Android帧缓冲区(Frame Buffer)硬件抽象层(HAL)模块Gralloc的实现原理分析(7)
16lz
2021-01-26
显示屏的刷新频率与显示屏的扫描时序相关。显示屏的扫描时序可以参考Linux内核源代码目录下的Documentation/fb/framebuffer.txt文件。我们结合图2来简单说明上述代码是如何计算显示屏的刷新频率的。
图 2 显示屏扫描时序示意图 中间由xres和yres组成的区域即为显示屏的图形绘制区,在绘制区的上、下、左和右分别有四个边距upper_margin、lower_margin、left_margin和right_margin。此外,在显示屏的最右边以及最下边还有一个水平同步区域hsync_len和一个垂直同步区域vsync_len。电子枪按照从左到右、从上到下的顺序来显示屏中打点,从而可以将要渲染的图形显示在屏幕中。前面所提到的区域信息分别保存在fb_var_screnninfo结构体info的成员变量xres、yres、upper_margin、lower_margin、left_margin、right_margin、hsync_len和vsync_len。 电子枪每在xres和yres所组成的区域中打一个点所花费的时间记录在fb_var_screnninfo结构体info的成员变量pixclock,单位为pico seconds,即10E-12秒。 电子枪从左到右扫描完成一行之后,都会处理关闭状态,并且会重新折回到左边去。由于电子枪在从右到左折回的过程中不需要打点,因此,这个过程会比从左到右扫描屏幕的过程要快,这个折回的时间大概就等于在xres和yres所组成的区域扫描(left_margin+right_margin)个点的时间。这样,我们就可以认为每渲染一行需要的时间为(xres + left_margin + right_margin)* pixclock。 同样,电子枪从上到下扫描完成显示屏之后,需要从右下角折回到左上角去,折回的时间大概等于在xres和yres所组成的区域中扫描(upper_margin + lower_margin)行所需要的时间。这样,我们就可以认为每渲染一屏图形所需要的时间等于在xres和yres所组成的区域中扫描(yres + upper_margin + lower_margin)行所需要的时间。由于在xres和yres所组成的区域中扫描一行所需要的时间为(xres + left_margin + right_margin)* pixclock,因此,每渲染一屏图形所需要的总时间就等于(yres + upper_margin + lower_margin)* (xres + left_margin + right_margin)* pixclock。 每渲染一屏图形需要的总时间经过计算之后,就保存在变量refreshQuotient中。注意,变量refreshQuotient所描述的时间的单位为1E-12秒。这样,将变量refreshQuotient的值倒过来,就可以得到设备显示屏的刷新频率。将这个频率值乘以10E15次方之后,就得到一个单位为10E-3 HZ的刷新频率,保存在变量refreshRate中。 当Android系统在模拟器运行的时候,保存在fb_var_screnninfo结构体info的成员变量pixclock中的值可能等于0。在这种情况下,前面计算得到的变量refreshRate的值就会等于0。在这种情况下,接下来的代码会将变量refreshRate的值设置为60 * 1000 * 10E-3 HZ,即将显示屏的刷新频率设置为60HZ。 再往下看函数mapFrameBufferLocked:
这段代码首先计算显示屏的密度,即每英寸有多少个像素点,分别宽度和高度两个维度,分别保存在变量xdpi和ydpi中。注意,fb_var_screeninfo结构体info的成员变量width和height用来描述显示屏的宽度和高度,它们是以毫米(mm)为单位的。 这段代码接着再将前面计算得到的显示屏刷新频率的单位由10E-3 HZ转换为HZ,即帧每秒,并且保存在变量fps中。 再往下看函数mapFrameBufferLocked:
图 2 显示屏扫描时序示意图 中间由xres和yres组成的区域即为显示屏的图形绘制区,在绘制区的上、下、左和右分别有四个边距upper_margin、lower_margin、left_margin和right_margin。此外,在显示屏的最右边以及最下边还有一个水平同步区域hsync_len和一个垂直同步区域vsync_len。电子枪按照从左到右、从上到下的顺序来显示屏中打点,从而可以将要渲染的图形显示在屏幕中。前面所提到的区域信息分别保存在fb_var_screnninfo结构体info的成员变量xres、yres、upper_margin、lower_margin、left_margin、right_margin、hsync_len和vsync_len。 电子枪每在xres和yres所组成的区域中打一个点所花费的时间记录在fb_var_screnninfo结构体info的成员变量pixclock,单位为pico seconds,即10E-12秒。 电子枪从左到右扫描完成一行之后,都会处理关闭状态,并且会重新折回到左边去。由于电子枪在从右到左折回的过程中不需要打点,因此,这个过程会比从左到右扫描屏幕的过程要快,这个折回的时间大概就等于在xres和yres所组成的区域扫描(left_margin+right_margin)个点的时间。这样,我们就可以认为每渲染一行需要的时间为(xres + left_margin + right_margin)* pixclock。 同样,电子枪从上到下扫描完成显示屏之后,需要从右下角折回到左上角去,折回的时间大概等于在xres和yres所组成的区域中扫描(upper_margin + lower_margin)行所需要的时间。这样,我们就可以认为每渲染一屏图形所需要的时间等于在xres和yres所组成的区域中扫描(yres + upper_margin + lower_margin)行所需要的时间。由于在xres和yres所组成的区域中扫描一行所需要的时间为(xres + left_margin + right_margin)* pixclock,因此,每渲染一屏图形所需要的总时间就等于(yres + upper_margin + lower_margin)* (xres + left_margin + right_margin)* pixclock。 每渲染一屏图形需要的总时间经过计算之后,就保存在变量refreshQuotient中。注意,变量refreshQuotient所描述的时间的单位为1E-12秒。这样,将变量refreshQuotient的值倒过来,就可以得到设备显示屏的刷新频率。将这个频率值乘以10E15次方之后,就得到一个单位为10E-3 HZ的刷新频率,保存在变量refreshRate中。 当Android系统在模拟器运行的时候,保存在fb_var_screnninfo结构体info的成员变量pixclock中的值可能等于0。在这种情况下,前面计算得到的变量refreshRate的值就会等于0。在这种情况下,接下来的代码会将变量refreshRate的值设置为60 * 1000 * 10E-3 HZ,即将显示屏的刷新频率设置为60HZ。 再往下看函数mapFrameBufferLocked:
- if (int(info.width) <= 0 || int(info.height) <= 0) {
- // the driver doesn't return that information
- // default to 160 dpi
- info.width = ((info.xres * 25.4f)/160.0f + 0.5f);
- info.height = ((info.yres * 25.4f)/160.0f + 0.5f);
- }
- float xdpi = (info.xres * 25.4f) / info.width;
- float ydpi = (info.yres * 25.4f) / info.height;
- float fps = refreshRate / 1000.0f;
这段代码首先计算显示屏的密度,即每英寸有多少个像素点,分别宽度和高度两个维度,分别保存在变量xdpi和ydpi中。注意,fb_var_screeninfo结构体info的成员变量width和height用来描述显示屏的宽度和高度,它们是以毫米(mm)为单位的。 这段代码接着再将前面计算得到的显示屏刷新频率的单位由10E-3 HZ转换为HZ,即帧每秒,并且保存在变量fps中。 再往下看函数mapFrameBufferLocked:
- if (ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo) == -1)
- return -errno;
- if (finfo.smem_len <= 0)
- return -errno;
- module->flags = flags;
- module->info = info;
- module->finfo = finfo;
- module->xdpi = xdpi;
- module->ydpi = ydpi;
- module->fps = fps;
- /*
- * map the framebuffer
- */
- int err;
- size_t fbSize = roundUpToPageSize(finfo.line_length * info.yres_virtual);
- module->framebuffer = new private_handle_t(dup(fd), fbSize, 0);
- module->numBuffers = info.yres_virtual / info.yres;
- module->bufferMask = 0;
- void* vaddr = mmap(0, fbSize, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
- if (vaddr == MAP_FAILED) {
- LOGE("Error mapping the framebuffer (%s)", strerror(errno));
- return -errno;
- }
- module->framebuffer->base = intptr_t(vaddr);
- memset(vaddr, 0, fbSize);
- return 0;
- }
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