NOLINTNEXTLINE(cppcoreguidelines-pro-bounds-pointer-arithmetic) auto enc = DrmEncoder::CreateInstance(*this, res->encoders[i], i); if (enc) { encoders_.emplace_back(std::move(enc)); } } // 获取所有的Connector，创建DrmConnector对象，并加入connectors_这个vector<unique_ptr<DrmConnector>> // 或放入writeback_connectors_这个vector中 for (int i = 0; i < res->count_connectors; ++i) { // NOLINTNEXTLINE(cppcoreguidelines-pro-bounds-pointer-arithmetic) auto conn = DrmConnector::CreateInstance(*this, res->connectors[i], i); if (!conn) { continue; } // wirteback如何理解？ if (conn->IsWriteback()) { writeback_connectors_.emplace_back(std::move(conn)); } else { connectors_.emplace_back(std::move(conn)); } } // 获取drmModePlaneRes auto plane_res = MakeDrmModePlaneResUnique(GetFd()); if (!plane_res) { ALOGE("Failed to get plane resources"); return -ENOENT; } // 获取所有的Plane，创建DrmPlane对象，并加入planes_这个vector<unique_ptr<DrmPlane>> for (uint32_t i = 0; i < plane_res->count_planes; ++i) { // NOLINTNEXTLINE(cppcoreguidelines-pro-bounds-pointer-arithmetic) auto plane = DrmPlane::CreateInstance(*this, plane_res->planes[i]); if (plane) { planes_.emplace_back(std::move(plane)); } } return 0; }
回到ResourceManager::Init()中，最后调用了一次UpdateFrontendDisplays()
[drm-hwcomposer/drm/ResourceManager.cpp] void ResourceManager::UpdateFrontendDisplays() { // internal displays放前面，external放后面的排序connectors auto ordered_connectors = GetOrderedConnectors(); for (auto *conn : ordered_connectors) { conn->UpdateModes(); bool connected = conn->IsConnected(); bool attached = attached_pipelines_.count(conn) != 0; // 判断map中是否存在key为conn的元素 if (connected != attached) { ALOGI("%s connector %s", connected ? "Attaching" : "Detaching", conn->GetName().c_str()); if (connected) {// connected==true and attached == false，绑定资源 auto pipeline = DrmDisplayPipeline::CreatePipeline(*conn); if (pipeline) { //frontend_interface_指向DrmHwcTwo对象 frontend_interface_->BindDisplay(pipeline.get()); attached_pipelines_[conn] = std::move(pipeline);//存入map } } else { // connected==false and attached == true，解绑资源 auto &pipeline = attached_pipelines_[conn]; frontend_interface_->UnbindDisplay(pipeline.get()); attached_pipelines_.erase(conn);// map中删除 } } } frontend_interface_->FinalizeDisplayBinding(); }
DrmHwcTwo中的两个成员：
[drm-hwcomposer/hwc2_device/DrmHwcTwo.h] std::map<hwc2_display_t, std::unique_ptr<HwcDisplay>> displays_; std::map<DrmDisplayPipeline *, hwc2_display_t> display_handles_;
出现了三个函数：
DrmHwcTwo::BindDisplay
主要是创建HwcDisplay，
DrmHwcTwo::UnbindDisplay
删除HwcDisplay
DrmHwcTwo::FinalizeDisplayBinding
完成显示绑定，大概看是Creating null-display for headless mode ， send hotplug events to the client，displays_for_removal_list_
本文作者@二的次方 2022-07-05 发布于博客园
重点看一看创建HwcDisplay和SetPipeline做了啥子吧
HwcDisplay的构造函数很简单，就是初始化一些成员
[drm-hwcomposer/hwc2_device/HwcDisplay.cpp] HwcDisplay::HwcDisplay(hwc2_display_t handle, HWC2::DisplayType type, DrmHwcTwo *hwc2) : hwc2_(hwc2), // 关联的DrmHwcTwo对象 handle_(handle), // typedef uint64_t hwc2_display_t; handle本质就是一个uint64_t整数值 type_(type), // Physical 物理屏幕 color_transform_hint_(HAL_COLOR_TRANSFORM_IDENTITY) { // clang-format off color_transform_matrix_ = {1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0}; // clang-format on }HwcDisplay::SetPipeline
[drm-hwcomposer/hwc2_device/HwcDisplay.cpp] void HwcDisplay::SetPipeline(DrmDisplayPipeline *pipeline) { Deinit(); pipeline_ = pipeline; if (pipeline != nullptr || handle_ == kPrimaryDisplay) { Init(); // 初始化 hwc2_->ScheduleHotplugEvent(handle_, /*connected = */ true); } else { hwc2_->ScheduleHotplugEvent(handle_, /*connected = */ false); } }
再看HwcDisplay::Init
[drm-hwcomposer/hwc2_device/HwcDisplay.cpp] HWC2::Error HwcDisplay::Init() { ChosePreferredConfig(); //选择一个最佳的config,然后SetActiveConfig // VSYNC相关的代码省略不看 if (!IsInHeadlessMode()) {//设置后端 backend ret = BackendManager::GetInstance().SetBackendForDisplay(this); if (ret) { ALOGE("Failed to set backend for d=%d %dn", int(handle_), ret); return HWC2::Error::BadDisplay; } } client_layer_.SetLayerBlendMode(HWC2_BLEND_MODE_PREMULTIPLIED); return HWC2::Error::None; }
又出现了新的名词： Backend
谁是 front end ? 谁是back end ? 扮演的角色功能分别是什么？
初步看起来貌似是：
front end 对外提供调用的接口，外部使用者呼叫 front end 暴漏出的接口来呼叫某一功能；
back end 内部的实现逻辑，是前端接口功能的内部实现，是真正做事的地方；
本文作者@二的次方 2022-07-05 发布于博客园
HwcDisplay类中有成员 == HwcLayer client_layer_，有个疑问 这个client layer 是如何与SF中的GPU合成的图层关联起来的？
他是一个特例，特殊的专门的的layer，转用于处理显示 CLIENT -- GPU 合成的 buffer, SetClientTarget传递buffer数据给他
小结
以上内容，主要讲述分析的是开机阶段，DRM HWC的初始化的一些流程。大概就是获取DRM的资源，创建并初始化必要模块。
