Android系统手机开机画面各个阶段代码执行流程分析（Part2）

3. 第三个开机画面的显示过程

第三个开机画面是由应用程序bootanimation来负责显示的。应用程序bootanimation在启动脚本init.rc中被配置成了一个服务，如下所示：

service bootanim /system/bin/bootanimationuser graphicsgroup graphicsdisabledoneshot

应用程序bootanimation的用户和用户组名称分别被设置为graphics。注意，用来启动应用程序bootanimation的服务是disable的，即init进程在启动的时候，不会主动将应用程序bootanimation启动起来。当SurfaceFlinger服务启动的时候，它会通过修改系统属性ctl.start的值来通知init进程启动应用程序bootanimation，以便可以显示第三个开机画面，而当System进程将系统中的关键服务都启动起来之后，ActivityManagerService服务就会通知SurfaceFlinger服务来修改系统属性ctl.stop的值，以便可以通知init进程停止执行应用程序bootanimation，即停止显示第三个开机画面。接下来我们就分别分析第三个开机画面的显示过程和停止过程。

我们知道，Zygote进程在启动的过程中，会将System进程启动起来，System进程在启动的过程中，会调用SurfaceFlinger类的静态成员函数instantiate来启动SurfaceFlinger服务。Sytem进程在启动SurfaceFlinger服务的过程中，首先会创建一个SurfaceFlinger实例，然后再将这个实例注册到Service Manager中去。在注册的过程，前面创建的SurfaceFlinger实例会被一个sp指针引用。当一个对象第一次被智能指针引用的时候，这个对象的成员函数onFirstRef就会被调用。由于SurfaceFlinger重写了父类RefBase的成员函数onFirstRef，因此，在注册SurfaceFlinger服务的过程中，将会调用SurfaceFlinger类的成员函数onFirstRef。在调用的过程，就会创建一个线程来启动第三个开机画面。

SurfaceFlinger类实现在文件frameworks/base/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp 中，它的成员函数onFirstRef的实现如下所示：

void SurfaceFlinger::onFirstRef()
{run("SurfaceFlinger", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);// Wait for the main thread to be done with its initializationmReadyToRunBarrier.wait();
}

SurfaceFlinger类继承了Thread类，当它的成员函数run被调用的时候，系统就会创建一个新的线程。这个线程在第一次运行之前，会调用SurfaceFlinger类的成员函数readyToRun来通知SurfaceFlinger，它准备就绪了。当这个线程准备就绪之后，它就会循环执行SurfaceFlinger类的成员函数threadLoop，直到这个成员函数的返回值等于false为止。

注意，SurfaceFlinger类的成员函数onFirstRef是在System进程的主线程中调用的，它需要等待前面创建的线程准备就绪之后，再继续往前执行，这个通过调用SurfaceFlinger类的成员变量mReadytoRunBarrier所描述的一个Barrier对象的成员函数wait来实现的。每一个Barrier对象内问都封装了一个条件变量（Condition Variable），而条件变量是用来同步线程的。

接下来，我们继续分析SurfaceFlinger类的成员函数readyToRun的实现，如下所示：

status_t SurfaceFlinger::readyToRun()
{LOGI(   "SurfaceFlinger's main thread ready to run. ""Initializing graphics H/W...");......mReadyToRunBarrier.open();/**  We're now ready to accept clients...*/// start boot animationproperty_set("ctl.start", "bootanim");return NO_ERROR;
}

前面创建的线程用作SurfaceFlinger的主线程。这个线程在启动的时候，会对设备主屏幕以及OpenGL库进行初始化。初始化完成之后，接着就会调用SurfaceFlinger类的成员变量mReadyToRunBarrier所描述的一个Barrier对象的成员函数open来唤醒System进程的主线程，以便它可以继续往前执行。最后，SurfaceFlinger类的成员函数readyToRun的成员函数会调用函数property_set来将系统属性“ctl.start”的值设置为“bootanim”，表示要将应用程序bootanimation启动起来，以便可以显示第三个开机画面。

前面在介绍第二个开机画面的时候提到，当系统属性发生改变时，init进程就会接收到一个系统属性变化通知，这个通知最终是由在init进程中的函数handle_property_set_fd来处理的。

函数handle_property_set_fd实现在文件system/core/init/property_service.c中，如下所示：

void handle_property_set_fd()
{prop_msg msg;int s;int r;int res;struct ucred cr;struct sockaddr_un addr;socklen_t addr_size = sizeof(addr);socklen_t cr_size = sizeof(cr);if ((s = accept(property_set_fd, (struct sockaddr *) &addr, &addr_size)) < 0) {return;}/* Check socket options here */if (getsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_PEERCRED, &cr, &cr_size) < 0) {close(s);ERROR("Unable to recieve socket options\n");return;}r = recv(s, &msg, sizeof(msg), 0);close(s);if(r != sizeof(prop_msg)) {ERROR("sys_prop: mis-match msg size recieved: %d expected: %d\n",r, sizeof(prop_msg));return;}switch(msg.cmd) {case PROP_MSG_SETPROP:msg.name[PROP_NAME_MAX-1] = 0;msg.value[PROP_VALUE_MAX-1] = 0;if(memcmp(msg.name,"ctl.",4) == 0) {if (check_control_perms(msg.value, cr.uid, cr.gid)) {handle_control_message((char*) msg.name + 4, (char*) msg.value);} else {ERROR("sys_prop: Unable to %s service ctl [%s] uid: %d pid:%d\n",msg.name + 4, msg.value, cr.uid, cr.pid);}} else {if (check_perms(msg.name, cr.uid, cr.gid)) {property_set((char*) msg.name, (char*) msg.value);} else {ERROR("sys_prop: permission denied uid:%d  name:%s\n",cr.uid, msg.name);}}break;default:break;}
}

init进程是通过一个socket来接收系统属性变化事件的。每一个系统属性变化事件的内容都是通过一个prop_msg对象来描述的。在prop_msg对象对，成员变量name用来描述发生变化的系统属性的名称，而成员变量value用来描述发生变化的系统属性的值。系统属性分为两种类型，一种是普通类型的系统属性，另一种是控制类型的系统属性（属性名称以“ctl.”开头）。控制类型的系统属性在发生变化时，会触发init进程执行一个命令，而普通类型的系统属性就不具有这个特性。注意，改变系统属性是需要权限，因此，函数handle_property_set_fd在处理一个系统属性变化事件之前，首先会检查修改系统属性的进程是否具有相应的权限，这是通过调用函数check_control_perms或者check_perms来实现的。

从前面的调用过程可以知道，当前发生变化的系统属性的名称为“ctl.start”，它的值被设置为“bootanim”。由于这是一个控制类型的系统属性，因此，在通过了权限检查之后，另外一个函数handle_control_message就会被调用，以便可以执行一个名称为“bootanim”的命令。

函数handle_control_message实现在system/core/init/init.c中，如下所示：

void handle_control_message(const char *msg, const char *arg)
{if (!strcmp(msg,"start")) {msg_start(arg);} else if (!strcmp(msg,"stop")) {msg_stop(arg);} else {ERROR("unknown control msg '%s'\n", msg);}
}

控制类型的系统属性的名称是以"ctl."开头，并且是以“start”或者“stop”结尾的，其中，“start”表示要启动某一个服务，而“stop”表示要停止某一个服务，它们是分别通过函数msg_start和msg_stop来实现的。由于当前发生变化的系统属性是以“start”来结尾的，因此，接下来就会调用函数msg_start来启动一个名称为“bootanim”的服务。函数msg_start实现在文件system/core/init/init.c中，如下所示：

static void msg_start(const char *name)
{struct service *svc;char *tmp = NULL;char *args = NULL;if (!strchr(name, ':'))svc = service_find_by_name(name);else {tmp = strdup(name);args = strchr(tmp, ':');*args = '\0';args++;svc = service_find_by_name(tmp);}if (svc) {service_start(svc, args);} else {ERROR("no such service '%s'\n", name);}if (tmp)free(tmp);
}

参数name的值等于“bootanim”，它用来描述一个服务名称。这个函数首先调用函数service_find_by_name来找到名称等于“bootanim”的服务的信息，这些信息保存在一个service结构体svc中，接着再调用另外一个函数service_start来将对应的应用程序启动起来。从前面的内容可以知道，名称等于“bootanim”的服务所对应的应用程序为/system/bin/bootanimation，这个应用程序实现在frameworks/base/cmds/bootanimation目录中，其中，应用程序入口函数main是实现在frameworks/base/cmds/bootanimation/bootanimation_main.cpp中的，如下所示：

int main(int argc, char** argv)
{
#if defined(HAVE_PTHREADS)setpriority(PRIO_PROCESS, 0, ANDROID_PRIORITY_DISPLAY);
#endifchar value[PROPERTY_VALUE_MAX];property_get("debug.sf.nobootanimation", value, "0");int noBootAnimation = atoi(value);LOGI_IF(noBootAnimation,  "boot animation disabled");if (!noBootAnimation) {sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());ProcessState::self()->startThreadPool();// create the boot animation objectsp<BootAnimation> boot = new BootAnimation();IPCThreadState::self()->joinThreadPool();}return 0;
}

这个函数首先检查系统属性“debug.sf.nobootnimaition”的值是否不等于0。如果不等于的话，那么接下来就会启动一个Binder线程池，并且创建一个BootAnimation对象。这个BootAnimation对象就是用来显示第三个开机画面的。由于BootAnimation对象在显示第三个开机画面的过程中，需要与SurfaceFlinger服务通信，因此，应用程序bootanimation就需要启动一个Binder线程池。

BootAnimation类间接地继承了RefBase类，并且重写了RefBase类的成员函数onFirstRef，因此，当一个BootAnimation对象第一次被智能指针引用的时，这个BootAnimation对象的成员函数onFirstRef就会被调用。

BootAnimation类的成员函数onFirstRef实现在文件frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp中，如下所示：

void BootAnimation::onFirstRef() {status_t err = mSession->linkToComposerDeath(this);LOGE_IF(err, "linkToComposerDeath failed (%s) ", strerror(-err));if (err == NO_ERROR) {run("BootAnimation", PRIORITY_DISPLAY);}
}

mSession是BootAnimation类的一个成员变量，它的类型为SurfaceComposerClient，是用来和SurfaceFlinger执行Binder进程间通信的，它是在BootAnimation类的构造函数中创建的，如下所示：

BootAnimation::BootAnimation() : Thread(false)
{mSession = new SurfaceComposerClient();
}

SurfaceComposerClient类内部有一个实现了ISurfaceComposerClient接口的Binder代理对象mClient，这个Binder代理对象引用了SurfaceFlinger服务，SurfaceComposerClient类就是通过它来和SurfaceFlinger服务通信的。

回到BootAnimation类的成员函数onFirstRef中，由于BootAnimation类引用了SurfaceFlinger服务，因此，当SurfaceFlinger服务意外死亡时，BootAnimation类就需要得到通知，这是通过调用成员变量mSession的成员函数linkToComposerDeath来注册SurfaceFlinger服务的死亡接收通知来实现的。

BootAnimation类继承了Thread类，因此，当BootAnimation类的成员函数onFirstRef调用了父类Thread的成员函数run之后，系统就会创建一个线程，这个线程在第一次运行之前，会调用BootAnimation类的成员函数readyToRun来执行一些初始化工作，后面再调用BootAnimation类的成员函数htreadLoop来显示第三个开机画面。

BootAnimation类的成员函数readyToRun的实现如下所示：

status_t BootAnimation::readyToRun() {mAssets.addDefaultAssets();DisplayInfo dinfo;status_t status = session()->getDisplayInfo(0, &dinfo);if (status)return -1;// create the native surfacesp<SurfaceControl> control = session()->createSurface(getpid(), 0, dinfo.w, dinfo.h, PIXEL_FORMAT_RGB_565);session()->openTransaction();control->setLayer(0x40000000);session()->closeTransaction();sp<Surface> s = control->getSurface();// initialize opengl and eglconst EGLint attribs[] = {EGL_DEPTH_SIZE, 0,EGL_NONE};EGLint w, h, dummy;EGLint numConfigs;EGLConfig config;EGLSurface surface;EGLContext context;EGLDisplay display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);eglInitialize(display, 0, 0);EGLUtils::selectConfigForNativeWindow(display, attribs, s.get(), &config);surface = eglCreateWindowSurface(display, config, s.get(), NULL);context = eglCreateContext(display, config, NULL, NULL);eglQuerySurface(display, surface, EGL_WIDTH, &w);eglQuerySurface(display, surface, EGL_HEIGHT, &h);if (eglMakeCurrent(display, surface, surface, context) == EGL_FALSE)return NO_INIT;mDisplay = display;mContext = context;mSurface = surface;mWidth = w;mHeight = h;mFlingerSurfaceControl = control;mFlingerSurface = s;mAndroidAnimation = true;if ((access(USER_BOOTANIMATION_FILE, R_OK) == 0) &&(mZip.open(USER_BOOTANIMATION_FILE) == NO_ERROR) ||(access(SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE, R_OK) == 0) &&(mZip.open(SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE) == NO_ERROR))mAndroidAnimation = false;return NO_ERROR;
}

BootAnimation类的成员函数session用来返回BootAnimation类的成员变量mSession所描述的一个SurfaceComposerClient对象。通过调用SurfaceComposerClient对象mSession的成员函数createSurface可以获得一个SurfaceControl对象control。

SurfaceComposerClient类的成员函数createSurface首先调用内部的Binder代理对象mClient来请求SurfaceFlinger返回一个类型为SurfaceLayer的Binder代理对象，接着再使用这个Binder代理对象来创建一个SurfaceControl对象。创建出来的SurfaceControl对象的成员变量mSurface就指向了从SurfaceFlinger返回来的类型为SurfaceLayer的Binder代理对象。有了这个Binder代理对象之后，SurfaceControl对象就可以和SurfaceFlinger服务通信了。

调用SurfaceControl对象control的成员函数getSurface会返回一个Surface对象s。这个Surface对象s内部也有一个类型为SurfaceLayer的Binder代理对象mSurface，这个Binder代理对象与前面所创建的SurfaceControl对象control的内部的Binder代理对象mSurface引用的是同一个SurfaceLayer对象。这样，Surface对象s也可以通过其内部的Binder代理对象mSurface来和SurfaceFlinger服务通信。

Surface类继承了ANativeWindow类。ANativeWindow类是连接OpenGL和Android窗口系统的桥梁，即OpenGL需要通过ANativeWindow类来间接地操作Android窗口系统。这种桥梁关系是通过EGL库来建立的，所有以egl为前缀的函数名均为EGL库提供的接口。

为了能够在OpenGL和Android窗口系统之间的建立一个桥梁，我们需要一个EGLDisplay对象display，一个EGLConfig对象config，一个EGLSurface对象surface，以及一个EGLContext对象context，其中，EGLDisplay对象display用来描述一个EGL显示屏，EGLConfig对象config用来描述一个EGL帧缓冲区配置参数，EGLSurface对象surface用来描述一个EGL绘图表面，EGLContext对象context用来描述一个EGL绘图上下文（状态），它们是分别通过调用egl库函数eglGetDisplay、EGLUtils::selectConfigForNativeWindow、eglCreateWindowSurface和eglCreateContext来获得的。注意，EGLConfig对象config、EGLSurface对象surface和EGLContext对象context都是用来描述EGLDisplay对象display的。有了这些对象之后，就可以调用函数eglMakeCurrent来设置当前EGL库所使用的绘图表面以及绘图上下文。

还有另外一个地方需要注意的是，每一个EGLSurface对象surface有一个关联的ANativeWindow对象。这个ANativeWindow对象是通过函数eglCreateWindowSurface的第三个参数来指定的。在我们这个场景中，这个ANativeWindow对象正好对应于前面所创建的 Surface对象s。每当OpenGL需要绘图的时候，它就会找到前面所设置的绘图表面，即EGLSurface对象surface。有了EGLSurface对象surface之后，就可以找到与它关联的ANativeWindow对象，即Surface对象s。有了Surface对象s之后，就可以通过其内部的Binder代理对象mSurface来请求SurfaceFlinger服务返回帧缓冲区硬件设备的一个图形访问接口。这样，OpenGL最终就可以将要绘制的图形渲染到帧缓冲区硬件设备中去，即显示在实际屏幕上。屏幕的大小，即宽度和高度，可以通过函数eglQuerySurface来获得。

BootAnimation类的成员变量mAndroidAnimation是一个布尔变量。当它的值等于true的时候，那么就说明需要显示的第三个开机画面是Android系统默认的开机动画，否则的话，第三个开机画面就是由用户自定义的开机动画。

自定义的开机动画是由文件USER_BOOTANIMATION_FILE或者文件SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE来描述的。只要其中的一个文件存在，那么第三个开机画面就会使用用户自定义的开机动画。USER_BOOTANIMATION_FILE和SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE均是一个宏，它们的定义如下所示：

#define USER_BOOTANIMATION_FILE "/data/local/bootanimation.zip"
#define SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE "/system/media/bootanimation.zip"

这一步执行完成之后，用来显示第三个开机画面的线程的初始化工作就执行完成了，接下来，就会执行这个线程的主体函数，即BootAnimation类的成员函数threadLoop。BootAnimation类的成员函数threadLoop的实现如下所示：

bool BootAnimation::threadLoop()
{bool r;if (mAndroidAnimation) {r = android();} else {r = movie();}eglMakeCurrent(mDisplay, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);eglDestroyContext(mDisplay, mContext);eglDestroySurface(mDisplay, mSurface);mFlingerSurface.clear();mFlingerSurfaceControl.clear();eglTerminate(mDisplay);IPCThreadState::self()->stopProcess();return r;
}

如果BootAnimation类的成员变量mAndroidAnimation的值等于true，那么接下来就会调用BootAnimation类的成员函数android来显示系统默认的开机动画，否则的话，就会调用BootAnimation类的成员函数movie来显示用户自定义的开机动画。显示完成之后，就会销毁前面所创建的EGLContext对象mContext、EGLSurface对象mSurface，以及EGLDisplay对象mDisplay等。接下来，我们就分别分析BootAnimation类的成员函数android和movie的实现。

BootAnimation类的成员函数android的实现如下所示：

bool BootAnimation::android()
{initTexture(&mAndroid[0], mAssets, "images/android-logo-mask.png");initTexture(&mAndroid[1], mAssets, "images/android-logo-shine.png");// clear screenglShadeModel(GL_FLAT);glDisable(GL_DITHER);glDisable(GL_SCISSOR_TEST);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);glEnable(GL_TEXTURE_2D);glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);const GLint xc = (mWidth  - mAndroid[0].w) / 2;const GLint yc = (mHeight - mAndroid[0].h) / 2;const Rect updateRect(xc, yc, xc + mAndroid[0].w, yc + mAndroid[0].h);// draw and update only what we needmFlingerSurface->setSwapRectangle(updateRect);glScissor(updateRect.left, mHeight - updateRect.bottom, updateRect.width(),updateRect.height());// Blend stateglBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);const nsecs_t startTime = systemTime();do {nsecs_t now = systemTime();double time = now - startTime;float t = 4.0f * float(time / us2ns(16667)) / mAndroid[1].w;GLint offset = (1 - (t - floorf(t))) * mAndroid[1].w;GLint x = xc - offset;glDisable(GL_SCISSOR_TEST);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glEnable(GL_SCISSOR_TEST);glDisable(GL_BLEND);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mAndroid[1].name);glDrawTexiOES(x,                 yc, 0, mAndroid[1].w, mAndroid[1].h);glDrawTexiOES(x + mAndroid[1].w, yc, 0, mAndroid[1].w, mAndroid[1].h);glEnable(GL_BLEND);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mAndroid[0].name);glDrawTexiOES(xc, yc, 0, mAndroid[0].w, mAndroid[0].h);EGLBoolean res = eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);if (res == EGL_FALSE) {break;}// 12fps: don't animate too fast to preserve CPUconst nsecs_t sleepTime = 83333 - ns2us(systemTime() - now);if (sleepTime > 0)usleep(sleepTime);} while (!exitPending());glDeleteTextures(1, &mAndroid[0].name);glDeleteTextures(1, &mAndroid[1].name);return false;
}

Android系统默认的开机动画是由两张图片android-logo-mask.png和android-logo-shine.png中。这两张图片保存在frameworks/base/core/res/assets/images目录中，它们最终会被编译在framework-res模块（frameworks/base/core/res）中，即编译在framework-res.apk文件中。编译在framework-res模块中的资源文件可以通过AssetManager类来访问。

BootAnimation类的成员函数android首先调用另外一个成员函数initTexture来将根据图片android-logo-mask.png和android-logo-shine.png的内容来分别创建两个纹理对象，这两个纹理对象就分别保存在BootAnimation类的成员变量mAndroid所描述的一个数组中。通过混合渲染这两个纹理对象，我们就可以得到一个开机动画，这是通过中间的while循环语句来实现的。

图片android-logo-mask.png用作动画前景，它是一个镂空的“ANDROID”图像。图片android-logo-shine.png用作动画背景，它的中间包含有一个高亮的呈45度角的条纹。在每一次循环中，图片android-logo-shine.png被划分成左右两部分内容来显示。左右两个部分的图像宽度随着时间的推移而此消彼长，这样就可以使得图片android-logo-shine.png中间高亮的条纹好像在移动一样。另一方面，在每一次循环中，图片android-logo-shine.png都作为一个整体来渲染，而且它的位置是恒定不变的。由于它是一个镂空的“ANDROID”图像，因此，我们就可以通过它的镂空来看到它背后的图片android-logo-shine.png的条纹一闪一闪地划过。

这个while循环语句会一直被执行，直到应用程序/system/bin/bootanimation被结束为止，后面我们再分析。

BootAnimation类的成员函数movie的实现比较长，我们分段来阅读：

bool BootAnimation::movie()
{ZipFileRO& zip(mZip);size_t numEntries = zip.getNumEntries();ZipEntryRO desc = zip.findEntryByName("desc.txt");FileMap* descMap = zip.createEntryFileMap(desc);LOGE_IF(!descMap, "descMap is null");if (!descMap) {return false;}String8 desString((char const*)descMap->getDataPtr(),descMap->getDataLength());char const* s = desString.string();Animation animation;// Parse the description filefor (;;) {const char* endl = strstr(s, "\n");if (!endl) break;String8 line(s, endl - s);const char* l = line.string();int fps, width, height, count, pause;char path[256];if (sscanf(l, "%d %d %d", &width, &height, &fps) == 3) {//LOGD("> w=%d, h=%d, fps=%d", fps, width, height);animation.width = width;animation.height = height;animation.fps = fps;}if (sscanf(l, "p %d %d %s", &count, &pause, path) == 3) {//LOGD("> count=%d, pause=%d, path=%s", count, pause, path);Animation::Part part;part.count = count;part.pause = pause;part.path = path;animation.parts.add(part);}s = ++endl;}

从前面BootAnimation类的成员函数readyToRun的实现可以知道，如果目标设备上存在压缩文件/data/local/bootanimation.zip，那么BootAnimation类的成员变量mZip就会指向它，否则的话，就会指向目标设备上的压缩文件/system/media/bootanimation.zip。无论BootAnimation类的成员变量mZip指向的是哪一个压缩文件，这个压缩文件都必须包含有一个名称为“desc.txt”的文件，用来描述用户自定义的开机动画是如何显示的。文件desc.txt的内容格式如下面的例子所示：

600  480 24
p   1   0   part1
p   0   10  part2

第一行的三个数字分别表示开机动画在屏幕中的显示宽度、高度以及帧速（fps）。剩余的每一行都用来描述一个动画片断，这些行必须要以字符“p”来开头，后面紧跟着两个数字以及一个文件目录路径名称。第一个数字表示一个片断的循环显示次数，如果它的值等于0，那么就表示无限循环地显示该动画片断。第二个数字表示每一个片断在两次循环显示之间的时间间隔。这个时间间隔是以一个帧的时间为单位的。文件目录下面保存的是一系列png文件，这些png文件会被依次显示在屏幕中。

以上面这个desct.txt文件的内容为例，它描述了一个大小为600 x 480的开机动画，动画的显示速度为24帧每秒。这个开机动画包含有两个片断part1和part2。片断part1只显示一次，它对应的png图片保存在目录part1中。片断part2无限循环地显示，其中，每两次循环显示的时间间隔为10 x (1 / 24)秒，它对应的png图片保存在目录part2中。

上面的for循环语句分析完成desc.txt文件的内容后，就得到了开机动画的显示大小、速度以及片断信息。这些信息都保存在Animation对象animation中，其中，每一个动画片断都使用一个Animation::Part对象来描述，并且保存在Animation对象animation的成员变量parts所描述的一个片断列表中。

接下来，BootAnimation类的成员函数movie再断续将每一个片断所对应的png图片读取出来，如下所示

    // read all the data structuresconst size_t pcount = animation.parts.size();for (size_t i=0 ; i<numEntries ; i++) {char name[256];ZipEntryRO entry = zip.findEntryByIndex(i);if (zip.getEntryFileName(entry, name, 256) == 0) {const String8 entryName(name);const String8 path(entryName.getPathDir());const String8 leaf(entryName.getPathLeaf());if (leaf.size() > 0) {for (int j=0 ; j<pcount ; j++) {if (path == animation.parts[j].path) {int method;// supports only stored png filesif (zip.getEntryInfo(entry, &method, 0, 0, 0, 0, 0)) {if (method == ZipFileRO::kCompressStored) {FileMap* map = zip.createEntryFileMap(entry);if (map) {Animation::Frame frame;frame.name = leaf;frame.map = map;Animation::Part& part(animation.parts.editItemAt(j));part.frames.add(frame);}}}}}}}}

每一个png图片都表示一个动画帧，使用一个Animation::Frame对象来描述，并且保存在对应的Animation::Part对象的成员变量frames所描述的一个帧列表中。获得了开机动画的所有信息之后，接下来BootAnimation类的成员函数movie就准备开始显示开机动画了，如下所示：

    // clear screenglShadeModel(GL_FLAT);glDisable(GL_DITHER);glDisable(GL_SCISSOR_TEST);glDisable(GL_BLEND);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);glEnable(GL_TEXTURE_2D);glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);const int xc = (mWidth - animation.width) / 2;const int yc = ((mHeight - animation.height) / 2);nsecs_t lastFrame = systemTime();nsecs_t frameDuration = s2ns(1) / animation.fps;Region clearReg(Rect(mWidth, mHeight));clearReg.subtractSelf(Rect(xc, yc, xc+animation.width, yc+animation.height));

前面的一系列gl函数首先用来清理屏幕，接下来的一系列gl函数用来设置OpenGL的纹理显示方式。变量xc和yc的值用来描述开机动画的显示位置，即需要在屏幕中间显示开机动画，另外一个变量frameDuration的值用来描述每一帧的显示时间，它是以纳秒为单位的。Region对象clearReg用来描述屏幕中除了开机动画之外的其它区域，它是用整个屏幕区域减去开机动画所点据的区域来得到的。准备好开机动画的显示参数之后，最后就可以执行显示开机动画的操作了，如下所示：

    for (int i=0 ; i<pcount && !exitPending() ; i++) {const Animation::Part& part(animation.parts[i]);const size_t fcount = part.frames.size();glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);for (int r=0 ; !part.count || r<part.count ; r++) {for (int j=0 ; j<fcount && !exitPending(); j++) {const Animation::Frame& frame(part.frames[j]);if (r > 0) {glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);} else {if (part.count != 1) {glGenTextures(1, &frame.tid);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);}initTexture(frame.map->getDataPtr(),frame.map->getDataLength());}if (!clearReg.isEmpty()) {Region::const_iterator head(clearReg.begin());Region::const_iterator tail(clearReg.end());glEnable(GL_SCISSOR_TEST);while (head != tail) {const Rect& r(*head++);glScissor(r.left, mHeight - r.bottom,r.width(), r.height());glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);}glDisable(GL_SCISSOR_TEST);}glDrawTexiOES(xc, yc, 0, animation.width, animation.height);eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);nsecs_t now = systemTime();nsecs_t delay = frameDuration - (now - lastFrame);lastFrame = now;long wait = ns2us(frameDuration);if (wait > 0)usleep(wait);}usleep(part.pause * ns2us(frameDuration));}// free the textures for this partif (part.count != 1) {for (int j=0 ; j<fcount ; j++) {const Animation::Frame& frame(part.frames[j]);glDeleteTextures(1, &frame.tid);}}}return false;
}

第一层for循环用来显示每一个动画片断，第二层的for循环用来循环显示每一个动画片断，第三层的for循环用来显示每一个动画片断所对应的png图片。这些png图片以纹理的方式来显示在屏幕中。

注意，如果一个动画片断的循环显示次数不等于1，那么就说明这个动画片断中的png图片需要重复地显示在屏幕中。由于每一个png图片都需要转换为一个纹理对象之后才能显示在屏幕中，因此，为了避免重复地为同一个png图片创建纹理对象，第三层的for循环在第一次显示一个png图片的时候，会调用函数glGenTextures来为这个png图片创建一个纹理对象，并且将这个纹理对象的名称保存在对应的Animation::Frame对象的成员变量tid中，这样，下次再显示相同的图片时，就可以使用前面已经创建好了的纹理对象，即调用函数glBindTexture来指定当前要操作的纹理对象。

如果Region对象clearReg所包含的区域不为空，那么在调用函数glDrawTexiOES和eglSwapBuffers来显示每一个png图片之前，首先要将它所包含的区域裁剪掉，避免开机动画可以显示在指定的位置以及大小中。

每当显示完成一个png图片之后，都要将变量frameDuration的值从纳秒转换为毫秒。如果转换后的值大小于，那么就需要调用函数usleep函数来让线程睡眠一下，以保证每一个png图片，即每一帧动画都按照预先指定好的速度来显示。注意，函数usleep指定的睡眠时间只能精确到毫秒，因此，如果预先指定的帧显示时间小于1毫秒，那么BootAnimation类的成员函数movie是无法精确地控制地每一帧的显示时间的。

还有另外一个地方需要注意的是，每当循环显示完成一个片断时，需要调用usleep函数来使得线程睡眠part.pause * ns2us(frameDuration)毫秒，以便可以按照预先设定的节奏来显示开机动画。

最后一个if语句判断一个动画片断是否是循环显示的，即循环次数不等于1。如果是的话，那么就说明前面为它所对应的每一个png图片都创建过一个纹理对象。现在既然这个片断的显示过程已经结束了，因此，就需要释放前面为它所创建的纹理对象。

至此，第三个开机画面的显示过程就分析完成了。

接下来，我们再继续分析第三个开机画面是如何停止显示的。

我们知道，当System进程将系统中的关键服务启动起来之后，就会将应用程序启动器（Launcher）启动起来。Android应用程序的启动过程实际上就是它的根Activity组件的启动过程。对于应用程序Launcher来说，它的根Activity组件即为Launcher组件。

一个Activity组件在启动起来之后，就会被记录起来，等到它所运行在的主线程空闲的时候，这个主线程就会向ActivityManagerService发送一个Activity组件空闲的通知。由于应用程序Launcher是系统中第一个被启动的应用程序，即它的根Activity组件是系统中第一个被启动的Activity组件，因此，当ActivityManagerService接收到它的空闲通知的时候，就可以知道系统是刚刚启动起来的。在这种情况下，ActivityManagerService就会停止显示开机动画，以便可以在屏幕中显示应用程序Lancher的界面。

如果一个线程想要在空闲的时候处理一些事务，那么就必须要向这个线程的消息队列注册一个空闲消息处理器。自定义的空闲消息处理器灯必须要从MessageQueue.IdleHandler类继承下来，并且重写成员函数queueIdle。当一个线程空闲的时候，即消息队列中没有新的消息需要处理的时候，那些注册了的空闲消息处理器的成员函数queueIdle就会被调用。

应用程序的主线程是通过ActivityThread类来描述的，它实现在文件frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java中。每当有一个新的Activity组件启动起来的时候，ActivityThread类都会向它所描述的应用程序主线程的消息队列注册一个类型为Idler的空闲消息处理器。这样一个应用程序的主线程就可以在空闲的时候，向ActivityManagerService发送一个Activity组件空闲通知，相当于是通知ActivityManagerService，一个新的Activity组件已经准备就绪了。Idler类定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java中，它的成员函数queueIdle的实现如下所示：

public final class ActivityThread {......private final class Idler implements MessageQueue.IdleHandler {public final boolean queueIdle() {ActivityClientRecord a = mNewActivities;if (a != null) {mNewActivities = null;IActivityManager am = ActivityManagerNative.getDefault();ActivityClientRecord prev;do {......if (a.activity != null && !a.activity.mFinished) {try {am.activityIdle(a.token, a.createdConfig);a.createdConfig = null;} catch (RemoteException ex) {}}prev = a;a = a.nextIdle;prev.nextIdle = null;} while (a != null);}ensureJitEnabled();return false;}}......
}

ActivityThread类有一个类型为ActivityClientRecord的成员变量mNewActivities，用来描述所有在当前应用程序主线程中新启动起来的Activity组件。这些新启动起来的Activity组件通过ActivityClientRecord类的成员变量nextIdle连接在一起。一旦当前应用程序主线程向ActivityManagerService发送了这些新启动的Activity组件的空闲通知之后，这些新启动起来的Activity组件就不会再被保存在ActivityThread类的成员变量mNewActivities中了，即每一个新启动的Activity组件只有一次机会向ActivityManagerService发送一个空闲通知。

向ActivityManagerService发送一个Activity组件空闲通知是通过调用ActivityManagerService代理对象的成员函数activityIdle来实现的，而ActivityManagerService代理对象可以通过调用ActivityManagerNative类的静态成员函数getDefault来获得。

ActivityManagerService代理对象的类型为ActivityManagerProxy，它的成员函数activityIdle实现在文件frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java中，如下所示：

class ActivityManagerProxy implements IActivityManager
{......public void activityIdle(IBinder token, Configuration config) throws RemoteException{Parcel data = Parcel.obtain();Parcel reply = Parcel.obtain();data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);data.writeStrongBinder(token);if (config != null) {data.writeInt(1);config.writeToParcel(data, 0);} else {data.writeInt(0);}mRemote.transact(ACTIVITY_IDLE_TRANSACTION, data, reply, IBinder.FLAG_ONEWAY);reply.readException();data.recycle();reply.recycle();}......
}

ActivityManagerProxy类的成员函数activityIdle实际上是向ActivityManagerService发送一个类型为ACTIVITY_IDLE_TRANSACTION的Binder进程间通信请求，其中，参数token用来描述与这个进程间通信请求所关联的一个Activity组件，在我们这个场景中，这个Activity组件即为应用程序Launcher的根Activity组件Launcher。

类型为ACTIVITY_IDLE_TRANSACTION的Binder进程间通信请求是由ActivityManagerService类的成员函数activityIdle来处理的，如下所示：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNativeimplements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {......public final void activityIdle(IBinder token, Configuration config) {final long origId = Binder.clearCallingIdentity();mMainStack.activityIdleInternal(token, false, config);Binder.restoreCallingIdentity(origId);}......
}

ActivityManagerService类有一个类型为ActivityStack的成员变量mMainStack，它用来描述系统的Activity组件堆栈，它的成员函数activityIdleInternal的实现如下所示：

public class ActivityStack {......final void activityIdleInternal(IBinder token, boolean fromTimeout,Configuration config) {......boolean enableScreen = false;synchronized (mService) {......// Get the activity record.int index = indexOfTokenLocked(token);if (index >= 0) {ActivityRecord r = (ActivityRecord)mHistory.get(index);                ......if (mMainStack) {if (!mService.mBooted && !fromTimeout) {mService.mBooted = true;enableScreen = true;}}}......}......if (enableScreen) {mService.enableScreenAfterBoot();}}......
}

参数token用来描述刚刚启动起来的Launcher组件，通过它来调用函数indexOfTokenLocked就可以得到Launcher组件在系统Activity组件堆栈中的位置index。得到了Launcher组件在系统Activity组件堆栈中的位置index之后，就可以在ActivityStack类的成员变量mHistory中得到一个ActivityRecord对象r。这个ActivityRecord对象r同样是用来描述Launcher组件的。

ActivityStack类的成员变量mMainStack是一个布尔变量，当它的值等于true的时候，就说明当前正在处理的ActivityStack对象是用来描述系统的Activity组件堆栈的。 ActivityStack类的另外一个成员变量mService指向了系统中的ActivityManagerService服务。ActivityManagerService服务有一个类型为布尔值的成员变量mBooted，它的初始值为false，表示系统尚未启动完成。

从前面的调用过程可以知道，参数fromTimeout的值等于false。在这种情况下，如果ActivityManagerService服务的成员变量mBooted也等于false，那么就说明应用程序已经启动起来了，即说明系统已经启动完成了。这时候ActivityManagerService服务的成员变量mBooted以及变量enableScreen的值就会被设置为true。

当变量enableScreen的值等于true的时候，ActivityStack类就会调用ActivityManagerService服务的成员函数enableScreenAfterBoot停止显示开机动画，以便可以将屏幕让出来显示应用程序Launcher的界面。

ActivityManagerService类的成员函数enableScreenAfterBoot的实现如下所示：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNativeimplements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {......void enableScreenAfterBoot() {EventLog.writeEvent(EventLogTags.BOOT_PROGRESS_ENABLE_SCREEN,SystemClock.uptimeMillis());mWindowManager.enableScreenAfterBoot();}......
}

WindowManagerService类的成员变量mSystemBooted用来记录系统是否已经启动完成的。如果已经启动完成的话，那么这个成员变量的值就会等于true，这时候WindowManagerService类的成员函数enableScreenAfterBoot什么也不做就返回了，否则的话，WindowManagerService类的成员函数enableScreenAfterBoot首先将这个成员变量的值设置为true，接着再调用另外一个成员函数performEnableScreen来执行停止显示开机动画的操作。

WindowManagerService类的成员函数performEnableScreen的实现如下所示：

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stubimplements Watchdog.Monitor {......public void performEnableScreen() {synchronized(mWindowMap) {if (mDisplayEnabled) {return;}if (!mSystemBooted) {return;}......mDisplayEnabled = true;......try {IBinder surfaceFlinger = ServiceManager.getService("SurfaceFlinger");if (surfaceFlinger != null) {//Slog.i(TAG, "******* TELLING SURFACE FLINGER WE ARE BOOTED!");Parcel data = Parcel.obtain();data.writeInterfaceToken("android.ui.ISurfaceComposer");surfaceFlinger.transact(IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION,data, null, 0);data.recycle();}} catch (RemoteException ex) {Slog.e(TAG, "Boot completed: SurfaceFlinger is dead!");}}......}......
}

WindowManagerService类的另外一个成员变量mDisplayEnabled用来描述WindowManagerService是否已经初始化过系统的屏幕了，只有当它的值等于false，并且系统已经完成启动，即WindowManagerService类的成员变量mSystemBooted等于true的情况下，WindowManagerService类的成员函数performEnableScreen才通知SurfaceFlinger服务停止显示开机动画。

注意，WindowManagerService类的成员函数performEnableScreen是通过一个类型为IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION的进程间通信请求来通知SurfaceFlinger服务停止显示开机动画的。

在SurfaceFlinger服务，类型为IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION的进程间通信请求被定义为停止显示开机动画的请求，如下所示：

class BnSurfaceComposer : public BnInterface<ISurfaceComposer>
{
public:enum {// Note: BOOT_FINISHED must remain this value, it is called from// Java by ActivityManagerService.BOOT_FINISHED = IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION,......};virtual status_t    onTransact( uint32_t code,const Parcel& data,Parcel* reply,uint32_t flags = 0);
};

BnSurfaceComposer类定义在文件frameworks/base/include/surfaceflinger/ISurfaceComposer.h中，它是SurfaceFlinger服务所要继承的Binder本地对象类，其中。当SurfaceFlinger服务接收到类型为IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION，即类型为BOOT_FINISHED的进程间通信请求时，它就会将该请求交给它的成员函数bootFinished来处理。SurfaceFlinger服务的成员函数bootFinished实现在文件frameworks/base/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp中，如下所示：

void SurfaceFlinger::bootFinished()
{const nsecs_t now = systemTime();const nsecs_t duration = now - mBootTime;LOGI("Boot is finished (%ld ms)", long(ns2ms(duration)) );mBootFinished = true;property_set("ctl.stop", "bootanim");
}

这个函数主要就是将系统属性“ctl.stop”的值设置为“bootanim”。前面提到，每当有一个系统属性发生变化时，init进程就会被唤醒，并且调用运行在它里面的函数handle_property_set_fd来处理这个系统属性变化事件。在我们这个场景中，由于被改变的系统属性的名称是以"ctl."开头的，即被改变的系统属性是一个控制类型的属性，因此，接下来函数handle_property_set_fd又会调用另外一个函数handle_control_message来处理该系统属性变化事件。

函数handle_control_message实现在文件system/core/init/init.c中，如下所示：

void handle_control_message(const char *msg, const char *arg)
{if (!strcmp(msg,"start")) {msg_start(arg);} else if (!strcmp(msg,"stop")) {msg_stop(arg);} else {ERROR("unknown control msg '%s'\n", msg);}
}

从前面的调用过程可以知道，参数msg和arg的值分别等于"stop"和“bootanim”，这表示要停止执行名称为“bootanim”的服务，这是通过调用函数msg_stop来实现的。函数msg_stop也是实现在文件system/core/init/init.c中，如下所示：

static void msg_stop(const char *name)
{struct service *svc = service_find_by_name(name);if (svc) {service_stop(svc);} else {ERROR("no such service '%s'\n", name);}
}

这个函数首先调用函数service_find_by_name来找到名称等于name，即“bootanim”的服务，然后再调用函数service_stop来停止这个服务。前面提到，名称为“bootanim”的服务对应的应用程序即为/system/bin/bootanimation。因此，停止名称为“bootanim”的服务即为停止执行应用程序/system/bin/bootanimation，而当应用程序/system/bin/bootanimation停止执行的时候，开机动画就会停止显示了。

至此，Android系统的三个开机画面的显示过程就分析完成了。通过这个三个开机画面的显示过程分析，我们学习到：

1. 在内核层，系统屏幕是使用一个称为帧缓冲区的硬件设备来描述的，而用户空间的应用程序可以通过设备文件/dev/fb0或者/dev/graphics/fb0来操作这个硬件设备。实际上，帧缓冲区本身并不是一个真正的硬件，它只不过是对显卡的一个抽象表示，不过，我们通过访帧缓冲区就可以间接地操作显卡内存以及显卡中的其它寄存器。

2. OpenGL是通过EGL接口来渲染屏幕，而EGL接口是通过ANativeWindow类来间接地渲染屏幕的。我们可以将ANativeWindow类理解成一个Android系统的本地窗口类，即相当于是Windows系统中的窗口句柄概念，它最终是通过文件/dev/fb0或者/dev/graphics/fb0来渲染屏幕的。

3. init进程在启动的过程中，会将另外一个ueventd进程也启动起来。ueventd进程对应的可执行文件与init进程对应的可执行文件均为/init，不过ueventd进程主要负责处理内核发出的uevent事件，即负责管理系统中的设备文件。

4. 每当我们设置一个系统属性的时候，init进程都会接收到一个系统属性变化事件。当发生变化的系统属性的名称等于“ctl.start”或者“ctl.stop”，那么实际上是向init进程发出一个启动或者停止服务的命令。

前面第1点和第2点的知识是与Android系统的UI实现相关的，而后面第3点和第4点是两个额外获得的知识点。

Android系统手机开机画面各个阶段代码执行流程分析（Part2）相关推荐

Android系统手机开机画面各个阶段代码执行流程分析（Part1）
提到Android系统的UI,我们最先接触到的便是系统在启动过程中所出现的画面了.Android系统在启动的过程中,最多可以出现三个画面,每一个画面都用来描述一个不同的启动阶段.本文将详细分析这三个开 ...
「Vue 学习笔记 1」Vue 项目快速搭建，初始项目各个文件夹作用介绍和启动代码执行流程分析
「Vue 学习笔记 1」Vue 项目快速搭建,初始项目各个文件夹作用介绍和启动代码执行流程分析前言一.我的开发环境二.使用 Vue CLI (Vue 脚手架)快速搭建项目三.初始项目的目录结构 ...
Vue项目启动代码执行流程分析
相信来看看这篇文章的童鞋,都对Vue已经有了大致的了解.所以,话不多说,直接进入正题. 首先看下图: 一般一个初步的Vue项目创建好之后都会有这三个文件:index.html .main.js .Ap ...
Android系统的开机画面显示过程分析（13）
WindowManagerService类的成员函数performEnableScreen的实现如下所示: public class WindowManagerService extend ...
android怎么开机画面,安卓手机开机画面怎么修改?
安卓手机开机画面怎么修改?相信很多人都不知道,安卓手机的开机画面竟然是可以修改的,如果你也想要修改自己手机的开机画面的话,就来看看安卓手机开机画面修改的教程吧. 简易教程: 1.手机必须ROOT了的 ...
手机学习android,对于Android系统手机学习探讨
Android系统手机最让人欣赏的是能为玩家提供良好的上网体验,确保你已经安装谷歌手机地图.Gmail 以及其他一些专为你的手机开发的精彩应用.谷歌将继续努力,让这些服务变得更好,同时也将添加更有吸引 ...
鸿蒙os2.0开机动画,前沿讯息：鸿蒙OS 2.0手机开机画面演示
科技.数码.互联网新闻如今都成为了大众所关注的热点了,眼下互联网.科技.数码已经与我们的生活息息相关,密不可分了.我们应该多为自己充电,多掌握些知识才能让自己见多识广,才能不断地提高自己的个人修为.. ...
获取android系统手机的铃声和音量
获取android系统手机的铃声和音量通过程序获取android系统手机的铃声和音量.设置音量的方法也很简单,AudioManager提供了方法: publicvoidsetStreamVolum ...
Android系统手机通讯录
基于Android系统手机通讯录软件的设计和开发自google于2005年收买Android公司,Android商场有了很大的遍及,加上无线网络的敏捷开展,手机网速有了很大的提高,为智能手机的开展供 ...

Android系统手机开机画面各个阶段代码执行流程分析（Part2）

3. 第三个开机画面的显示过程

Android系统手机开机画面各个阶段代码执行流程分析（Part2）相关推荐

最新文章

热门文章