Android 6.0 開機動畫一

開機動畫是在程序bootanim，我們來看下init.rc中檔案，

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1. service bootanim /system/bin/bootanimation boot  
2.     class core  
3.     user graphics  
4.     group graphics audio  
5.     disabled  
6.     oneshot  

 應用程式bootanimation的使用者和使用者組名稱分别被設定為graphics。注意， 用來啟動應用程式bootanimation的服務是disable的，即init程序在啟動的時候，不會主動将應用程式bootanimation啟動起來。當SurfaceFlinger服務啟動的時候，它會通過修改系統屬性ctl.start的值來通知init程序啟動應用程式bootanimation，以便可以顯示第三個開機畫面，而當System程序将系統中的關鍵服務都啟動起來之後，ActivityManagerService服務就會通知SurfaceFlinger服務來修改系統屬性ctl.stop的值，以便可以通知init程序停止執行應用程式bootanimation來顯示開機畫面。

在之前分析SurfaceFlinger的部落格中，在init函數最後會調用startBootAnim函數

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1. void SurfaceFlinger::init() {  
2.     ......  
3.     startBootAnim();  
4. }  

而startBootAnim函數後面會設定屬性ctl.start"為bootanim，這樣bootanim程序就會啟動。

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1. void SurfaceFlinger::startBootAnim() {  
2.     // start boot animation  
3.     property_set("service.bootanim.exit", "0");  
4.     property_set("ctl.start", "bootanim");  
5. }  

一、bootanim程序

下面我們來看下bootanim的main函數

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1. int main(int argc,char **argv)  
2. {  
3.     setpriority(PRIO_PROCESS, 0, ANDROID_PRIORITY_DISPLAY);  
4.     char value[PROPERTY_VALUE_MAX];  
5.     property_get("debug.sf.nobootanimation", value, "0");  
6.     if (strcmp(basename(argv[1]),"shutdown"))  
7.         bootOrshutdown = 0;  
8.     else  
9.         bootOrshutdown = 1;  
10.     int noBootAnimation = atoi(value);  
11.     ALOGI_IF(noBootAnimation,  "boot animation disabled");  
12.     if (!noBootAnimation) {  
13.         sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());  
14.         ProcessState::self()->startThreadPool();  
15.         // create the boot animation object  
16.         sp<BootAnimation> boot = new BootAnimation();  
17.         IPCThreadState::self()->joinThreadPool();  
18.     }  
19.     return 0;  
20. }  

這裡先會判斷是開機還是關機，然後建立BootAnimation對象。

我們先來看下構造函數和onFirstRef函數，構造函數中建立了一個SurfaceComposerClient對象，onFirstRef啟動了線程。

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1. BootAnimation::BootAnimation() : Thread(false), mZip(NULL)  
2. {  
3.     mSession = new SurfaceComposerClient();  
4. }  
5. void BootAnimation::onFirstRef() {  
6.     status_t err = mSession->linkToComposerDeath(this);  
7.     ALOGE_IF(err, "linkToComposerDeath failed (%s) ", strerror(-err));  
8.     if (err == NO_ERROR) {  
9.         run("BootAnimation", PRIORITY_DISPLAY);  
10.     }  
11. }  

readyToRun函數是線上程啟動時調用的。

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1. status_t BootAnimation::readyToRun() {  
2.     mAssets.addDefaultAssets();  
3.     sp<IBinder> dtoken(SurfaceComposerClient::getBuiltInDisplay(  
4.             ISurfaceComposer::eDisplayIdMain));  
5.     DisplayInfo dinfo;  
6.     status_t status = SurfaceComposerClient::getDisplayInfo(dtoken, &dinfo);  
7.     if (status)  
8.         return -1;  
9.     // create the native surface  
10.     sp<SurfaceControl> control = session()->createSurface(String8("BootAnimation"),  
11.             dinfo.w, dinfo.h, PIXEL_FORMAT_RGB_565);  
12.     SurfaceComposerClient::openGlobalTransaction();  
13.     control->setLayer(0x40000000);  
14.     SurfaceComposerClient::closeGlobalTransaction();  
15.     sp<Surface> s = control->getSurface();  
16.     // initialize opengl and egl  
17.     const EGLint attribs[] = {  
18.             EGL_RED_SIZE,   8,  
19.             EGL_GREEN_SIZE, 8,  
20.             EGL_BLUE_SIZE,  8,  
21.             EGL_DEPTH_SIZE, 0,  
22.             EGL_NONE  
23.     };  
24.     EGLint w, h;  
25.     EGLint numConfigs;  
26.     EGLConfig config;  
27.     EGLSurface surface;  
28.     EGLContext context;  
29.     EGLDisplay display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);  
30.     eglInitialize(display, 0, 0);  
31.     eglChooseConfig(display, attribs, &config, 1, &numConfigs);  
32.     surface = eglCreateWindowSurface(display, config, s.get(), NULL);  
33.     context = eglCreateContext(display, config, NULL, NULL);  
34.     eglQuerySurface(display, surface, EGL_WIDTH, &w);  
35.     eglQuerySurface(display, surface, EGL_HEIGHT, &h);  
36.     if (eglMakeCurrent(display, surface, surface, context) == EGL_FALSE)  
37.         return NO_INIT;  
38.     mDisplay = display;  
39.     mContext = context;  
40.     mSurface = surface;  
41.     mWidth = w;  
42.     mHeight = h;  
43.     mFlingerSurfaceControl = control;  
44.     mFlingerSurface = s;  
45.     ZipFileRO* zipFile = NULL;  
46.     float volume;  
47.     const char * file;  
48.     if(1 == bootOrshutdown) {  
49.         volume = 1.0;  
50.         zipFile = ZipFileRO::open("/system/media/shutdownanimation.zip");  
51.         file = "/system/media/shutdown.mp3";  
52.     } else {  
53.         volume = 0.4;  
54.         zipFile = ZipFileRO::open("/system/media/bootanimation.zip");  
55.         file = "/system/media/boot.mp3";  
56.     }  
57.     mZip = zipFile;  
58.     #ifndef OPT_PROJ_TARGET_CUCC  
59.         mp = new MediaPlayer();  
60.         sp<IMediaHTTPService> bootmedia=NULL ;  
61.         if (mp->setDataSource(bootmedia,file,NULL) == NO_ERROR) {  
62.             mp->setAudioStreamType(AUDIO_STREAM_MUSIC);  
63.             mp->prepare();  
64.             mp->setVolume(volume, volume);  
65.             mp->setListener(new BootMediaPlayerListener());  
66.         } else {  
67.             ALOGE("Failed to load Bootanimation sounds: %s", file);  
68.         }  
69.     #endif  
70.     return NO_ERROR;  
71. }  

   BootAnimation類的成員函數session用來傳回BootAnimation類的成員變量mSession所描述的一個SurfaceComposerClient對象。通過調用SurfaceComposerClient對象mSession的成員函數createSurface可以獲得一個SurfaceControl對象control。

        SurfaceComposerClient類的成員函數createSurface首先調用内部的Binder代理對象mClient來請求SurfaceFlinger傳回一個類型為SurfaceLayer的Binder代理對象，接着再使用這個Binder代理對象來建立一個SurfaceControl對象。建立出來的SurfaceControl對象的成員變量mSurface就指向了從SurfaceFlinger傳回來的類型為SurfaceLayer的Binder代理對象。有了這個Binder代理對象之後，SurfaceControl對象就可以和SurfaceFlinger服務通信了。

       調用SurfaceControl對象control的成員函數getSurface會傳回一個Surface對象s。這個Surface對象s内部也有一個類型為SurfaceLayer的Binder代理對象mSurface，這個Binder代理對象與前面所建立的SurfaceControl對象control的内部的Binder代理對象mSurface引用的是同一個SurfaceLayer對象。這樣，Surface對象s也可以通過其内部的Binder代理對象mSurface來和SurfaceFlinger服務通信。

       Surface類繼承了ANativeWindow類。ANativeWindow類是連接配接OpenGL和Android視窗系統的橋梁，即OpenGL需要通過ANativeWindow類來間接地操作Android視窗系統。這種橋梁關系是通過EGL庫來建立的，所有以egl為字首的函數名均為EGL庫提供的接口。

       為了能夠在OpenGL和Android視窗系統之間的建立一個橋梁，我們需要一個EGLDisplay對象display，一個EGLConfig對象config，一個EGLSurface對象surface，以及一個EGLContext對象context，其中，EGLDisplay對象display用來描述一個EGL顯示屏，EGLConfig對象config用來描述一個EGL幀緩沖區配置參數，EGLSurface對象surface用來描述一個EGL繪圖表面，EGLContext對象context用來描述一個EGL繪圖上下文（狀态），它們是分别通過調用egl庫函數eglGetDisplay、EGLUtils::selectConfigForNativeWindow、eglCreateWindowSurface和eglCreateContext來獲得的。注意，EGLConfig對象config、EGLSurface對象surface和EGLContext對象context都是用來描述EGLDisplay對象display的。有了這些對象之後，就可以調用函數eglMakeCurrent來設定目前EGL庫所使用的繪圖表面以及繪圖上下文。

       還有另外一個地方需要注意的是，每一個EGLSurface對象surface有一個關聯的ANativeWindow對象。這個ANativeWindow對象是通過函數eglCreateWindowSurface的第三個參數來指定的。在我們這個場景中，這個ANativeWindow對象正好對應于前面所建立的 Surface對象s。每當OpenGL需要繪圖的時候，它就會找到前面所設定的繪圖表面，即EGLSurface對象surface。有了EGLSurface對象surface之後，就可以找到與它關聯的ANativeWindow對象，即Surface對象s。有了Surface對象s之後，就可以通過其内部的Binder代理對象mSurface來請求SurfaceFlinger服務傳回幀緩沖區硬體裝置的一個圖形通路接口。這樣，OpenGL最終就可以将要繪制的圖形渲染到幀緩沖區硬體裝置中去，即顯示在實際螢幕上。螢幕的大小，即寬度和高度，可以通過函數eglQuerySurface來獲得。

下面我們再看下threadLoop函數：

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1. bool BootAnimation::threadLoop()  
2. {  
3.     bool r;  
4.     // We have no bootanimation file, so we use the stock android logo  
5.     // animation.  
6.     if (mZip == NULL) {  
7.         r = android();  
8.     } else {  
9.         AudioSystem::getDeviceConnectionState(0x4, "AudioPolicyThreadStart");  
10.         usleep(100*1000);  
11.         #ifndef OPT_PROJ_TARGET_CUCC  
12.             mp->start();  
13.         #endif  
14.         r = movie();  
15.     }  
16.     ALOGD("add step to know whether leave the movie");  
17.     eglMakeCurrent(mDisplay, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);  
18.     eglDestroyContext(mDisplay, mContext);  
19.     eglDestroySurface(mDisplay, mSurface);  
20.     mFlingerSurface.clear();  
21.     mFlingerSurfaceControl.clear();  
22.     eglTerminate(mDisplay);  
23.     IPCThreadState::self()->stopProcess();  
24.     ALOGD("add step to know whether finish all the steps");  
25.     return r;  
26. }  

當mZip為空就用android原生的啟動畫面，如果不是就用自定義的。

android方法是播放原生的，movie是播放自定義的。

我們看下android方法

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1. bool BootAnimation::android()  
2. {  
3.     initTexture(&mAndroid[0], mAssets, "images/android-logo-mask.png");  
4.     initTexture(&mAndroid[1], mAssets, "images/android-logo-shine.png");  
5.     // clear screen  
6.     glShadeModel(GL_FLAT);  
7.     glDisable(GL_DITHER);  
8.     glDisable(GL_SCISSOR_TEST);  
9.     glClearColor(0,0,0,1);  
10.     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);  
11.     eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);  
12.     glEnable(GL_TEXTURE_2D);  
13.     glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);  
14.     const GLint xc = (mWidth  - mAndroid[0].w) / 2;  
15.     const GLint yc = (mHeight - mAndroid[0].h) / 2;  
16.     const Rect updateRect(xc, yc, xc + mAndroid[0].w, yc + mAndroid[0].h);  
17.     glScissor(updateRect.left, mHeight - updateRect.bottom, updateRect.width(),  
18.             updateRect.height());  
19.     // Blend state  
20.     glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);  
21.     glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);  
22.     const nsecs_t startTime = systemTime();  
23.     do {  
24.         nsecs_t now = systemTime();  
25.         double time = now - startTime;  
26.         float t = 4.0f * float(time / us2ns(16667)) / mAndroid[1].w;  
27.         GLint offset = (1 - (t - floorf(t))) * mAndroid[1].w;  
28.         GLint x = xc - offset;  
29.         glDisable(GL_SCISSOR_TEST);  
30.         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);  
31.         glEnable(GL_SCISSOR_TEST);  
32.         glDisable(GL_BLEND);  
33.         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mAndroid[1].name);  
34.         glDrawTexiOES(x,                 yc, 0, mAndroid[1].w, mAndroid[1].h);  
35.         glDrawTexiOES(x + mAndroid[1].w, yc, 0, mAndroid[1].w, mAndroid[1].h);  
36.         glEnable(GL_BLEND);  
37.         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mAndroid[0].name);  
38.         glDrawTexiOES(xc, yc, 0, mAndroid[0].w, mAndroid[0].h);  
39.         EGLBoolean res = eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);  
40.         if (res == EGL_FALSE)  
41.             break;  
42.         // 12fps: don't animate too fast to preserve CPU  
43.         const nsecs_t sleepTime = 83333 - ns2us(systemTime() - now);  
44.         if (sleepTime > 0)  
45.             usleep(sleepTime);  
46.         checkExit();  
47.     } while (!exitPending());  
48.     glDeleteTextures(1, &mAndroid[0].name);  
49.     glDeleteTextures(1, &mAndroid[1].name);  
50.     return false;  
51. }  

二、WMS通知關閉開機動畫

當System程序将系統中的關鍵服務啟動起來之後，就會将應用程式啟動器（Launcher）啟動起來。 一個Activity元件在啟動起來之後，就會被記錄起來，等到它所運作在的主線程空閑的時候，這個主線程就會向ActivityManagerService發送一個Activity元件空閑的通知。由于應用程式Launcher是系統中第一個被啟動的應用程式，即它的根Activity元件是系統中第一個被啟動的Activity元件，是以，當ActivityManagerService接收到它的空閑通知的時候，就可以知道系統是剛剛啟動起來的。在這種情況下，ActivityManagerService就會停止顯示開機動畫，以便可以在螢幕中顯示應用程式Lancher的界面。

最終會調用AMS的enableScreenAfterBoot方法

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1. void enableScreenAfterBoot() {  
2.     EventLog.writeEvent(EventLogTags.BOOT_PROGRESS_ENABLE_SCREEN,  
3.             SystemClock.uptimeMillis());  
4.     mWindowManager.enableScreenAfterBoot();  
5.     synchronized (this) {  
6.         updateEventDispatchingLocked();  
7.     }  
8. }  

在WMS的enableScreenAfterBoot方法中又會調用performEnableScreen方法

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1. public void enableScreenAfterBoot() {  
2.     synchronized(mWindowMap) {  
3.         if (DEBUG_BOOT) {  
4.             RuntimeException here = new RuntimeException("here");  
5.             here.fillInStackTrace();  
6.             Slog.i(TAG, "enableScreenAfterBoot: mDisplayEnabled=" + mDisplayEnabled  
7.                     + " mForceDisplayEnabled=" + mForceDisplayEnabled  
8.                     + " mShowingBootMessages=" + mShowingBootMessages  
9.                     + " mSystemBooted=" + mSystemBooted, here);  
10.         }  
11.         if (mSystemBooted) {  
12.             return;  
13.         }  
14.         mSystemBooted = true;  
15.         hideBootMessagesLocked();  
16.         // If the screen still doesn't come up after 30 seconds, give  
17.         // up and turn it on.  
18.         mH.sendEmptyMessageDelayed(H.BOOT_TIMEOUT, 30*1000);  
19.     }  
20.     mPolicy.systemBooted();  
21.     performEnableScreen();  
22. }  

WMS的performEnableScreen方法，會通過Binder調用SurfaceFlinger的transact的FIRST_CALL_TRANSACTION

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1. public void performEnableScreen() {  
2.     synchronized(mWindowMap) {  
3.         if (mDisplayEnabled) {  
4.             return;  
5.         }  
6.         if (!mSystemBooted && !mShowingBootMessages) {  
7.             return;  
8.         }  
9.         // Don't enable the screen until all existing windows have been drawn.  
10.         if (!mForceDisplayEnabled && checkWaitingForWindowsLocked()) {  
11.             return;  
12.         }  
13.         if (!mBootAnimationStopped) {  
14.             // Do this one time.  
15.             try {  
16.                 IBinder surfaceFlinger = ServiceManager.getService("SurfaceFlinger");  
17.                 if (surfaceFlinger != null) {  
18.                     //Slog.i(TAG, "******* TELLING SURFACE FLINGER WE ARE BOOTED!");  
19.                     Parcel data = Parcel.obtain();  
20.                     data.writeInterfaceToken("android.ui.ISurfaceComposer");  
21.                     surfaceFlinger.transact(IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION, // BOOT_FINISHED  
22.                             data, null, 0);  
23.                     data.recycle();  
24.                 }  
25.             }  

最後會在SurfaceFlinger的bootFinshed函數中設定service.bootanim.exit屬性為1，這個後面會決定bootanim程序什麼時候關閉。

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1. void SurfaceFlinger::bootFinished()  
2. {  
3.     const nsecs_t now = systemTime();  
4.     const nsecs_t duration = now - mBootTime;  
5.     ALOGI("Boot is finished (%ld ms)", long(ns2ms(duration)) );  
6.     mBootFinished = true;  
7.     // wait patiently for the window manager death  
8.     const String16 name("window");  
9.     sp<IBinder> window(defaultServiceManager()->getService(name));  
10.     if (window != 0) {  
11.         window->linkToDeath(static_cast<IBinder::DeathRecipient*>(this));  
12.     }  
13.     // stop boot animation  
14.     // formerly we would just kill the process, but we now ask it to exit so it  
15.     // can choose where to stop the animation.  
16.     property_set("service.bootanim.exit", "1");  
17.     char boot_exit_value[32];  
18.     property_get("service.bootanim.exit", boot_exit_value, "0");  
19.     ALOGD("The service.bootanim.exit property value is %d", atoi(boot_exit_value));  
20. }