前文講述的內容都集中在Java層,下面要按照流程順序分析JNI層的內容。
1. Surface的無參構造分析
在JNI層,第一個被調用的是Surface的無參構造函數,其代碼如下所示:
**Surface.java**
~~~
public Surface() {
......
//CompatibleCanvas從Canvas類派生
mCanvas = new CompatibleCanvas();
}
~~~
Canvas是什么?根據SDK文檔的介紹可知,畫圖需要“四大金剛”相互合作,這四大金剛是:
- Bitmap:用于存儲像素,也就是畫布。可把它當做一塊數據存儲區域。
- Canvas:用于記載畫圖的動作,比如畫一個圓,畫一個矩形等。Canvas類提供了這些基本的繪圖函數。
- Drawing primitive:繪圖基元,例如矩形、圓、弧線、文本、圖片等。
- Paint:它用來描述繪畫時使用的顏色、風格(如實線、虛線等)等。
在一般情況下,Canvas會封裝一塊Bitmap,而作圖就是基于這塊Bitmap的。前面說的畫布,其實指的就是Canvas中的這塊Bitmap。
這些知識稍了解即可,不必去深究。Surface的無參構造函數沒有什么有價值的內容,接著看下面的內容。
2. SurfaceSession的構造
現在要分析的是SurfaceSession,其構造函數如下所示:
**SurfaceSession.java**
~~~
public SurfaceSession() {
init();//這是一個native函數
}
~~~
init是一個native函數。去看看它的JNI實現,它在android_view_Surface.cpp中,代碼如下所示:
**android_view_Surface.cpp**
~~~
static void SurfaceSession_init(JNIEnv* env,jobject clazz)
{
//創建一個SurfaceComposerClient對象
sp<SurfaceComposerClient> client = new SurfaceComposerClient;
client->incStrong(clazz);
//在Java對象中保存這個client對象的指針,類型為SurfaceComposerClient
env->SetIntField(clazz, sso.client, (int)client.get());
}
~~~
這里先不討論SurfaceComposerClient的內容,擬繼續把乾坤大挪移的流程走完。
3. Surface的有參構造
下一個調用的是Surface的有參構造,其參數中有一個SurfaceSession。先看Java層的代碼,如下所示:
**Surface.java**
~~~
publicSurface(SurfaceSession s,//傳入一個SurfaceSession對象
int pid, String name, int display, int w, int h, int format, int flags)
throws OutOfResourcesException {
......
mCanvas = new CompatibleCanvas();
//又一個native函數,注意傳遞的參數:display以后再說,w,h代表繪圖區域的寬高值
init(s,pid,name,display,w,h,format,flags);
mName = name;
}
~~~
Surface的native init函數的JNI實現,也在android_view_Surface.cpp中,一起來看:
**android_view_Surface.cpp**
~~~
static void Surface_init(
JNIEnv*env, jobject clazz,
jobject session,
jint pid, jstring jname, jint dpy, jint w, jint h, jint format, jintflags)
{
//從SurfaceSession對象中取出之前創建的那個SurfaceComposerClient對象
SurfaceComposerClient* client =
(SurfaceComposerClient*)env->GetIntField(session, sso.client);
sp<SurfaceControl> surface;//注意它的類型是SurfaceControl
if (jname == NULL) {
/*
調用SurfaceComposerClient的createSurface函數,返回的surface是一個
SurfaceControl類型。
*/
surface = client->createSurface(pid, dpy, w, h, format, flags);
} else{
......
}
//把這個surfaceControl對象設置到Java層的Surface對象中,對這個函數就不再分析了
setSurfaceControl(env, clazz, surface);
}
~~~
4. copyFrom的分析
現在要分析的就是copyFrom了。它就是一個native函數。看它的JNI層代碼:
**android_view_Surface.cpp**
~~~
static void Surface_copyFrom(JNIEnv* env,jobject clazz, jobject other)
{
//根據JNI函數的規則,clazz是copyFrom的調用對象,而other是copyFrom的參數。
//目標對象此時還沒有設置SurfaceControl,而源對象在前面已經創建了SurfaceControl
constsp<SurfaceControl>& surface = getSurfaceControl(env, clazz);
constsp<SurfaceControl>& rhs = getSurfaceControl(env, other);
if (!SurfaceControl::isSameSurface(surface, rhs)) {
//把源SurfaceControl對象設置到目標Surface中。
setSurfaceControl(env, clazz, rhs);
}
}
~~~
這一步還是比較簡單的,下面看第五步writeToParcel函數的調用。
5. writeToParcel的分析
多虧了必殺技aidl工具的幫忙,才挖出這個隱藏的writeToParcel函數調用,下面就來看看它,代碼如下所示:
**android_view_Surface.cpp**
~~~
static void Surface_writeToParcel(JNIEnv* env,jobject clazz,
jobject argParcel, jint flags)
{
Parcel* parcel = (Parcel*)env->GetIntField(argParcel, no.native_parcel);
//clazz就是Surface對象,從這個Surface對象中取出保存的SurfaceControl對象
const sp<SurfaceControl>&control(getSurfaceControl(env, clazz));
/*
把SurfaceControl中的信息寫到Parcel包中,然后利用Binder通信傳遞到對端,
對端通過readFromParcel來處理Parcel包。
*/
SurfaceControl::writeSurfaceToParcel(control, parcel);
if (flags & PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE) {
//還記得PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE嗎?flags的值就等于它
//所以本地Surface對象的SurfaceControl值被置空了
setSurfaceControl(env, clazz, 0);
}
}
~~~
6. readFromParcel的分析
再看作為客戶端的ViewRoot所調用的readFromParcel函數。它也是一個native函數,JNI層的代碼如下所示:
**android_view_Surface.cpp**
~~~
static void Surface_readFromParcel(JNIEnv* env, jobject clazz, jobject argParcel)
{
Parcel* parcel = (Parcel*)env->GetIntField( argParcel,no.native_parcel);
//注意下面定義的變量類型是Surface,而不是SurfaceControl
const sp<Surface>&control(getSurface(env, clazz));
//根據服務端傳遞的Parcel包來構造一個新的surface。
sp<Surface> rhs = new Surface(*parcel);
if (!Surface::isSameSurface(control, rhs)) {
//把這個新surface賦給ViewRoot中的mSurface對象。
setSurface(env,clazz, rhs);
}
}
~~~
7. Surface乾坤大挪移的小結
可能有人會問,乾坤大挪移怎么這么復雜?這期間出現了多少對象?來總結一下,在此期間一共有三個關鍵對象(注意我們這里只考慮JNI層的Native對象),它們分別是:
- SurfaceComposerClient。
- SurfaceControl。
- Surface,這個Surface對象屬于Native層,和Java層的Surface相對應。
其中轉移到ViewRoot成員變量mSurface中的,就是最后這個Surface對象了。這一路走來,真是異常坎坷。來回顧并概括總結一下這段歷程。至于它的作用應該是很清楚了。以后要破解SurfaceFlinger,靠的就是這個精簡的流程。
- 創建一個SurfaceComposerClient。
- 調用SurfaceComposerClient的createSurface得到一個SurfaceControl對象。
- 調用SurfaceControl的writeToParcel把一些信息寫到Parcel包中。
- 根據Parcel包的信息構造一個Surface對象。這個Surface對象保存到Java層的mSurface對象中。這樣,大挪移的結果是ViewRoot得到一個Native的Surface對象。
>[info] **注意**:精簡流程后,寥寥數語就可把過程說清楚。以后我們在研究代碼時,也可以采取這種方式。
這個Surface對象非常重要,可它到底有什么用呢?這正是下一節要講的內容。
- 前言
- 第1章 閱讀前的準備工作
- 1.1 系統架構
- 1.1.1 Android系統架構
- 1.1.2 本書的架構
- 1.2 搭建開發環境
- 1.2.1 下載源碼
- 1.2.2 編譯源碼
- 1.3 工具介紹
- 1.3.1 Source Insight介紹
- 1.3.2 Busybox的使用
- 1.4 本章小結
- 第2章 深入理解JNI
- 2.1 JNI概述
- 2.2 學習JNI的實例:MediaScanner
- 2.3 Java層的MediaScanner分析
- 2.3.1 加載JNI庫
- 2.3.2 Java的native函數和總結
- 2.4 JNI層MediaScanner的分析
- 2.4.1 注冊JNI函數
- 2.4.2 數據類型轉換
- 2.4.3 JNIEnv介紹
- 2.4.4 通過JNIEnv操作jobject
- 2.4.5 jstring介紹
- 2.4.6 JNI類型簽名介紹
- 2.4.7 垃圾回收
- 2.4.8 JNI中的異常處理
- 2.5 本章小結
- 第3章 深入理解init
- 3.1 概述
- 3.2 init分析
- 3.2.1 解析配置文件
- 3.2.2 解析service
- 3.2.3 init控制service
- 3.2.4 屬性服務
- 3.3 本章小結
- 第4章 深入理解zygote
- 4.1 概述
- 4.2 zygote分析
- 4.2.1 AppRuntime分析
- 4.2.2 Welcome to Java World
- 4.2.3 關于zygote的總結
- 4.3 SystemServer分析
- 4.3.1 SystemServer的誕生
- 4.3.2 SystemServer的重要使命
- 4.3.3 關于 SystemServer的總結
- 4.4 zygote的分裂
- 4.4.1 ActivityManagerService發送請求
- 4.4.2 有求必應之響應請求
- 4.4.3 關于zygote分裂的總結
- 4.5 拓展思考
- 4.5.1 虛擬機heapsize的限制
- 4.5.2 開機速度優化
- 4.5.3 Watchdog分析
- 4.6 本章小結
- 第5章 深入理解常見類
- 5.1 概述
- 5.2 以“三板斧”揭秘RefBase、sp和wp
- 5.2.1 第一板斧--初識影子對象
- 5.2.2 第二板斧--由弱生強
- 5.2.3 第三板斧--破解生死魔咒
- 5.2.4 輕量級的引用計數控制類LightRefBase
- 5.2.5 題外話-三板斧的來歷
- 5.3 Thread類及常用同步類分析
- 5.3.1 一個變量引發的思考
- 5.3.2 常用同步類
- 5.4 Looper和Handler類分析
- 5.4.1 Looper類分析
- 5.4.2 Handler分析
- 5.4.3 Looper和Handler的同步關系
- 5.4.4 HandlerThread介紹
- 5.5 本章小結
- 第6章 深入理解Binder
- 6.1 概述
- 6.2 庖丁解MediaServer
- 6.2.1 MediaServer的入口函數
- 6.2.2 獨一無二的ProcessState
- 6.2.3 時空穿越魔術-defaultServiceManager
- 6.2.4 注冊MediaPlayerService
- 6.2.5 秋風掃落葉-StartThread Pool和join Thread Pool分析
- 6.2.6 你徹底明白了嗎
- 6.3 服務總管ServiceManager
- 6.3.1 ServiceManager的原理
- 6.3.2 服務的注冊
- 6.3.3 ServiceManager存在的意義
- 6.4 MediaPlayerService和它的Client
- 6.4.1 查詢ServiceManager
- 6.4.2 子承父業
- 6.5 拓展思考
- 6.5.1 Binder和線程的關系
- 6.5.2 有人情味的訃告
- 6.5.3 匿名Service
- 6.6 學以致用
- 6.6.1 純Native的Service
- 6.6.2 扶得起的“阿斗”(aidl)
- 6.7 本章小結
- 第7章 深入理解Audio系統
- 7.1 概述
- 7.2 AudioTrack的破解
- 7.2.1 用例介紹
- 7.2.2 AudioTrack(Java空間)分析
- 7.2.3 AudioTrack(Native空間)分析
- 7.2.4 關于AudioTrack的總結
- 7.3 AudioFlinger的破解
- 7.3.1 AudioFlinger的誕生
- 7.3.2 通過流程分析AudioFlinger
- 7.3.3 audio_track_cblk_t分析
- 7.3.4 關于AudioFlinger的總結
- 7.4 AudioPolicyService的破解
- 7.4.1 AudioPolicyService的創建
- 7.4.2 重回AudioTrack
- 7.4.3 聲音路由切換實例分析
- 7.4.4 關于AudioPolicy的總結
- 7.5 拓展思考
- 7.5.1 DuplicatingThread破解
- 7.5.2 題外話
- 7.6 本章小結
- 第8章 深入理解Surface系統
- 8.1 概述
- 8.2 一個Activity的顯示
- 8.2.1 Activity的創建
- 8.2.2 Activity的UI繪制
- 8.2.3 關于Activity的總結
- 8.3 初識Surface
- 8.3.1 和Surface有關的流程總結
- 8.3.2 Surface之乾坤大挪移
- 8.3.3 乾坤大挪移的JNI層分析
- 8.3.4 Surface和畫圖
- 8.3.5 初識Surface小結
- 8.4 深入分析Surface
- 8.4.1 與Surface相關的基礎知識介紹
- 8.4.2 SurfaceComposerClient分析
- 8.4.3 SurfaceControl分析
- 8.4.4 writeToParcel和Surface對象的創建
- 8.4.5 lockCanvas和unlockCanvasAndPost分析
- 8.4.6 GraphicBuffer介紹
- 8.4.7 深入分析Surface的總結
- 8.5 SurfaceFlinger分析
- 8.5.1 SurfaceFlinger的誕生
- 8.5.2 SF工作線程分析
- 8.5.3 Transaction分析
- 8.5.4 關于SurfaceFlinger的總結
- 8.6 拓展思考
- 8.6.1 Surface系統的CB對象分析
- 8.6.2 ViewRoot的你問我答
- 8.6.3 LayerBuffer分析
- 8.7 本章小結
- 第9章 深入理解Vold和Rild
- 9.1 概述
- 9.2 Vold的原理與機制分析
- 9.2.1 Netlink和Uevent介紹
- 9.2.2 初識Vold
- 9.2.3 NetlinkManager模塊分析
- 9.2.4 VolumeManager模塊分析
- 9.2.5 CommandListener模塊分析
- 9.2.6 Vold實例分析
- 9.2.7 關于Vold的總結
- 9.3 Rild的原理與機制分析
- 9.3.1 初識Rild
- 9.3.2 RIL_startEventLoop分析
- 9.3.3 RIL_Init分析
- 9.3.4 RIL_register分析
- 9.3.5 關于Rild main函數的總結
- 9.3.6 Rild實例分析
- 9.3.7 關于Rild的總結
- 9.4 拓展思考
- 9.4.1 嵌入式系統的存儲知識介紹
- 9.4.2 Rild和Phone的改進探討
- 9.5 本章小結
- 第10章 深入理解MediaScanner
- 10.1 概述
- 10.2 android.process.media分析
- 10.2.1 MSR模塊分析
- 10.2.2 MSS模塊分析
- 10.2.3 android.process.media媒體掃描工作的流程總結
- 10.3 MediaScanner分析
- 10.3.1 Java層分析
- 10.3.2 JNI層分析
- 10.3.3 PVMediaScanner分析
- 10.3.4 關于MediaScanner的總結
- 10.4 拓展思考
- 10.4.1 MediaScannerConnection介紹
- 10.4.2 我問你答
- 10.5 本章小結