Chromium的GPU进程启动过程分析
Chromium除了有Browser进程和Render进程，还有GPU进程。GPU进程负责Chromium的GPU操作，例如Render进程通过GPU进程离屏渲染网页，Browser进程也是通过GPU进程将离屏渲染好的网页显示在屏幕上。Chromium之所以将GPU操作运行在独立进程中，是考虑到稳定性问题。毕竟GPU操作是硬件相关操作，硬件的差异性会引发一定的不稳性。本文分析GPU进程的启动过程。
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GPU进程由Browser进程负责启动，它的启动过程与Render进程的启动过程是类似的，因此在阅读本文之前，最好先阅读Chromium的Render进程启动过程分析一文。不过，GPU进程启动之后，Browser进程会与它建立两个IPC通道。一个IPC通道用来传输普通的IPC消息，另一个IPC通道专门用来执行GPU操作，称为GPU通道。类似地，Render进程需要执行GPU操作时，也会通过Browser进程与GPU进程建立一个专门用来执行GPU操作的IPC通道。Render进程之所以要通过Browser进程间接地与GPU进程建立GPU通道，是因为GPU进程是由Browser进程启动的，Render进程对它一无所知。
以上描述的Browser进程、Render进程和GPU进程的关系可以通过图1概括，如下所示：
图1 Browser进程、Render进程和GPU进程的关系
在图1中，Browser进程与Render进程的IPC通道的建立过程可以参考前面Chromium的Render进程启动过程分析一文，本文只分析以下三部分内容：
1. Browser进程与GPU进程的IPC通道的建立过程。
2. Browser进程与GPU进程的GPU通道的建立过程。
3. Render进程与GPU进程的GPU通道的建立过程。
Browser进程通过一个GpuProcessHost对象描述由它启动的GPU进程。GPU进程启动起来之后，会创建一个GpuProcess对象用来与Browser进程进行IPC。接下来，Browser进程中的GpuProcessHost对象会通过已经建立起来的IPC通道请求GPU进程中创建一个GPU通道，以便以后可以执行GPU操作。
Render进程需要通过GPU渲染网页的时候，会通过之前与Browser进程建立的IPC通道请求Browser进程为它创建一个GPU通道，并且将该GPU通道封装在一个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象，以后就可以通过该WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象向GPU进程请求执行GPU操作了。
GPU进程在启动的过程中，也会像Browser进程和Render进程一样，启动一个IO线程，专门用来执行IPC。以后每当GPU进程通过上述IPC通道接收到一个创建GPU通道的请求的时候，都会在内部创建一个OpenGL上下文。这个OpenGL上下文通过一个GLContext对象描述。这样在GPU进程中，就会存在若干个OpenGL上下文。这些OpenGL上下文都运行在同一个线程中，这个线程称为GPU Child Thread。这样就会涉及到一个OpenGL上下文调度问题，即每当GPU进程接收到一个GPU操作请求时，都要先切换到请求的GPU操作所在的OpenGL上下文，然后才能执行请求的GPU操作。关于GPU进程的OpenGL上下文调度问题，我们在下一系列的文章中再详细分析。
接下来，我们就先分析Browser进程启动GPU进程的过程。这个过程主要是涉及到Browser进程和GPU进程的IPC通道的建立过程。
在前面Chromium多线程模型设计和实现分析一文中，我们提到，Browser进程，也就是Chromium应用程序的主进程，在启动的时候，会调用BrowserMainLoop类的成员函数CreateStartupTasks。BrowserMainLoop类的成员函数CreateStartupTasks会请求启动一个GPU进程，相关的代码如下所示：
void BrowserMainLoop::CreateStartupTasks() {
......
// First time through, we really want to create all the tasks
if (!startup_task_runner_.get()) {
startup_task_runner_ = make_scoped_ptr(new StartupTaskRunner(
base::Bind(&BrowserStartupComplete),
base::MessageLoop::current()->message_loop_proxy()));
......
StartupTask browser_thread_started = base::Bind(
&BrowserMainLoop::BrowserThreadsStarted, base::Unretained(this));
startup_task_runner_->AddTask(browser_thread_started);
......
if (BrowserMayStartAsynchronously()) {
startup_task_runner_->StartRunningTasksAsync();
}
}
if (!BrowserMayStartAsynchronously()) {
......
startup_task_runner_->RunAllTasksNow();
}
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/browser_main_loop.cc中。
BrowserMainLoop类的成员函数CreateStartupTasks首先是会创建一个StartupTaskRunner对象，并且保存在成员变量startup_task_runner_中。这个StartupTaskRunner对象封装了当前线程的一个消息循环，因此通过它可以向当前线程的消息队列发送消息。当前线程即为Browser进程的主线程，因此有了这个StartupTaskRunner对象之后，接下来可以向其主线程的消息队列发送消息。
BrowserMainLoop类的成员函数CreateStartupTasks接下来创建了一个StartupTask，这个StartupTask绑定的函数为BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted，用来执行一个Browser线程启动完毕任务，并且会保存在前面创建的一个StartupTaskRunner对象的内部等待执行。
最后，取决于Browser进程使用同步还是异步方式启动，BrowserMainLoop类的成员函数CreateStartupTasks使用不同的方式来执行保存在成员变量startup_task_runner_指向的一个StartupTaskRunner对象中的StartupTask：
1. 如果是使用同步方式启动，那么就调用上述StartupTaskRunner对象的成员函数RunAllTasksNow立即执行保存在它里面的各个StartupTask对象所描述的任务。
2. 如果是使用异步方式启动，那么就调用上述StartupTaskRunner对象的成员函数StartRunningTasksAsync向主线程的消息队列发送一个消息，当该消息被处理时，再执行保存在上述StartupTaskRunner对象里面的各个StartupTask对象所描述的任务。
无论是同步方式，还是异步方式，最终都会在主线程中调用BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted，与GPU进程启动相关的代码如下所示：
int BrowserMainLoop::BrowserThreadsStarted() {
......
bool initialize_gpu_data_manager = true;
#if defined(OS_ANDROID)
// On Android, GLSurface::InitializeOneOff() must be called before initalizing
// the GpuDataManagerImpl as it uses the GL bindings. crbug.com/326295
if (!gfx::GLSurface::InitializeOneOff()) {
......
initialize_gpu_data_manager = false;
}
#endif
if (initialize_gpu_data_manager)
GpuDataManagerImpl::GetInstance()->Initialize();
bool always_uses_gpu = true;
bool established_gpu_channel = false;
#if defined(USE_AURA) || defined(OS_MACOSX)
if (ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface()) {
established_gpu_channel = true;
if (!GpuDataManagerImpl::GetInstance()->CanUseGpuBrowserCompositor()) {
established_gpu_channel = always_uses_gpu = false;
}
BrowserGpuChannelHostFactory::Initialize(established_gpu_channel);
......
}
#elif defined(OS_ANDROID)
established_gpu_channel = true;
BrowserGpuChannelHostFactory::Initialize(established_gpu_channel);
#endif
......
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/browser_main_loop.cc中。
在Android平台上，BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted首先调用gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff在当进程中加载合适的OpenGL库，以及创建一个EGLDisplay。这样做有两个原因，一是后面调用GpuDataManagerImpl类的成员函数Initialize时，在Android平台上需要通过加载的OpenGL库来获取GPU信息，二是Android平台的Chromium实际上并没有独立的GPU进程，而是在Browser进程中创建一个GPU线程，不过这个GPU线程起到的作用与GPU进程是一样的。上述第二个原因要求Browser进程要做一些GPU相关的初始化工作，即加载合适的OpenGL库，以及创建一个EGLDisplay，以后创建OpenGL上下文时需要使用到这个EGLDisplay。对于独立GPU进程的情况，上述的GPU初始化也是需要做的。后面我们就会看到，GPU进程在启动的时候，会调用gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff。
只有在gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff的返回值为true，即在当进程中成功加载了合适的OpenGL库之后，BrowserMainLoop类的成员函数Initialize才会被调用，负责检查当前设备使用的GPU及其相关的驱动是否在黑名单中。如果在黑名单中，那么Chromium就不会采用GPU对网页进行硬件加速渲染。这是由于不是所有的GPU都能够很好地支持Chromium进行硬件加速渲染，因此就需要设置一个黑名单，避免在渲染网页的过程中出现错误。一旦不能使用GPU对网页进行硬件加速渲染，那么Chromium就会退而求其次，使用CPU进行渲染。
如果Chromium在编译时定义了宏USE_AURA，那么就表示要使用GPU对网页进行硬件加速渲染，这时候就可能需要启动GPU进程。AURA是Chromium 35引入的一个窗口管理框架，通过GPU来实现界面上的像按钮、滚动条和对话框等界面控件。但是由于GPU黑名单的存在，因此就不一定能够如愿地使用GPU对网页进行硬件加速渲染。这时候就需要进一步调用函数ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface以及GpuDataManagerImpl类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor进行判断。如果最终确定不能够使用GPU对网页进行硬件加速渲染，那么接下来在调用BrowserGpuChannelHostFactory类的静态成员函数Initialize的时候，传递进去的参数就会等于false。对于Mac OS X平台，也会进行相同的处理。
如果Chromium在编译时没有定义宏USE_AURA，但是当前平台是Android，那么BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted就直接将本地变量established_gpu_channel设置为true，并且以其为参数，调用BrowserGpuChannelHostFactory类的静态成员函数Initialize启动一个GPU进程。这表明在Android平台上，要求GPU能够支持Chromium对网页进行硬件加速渲染。
为了更好地理解上面分析的内容，接下来我们在分析GPU进程的启动过程，也就是BrowserGpuChannelHostFactory类的静态成员函数Initialize之前，先分析以下几个函数：
1. gfx::GLSurface::InitializeOneOff
2. GpuDataManagerImpl::Initialize
3. ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface
4. GpuDataManagerImpl::CanUseGpuBrowserCompositor
gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff负责在当前进程中加载合适的OpenGL库，它的实现如下所示：
bool GLSurface::InitializeOneOff() {
......
std::vector<GLImplementation> allowed_impls;
GetAllowedGLImplementations(&allowed_impls);
......
CommandLine* cmd = CommandLine::ForCurrentProcess();
// The default implementation is always the first one in list.
GLImplementation impl = allowed_impls[0];
bool fallback_to_osmesa = false;
if (cmd->HasSwitch(switches::kOverrideUseGLWithOSMesaForTests)) {
impl = kGLImplementationOSMesaGL;
} else if (cmd->HasSwitch(switches::kUseGL)) {
std::string requested_implementation_name =
cmd->GetSwitchValueASCII(switches::kUseGL);
if (requested_implementation_name == "any") {
fallback_to_osmesa = true;
} else if (requested_implementation_name == "swiftshader") {
impl = kGLImplementationEGLGLES2;
} else {
impl = GetNamedGLImplementation(requested_implementation_name);
if (std::find(allowed_impls.begin(),
allowed_impls.end(),
impl) == allowed_impls.end()) {
......
return false;
}
}
}
......
return InitializeOneOffImplementation(
impl, fallback_to_osmesa, gpu_service_logging, disable_gl_drawing);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ui/gl/gl_surface.cc中。
gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff首先是调用另外一个函数GetAllowedGLImplementations获得当前平台所支持的OpenGL实现版本列表。对于Android平台，它的实现如下所示：
void GetAllowedGLImplementations(std::vector<GLImplementation>* impls) {
impls->push_back(kGLImplementationEGLGLES2);
impls->push_back(kGLImplementationOSMesaGL);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ui/gl/gl_implementation_android.cc中。
从这里可以看到，在Android平台上，Chromium支持两个版本的OpenGL实现，其中一个是kGLImplementationEGLGLES2，另一个是kGLImplementationOSMesaGL。kGLImplementationEGLGLES2描述的OpenGL即为Android系统本身提供的OpenGL实现，这个就是由底层的GPU实现的OpenGL库。kGLImplementationOSMesaGL描述的OpenGL是由Mesa实现的OpenGL库。Mesa是一个开源的OpenGL实现框架，它可以以软件方式模拟GPU硬件加速渲染，也可以通过底层真实的GPU来实现硬件加速渲染。
回到gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff中，它获得当前平台所支持的OpenGL实现版本列表之后，取出列表中的第一个版本作为默认版本。从前面的分析就可以知道，对于Android平台，这个默认的OpenGL实现版本就是kGLImplementationEGLGLES2描述的版本。
接下来，gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff再根据命令行参数选择最终使用的OpenGL实现版本：
1. 如果设置了switches::kOverrideUseGLWithOSMesaForTests选项，那么就表示要使用kGLImplementationOSMesaGL描述的OpenGL版本，方便用来测试。
2. 如果设置了switches::kUseGL选项，那么就根据这个选项的值选择指定的OpenGL实现。不过有两种特殊情况。一是当该选项值等于"any"时，默认使用之前选择的OpenGL实现版本，但是如果不能成功加载该版本的库，那么就改为使用kGLImplementationOSMesaGL描述的OpenGL版本。二是当该选项的值等于"swiftshader"时，使用kGLImplementationEGLGLES2描述的OpenGL版本。SwiftShader是一件纯软件实现的3D渲染引擎工具，由TransGaming公司实现，宣称支持所有的Pixel和Vertex Shader DX9特效，并且可以获得比微软D3D的REF设备（reference rasterizer）快50倍的速度。在Android平台上，没有提供SwiftShader，因此用kGLImplementationEGLGLES2描述的OpenGL版本替代。
最后，gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff调用另外一个成员函数InitializeOneOffImplementation在当前进程中加载前面所选择的OpenGL实现版本，它的实现如下所示：
bool GLSurface::InitializeOneOffImplementation(GLImplementation impl,
bool fallback_to_osmesa,
bool gpu_service_logging,
bool disable_gl_drawing) {
bool initialized =
InitializeStaticGLBindings(impl) && InitializeOneOffInternal();
if (!initialized && fallback_to_osmesa) {
ClearGLBindings();
initialized = InitializeStaticGLBindings(kGLImplementationOSMesaGL) &&
InitializeOneOffInternal();
}
if (!initialized)
ClearGLBindings();
......
return initialized;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ui/gl/gl_surface.cc中。
gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOffImplementation首先调用函数InitializeStaticGLBindings加载由参数impl指定的OpenGL实现版本相关的库。如果能成功加载，再调用函数InitializeOneOffInternal在当前进程中创建一个EGLDisplay。如果也能成功创建这个EGLDisplay，那么就说明参数指定的OpenGL实现版本是能够正确使用的。
如果不能成功加载参数impl指定的OpenGL实现版本相关的库，或者能够成功加载，但是不能成功创建一个EGLDisplay，并且参数fallback_to_osmesa的值为true，那么就如前所述，改为使用kGLImplementationOSMesaGL描述的OpenGL实现版本，也就是由Mesa实现的OpenGL库。
接下来，我们先分析函数InitializeStaticGLBindings的实现，接着再分析函数InitializeOneOffInternal的实现。
函数InitializeStaticGLBindings的实现如下所示：
bool InitializeStaticGLBindings(GLImplementation implementation) {
......
switch (implementation) {
case kGLImplementationEGLGLES2: {
base::NativeLibrary gles_library =
LoadLibraryAndPrintError("libGLESv2.so");
......
base::NativeLibrary egl_library = LoadLibraryAndPrintError("libEGL.so");
......
GLGetProcAddressProc get_proc_address =
reinterpret_cast<GLGetProcAddressProc>(
base::GetFunctionPointerFromNativeLibrary(
egl_library, "eglGetProcAddress"));
......
SetGLGetProcAddressProc(get_proc_address);
AddGLNativeLibrary(egl_library);
AddGLNativeLibrary(gles_library);
SetGLImplementation(kGLImplementationEGLGLES2);
InitializeStaticGLBindingsGL();
InitializeStaticGLBindingsEGL();
......
break;
}
......
}
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ui/gl/gl_implementation_android.cc中。
从这里就可以看到，与kGLImplementationEGLGLES2描述的OpenGL实现版本相关的库有两个，分别为libGLESv2.so和libEGL.so，前者描述的是OpenGL实现，后者描述的是EGL实现。调用函数LoadLibraryAndPrintError加载了这两个库之后，最后分别调用了函数InitializeStaticGLBindingsGL和InitializeStaticGLBindingsEGL创建了一个RealGLApi接口和一个RealEGLApi接口，这样以后就可以通过这两个接口调用由前面加载的libGLESv2.so和libEGL.so所导出的gl*和egl*函数。
这一步执行完成之后，回到前面分析的gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOffImplementation中，它接下来调用函数InitializeOneOffInternal创建一个EGLDisplay，以验证前面加载的OpenGL相关的库的正确性。
函数InitializeOneOffInternal的实现如下所示：
bool GLSurface::InitializeOneOffInternal() {
switch (GetGLImplementation()) {
case kGLImplementationEGLGLES2:
if (!GLSurfaceEGL::InitializeOneOff()) {
LOG(ERROR) << "GLSurfaceEGL::InitializeOneOff failed.";
return false;
}
default:
break;
}
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ui/gl/gl_surface_android.cc中。
从这里可以看到， 当使用kGLImplementationEGLGLES2描述的OpenGL实现版本时，函数InitializeOneOffInternal调用GLSurfaceEGL类的静态成员函数InitializeOneOff创建一个EGLDisplay。
GLSurfaceEGL类的静态成员函数InitializeOneOff的实现如下所示：
bool GLSurfaceEGL::InitializeOneOff() {
static bool initialized = false;
if (initialized)
return true;
g_native_display = GetPlatformDefaultEGLNativeDisplay();
g_display = eglGetDisplay(g_native_display);
if (!g_display) {
......
return false;
}
if (!eglInitialize(g_display, NULL, NULL)) {
......
return false;
}
static const EGLint kConfigAttribs[] = {
EGL_BUFFER_SIZE, 32,
EGL_ALPHA_SIZE, 8,
EGL_BLUE_SIZE, 8,
EGL_GREEN_SIZE, 8,
EGL_RED_SIZE, 8,
EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL_OPENGL_ES2_BIT,
EGL_SURFACE_TYPE, EGL_WINDOW_BIT | EGL_PBUFFER_BIT,
EGL_NONE
};
......
const EGLint* config_attribs = kConfigAttribs;
......
EGLint num_configs;
if (!eglChooseConfig(g_display,
config_attribs,
NULL,
0,
&num_configs)) {
......
return false;
}
......
initialized = true;
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ui/gl/gl_surface_egl.cc中。
从这里可以看出，GLSurfaceEGL类的静态成员函数InitializeOneOff通过调用egl函数eglGetDisplay、eglInitialize和eglChooseConfig创建一个EGLDisplay，并且保存在全局变量g_display中，以后就可以通过这个EGLDisplay来创建OpenGL上下文。实际上，eglGetDisplay、eglInitialize和eglChooseConfig是定义在out/target/product/generic/obj/GYP/shared_intermediates/ui/gl/gl_bindings_autogen_egl.h文件中的三个宏，它们分别定义为前面加载的libEGL.so所导出的三个函数eglGetDisplay、eglInitialize和eglChooseConfig。
事实上，文件out/target/product/generic/obj/GYP/shared_intermediates/ui/gl/gl_bindings_autogen_egl.h定义了所有的egl*宏，并且这些宏都定义为前面加载的libEGL.so所导出的对应的egl*函数。类似地，文件out/target/product/generic/obj/GYP/shared_intermediates/ui/gl/gl_bindings_autogen_gl.h也定义了所有的gl*宏，并且这些宏都定义为前面加载的libGLESv2.so所导出的对应的gl*函数。
最后，out/target/product/generic/obj/GYP/shared_intermediates/ui/gl/gl_bindings_autogen_egl.h和out/target/product/generic/obj/GYP/shared_intermediates/ui/gl/gl_bindings_autogen_gl.h也定义了所有的gl*宏，并且这些宏都定义为前面加载的libGLESv2.so所导出的对应的gl*函数。这两个文件又被文件external/chromium_org/ui/gl/gl_bindings.h所included，因此只要include了external/chromium_org/ui/gl/gl_bindings.h文件，就可以直接调用所有的由前面加载的libGLESv2.so和libEGL.so导出的gl*和egl*函数。
这一步执行完成之后，回到前面分析的BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted中，假设gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff的返回值为true，即它成功加载了OpenGL相关的库，那么接下来就会调用GpuDataManagerImpl类的成员函数Initialize检查设备配置的GPU是否在黑名单列表中。
GpuDataManagerImpl类的成员函数Initialize的实现如下所示：
void GpuDataManagerImpl::Initialize() {
base::AutoLock auto_lock(lock_);
private_->Initialize();
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl.cc中。
GpuDataManagerImpl类的成员变量private_指向的是一个GpuDataManagerImplPrivate对象，这里调用它的成员函数Initialize检查设备配置的GPU是否在黑名单列表中。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数Initialize的实现如下所示：
void GpuDataManagerImplPrivate::Initialize() {
......
gpu::GPUInfo gpu_info;
if (command_line->GetSwitchValueASCII(
switches::kUseGL) == gfx::kGLImplementationOSMesaName) {
// If using the OSMesa GL implementation, use fake vendor and device ids to
// make sure it never gets blacklisted. This is better than simply
// cancelling GPUInfo gathering as it allows us to proceed with loading the
// blacklist below which may have non-device specific entries we want to
// apply anyways (e.g., OS version blacklisting).
gpu_info.gpu.vendor_id = 0xffff;
gpu_info.gpu.device_id = 0xffff;
// Also declare the driver_vendor to be osmesa to be able to specify
// exceptions based on driver_vendor==osmesa for some blacklist rules.
gpu_info.driver_vendor = gfx::kGLImplementationOSMesaName;
} else {
......
gpu::CollectBasicGraphicsInfo(&gpu_info);
}
std::string gpu_blacklist_string;
std::string gpu_driver_bug_list_string;
if (!command_line->HasSwitch(switches::kIgnoreGpuBlacklist) &&
!command_line->HasSwitch(switches::kUseGpuInTests)) {
gpu_blacklist_string = gpu::kSoftwareRenderingListJson;
}
if (!command_line->HasSwitch(switches::kDisableGpuDriverBugWorkarounds)) {
gpu_driver_bug_list_string = gpu::kGpuDriverBugListJson;
}
InitializeImpl(gpu_blacklist_string,
gpu_driver_bug_list_string,
gpu_info);
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
如果Chromium启动时，指定了switches::kUseGL选项，并且将该选项的值设置为gfx::kGLImplementationOSMesaName，那么就意味着要使用Mesa版本的OpenGL库来渲染Chromium的UI。由于这里使用的Mesa版本的OpenGL库是纯软件实现的，因此它不会像GPU版本的OpenGL库一样存在一些不友好特性。也就是说Mesa版本的OpenGL库是可用的，尽管它的性能会差一些。为了避免后面加载GPU黑名单列表时，列表中的某些通用规则会禁用Mesa版本的OpenGL库的某些特性，GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数Initialize会手工构造一个GPUInfo对象，并且给该GPUInfo对象设置假的Vendor ID和Device ID，以及Driver Vendor。
如果Chromium启动时，没有指定switches::kUseGL选项，或者指定了switches::kUseGL选项，但是该选项的值没有设置为gfx::kGLImplementationOSMesaName，那么上述GPUInfo对象就需要通过函数gpu::CollectBasicGraphicsInfo来构造。函数gpu::CollectBasicGraphicsInfo通过OpenGL接口glGetString获得当前使用的OpenGL库的Vendor ID和Device ID，以及Driver Vendor等值。
接下来，GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数Initialize检查Chromium的命令行参数是否设置了switches::kIgnoreGpuBlacklist和switches::kUseGpuInTests选项。如果都没有设置，就说明Chromium是运行在发布版本中，这时候需要启用GPU黑名单列表。这个GPU黑名单列表通过全局变量gpu::kSoftwareRenderingListJson描述的一个JSON格式的字符串描述，它定义在文件external/chromium_org/gpu/config/software_rendering_list_json.cc中。例如，在该GPU黑名单列表中，存在以下一项：
{
"id": 1,
"description": "ATI Radeon X1900 is not compatible with WebGL on the Mac",
"webkit_bugs": [47028],
"os": {
"type": "macosx"
},
"vendor_id": "0x1002",
"device_id": ["0x7249"],
"features": [
"webgl",
"flash_3d",
"flash_stage3d"
]
} 它表示Vendor ID和Device ID分别等于0x1002和0x7249的GPU在Mac OS X上不能够用来支持Chromium的webgl、flash_3d和flash_stage3d特性。
再接下来，GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数Initialize检查Chromium的命令行参数是否设置了switches::kDisableGpuDriverBugWorkarounds选项。如果没有设置，也说明Chromium是运行在发布版本中，这时候需要启用GPU驱动BUG列表。GPU驱动BUG列表描述了那些已知的GPU驱动的BUG，这些BUG也会导致OpenGL的某些特性不能使用。这个GPU驱动BUG列表通过全局变量gpu::kGpuDriverBugListJson描述的一个JSON格式的字符串描述，它定义在文件external/chromium_org/gpu/config/gpu_driver_bug_list_json.cc中。例如，在该GPU驱动BUG列表中，存在以下一项：
{
"id": 8,
"description": "A few built-in glsl functions on Mac behave incorrectly",
"cr_bugs": [349137],
"os": {
"type": "macosx",
"version": {
"op": "<",
"value": "10.9"
}
},
"vendor_id": "0x1002",
"features": [
"needs_glsl_built_in_function_emulation"
]
} 它表示Vender ID等于0x1002的GPU驱动的编号为349137的BUG会出现在版本号小于10.9的Mac OS X上，Chromium的needs_glsl_built_in_function_emulation特性不可用。
最后，GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数Initialize将前面获得的GPUInfo对象，以及GPU黑名单列表和GPU驱动BUG列表，传递给另外一个成员函数InitializeImpl进一步处理，如下所示：
void GpuDataManagerImplPrivate::InitializeImpl(
const std::string& gpu_blacklist_json,
const std::string& gpu_driver_bug_list_json,
const gpu::GPUInfo& gpu_info) {
......
if (!gpu_blacklist_json.empty()) {
gpu_blacklist_.reset(gpu::GpuBlacklist::Create());
......
bool success = gpu_blacklist_->LoadList(
gpu_blacklist_json, gpu::GpuControlList::kCurrentOsOnly);
......
}
if (!gpu_driver_bug_list_json.empty()) {
gpu_driver_bug_list_.reset(gpu::GpuDriverBugList::Create());
......
bool success = gpu_driver_bug_list_->LoadList(
gpu_driver_bug_list_json, gpu::GpuControlList::kCurrentOsOnly);
......
}
gpu_info_ = gpu_info;
UpdateGpuInfo(gpu_info);
......
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数InitializeImpl首先是创建一个GpuBlackList对象，保存在成员变量gpu_blacklist_中，并且调用该GpuBlackList对象的成员函数LoadList解析参数gpu_blacklist_json描述的一个JSON格式的字符串，以便可以获得一系列GPU黑名单。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数InitializeImpl接下来又创建一个GpuDriverBugList对象，保存在成员变量gpu_driver_bug_list_中，并且调用该GpuDriverBugList对象的成员函数LoadList解析参数gpu_driver_bug_list_json描述的一个JSON格式的字符串，以便可以获得一系列GPU驱动BUG列表。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数InitializeImpl最后调用了另外一个成员函数UpdateGpuInfo继续处理GPU黑名单和GPU驱动BUG列表，它的实现如下所示：
void GpuDataManagerImplPrivate::UpdateGpuInfo(const gpu::GPUInfo& gpu_info) {
// No further update of gpu_info if falling back to SwiftShader.
if (use_swiftshader_)
return;
.....
UpdateGpuInfoHelper();
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
当GpuDataManagerImplPrivate类的成员变量use_swiftshader_的值等于true时，表示通过软件方式来渲染网页，因此这时候就无需对GPU黑名单列表和GPU驱动BUG列表进行处理了，因为后面不会用到GPU。
另一方面，当GpuDataManagerImplPrivate类的成员变量use_swiftshader_的值等于false时，需要调用另外一个成员函数UpdateGpuInfoHelper处理GPU黑名单列表和GPU驱动BUG列表，它的实现如下所示：
void GpuDataManagerImplPrivate::UpdateGpuInfoHelper() {
......
if (gpu_blacklist_) {
std::set<int> features = gpu_blacklist_->MakeDecision(
gpu::GpuControlList::kOsAny, std::string(), gpu_info_);
......
UpdateBlacklistedFeatures(features);
}
if (gpu_driver_bug_list_) {
gpu_driver_bugs_ = gpu_driver_bug_list_->MakeDecision(
gpu::GpuControlList::kOsAny, std::string(), gpu_info_);
}
gpu::GpuDriverBugList::AppendWorkaroundsFromCommandLine(
&gpu_driver_bugs_, *CommandLine::ForCurrentProcess());
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数UpdateGpuInfoHelper首先调用成员变量gpu_blacklist_描述的一个GpuBlackList对象的成员函数MakeDecision根据设备自带的GPU的信息在GPU黑名单中找到被禁止使用的Chromium特性。这些特性保存在本地变量features描述的一个std::set中，并且会进一步交给GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数UpdateBlacklistedFeatures处理。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数UpdateGpuInfoHelper接下来又调用了成员变量gpu_driver_bug_list_描述的一个GpuDriverBugList对象的成员函数MakeDecision根据设备自带的GPU的信息在GPU驱动BUG列表中找到被禁止使用的Chromium特性。这些特性保存在GpuDataManagerImplPrivate类的成员变量gpu_driver_bugs_中，并且会增加到Chromium的启动命令行参数里面去。
接下来， 我们继续分析GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数UpdateBlacklistedFeatures，以便可以了解它是如何处理那些禁止使用GPU实现的Chromium特性，如下所示：
void GpuDataManagerImplPrivate::UpdateBlacklistedFeatures(
const std::set<int>& features) {
blacklisted_features_ = features;
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数UpdateBlacklistedFeatures主要就是将参数features描述的禁止使用GPU实现的Chromium特性记录在成员变量blacklisted_features_描述的一个std::set中。
这一步执行完成后，对GPU黑名单列表和GPU驱动BUG列表的处理就完毕，回到前面分析的BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted中，如果Chromium在编译时定义了宏USE_AURA，或者对于Mac OS X平台，它接下来就会调用函数ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface第一次判断是否需要启动一个GPU进程。
函数ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface的实现如下所示：
#if defined(USE_AURA)
bool ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface() {
return true;
}
#elif defined(OS_MACOSX) && !defined(OS_IOS)
bool ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface() {
return IsDelegatedRendererEnabled();
}
#endif 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
从这里可以看到，如果Chromium在编译时定义了宏USE_AURA，那么函数ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface的返回值固定为true，因为这时候表示要使用GPU来渲染Chromium的UI，也就是可以启动一个GPU进程。
另一方面，如果Chromium在编译时没有定义宏USE_AURA，但是当前平台是非iOS版的Max OS X平台，那么函数ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface调用另外一个函数IsDelegatedRendererEnabled判断是否可以启动一个GPU进程。
函数IsDelegatedRendererEnabled的实现如下所示：
bool IsThreadedCompositingEnabled() {
const CommandLine& command_line = *CommandLine::ForCurrentProcess();
// Command line switches take precedence over blacklist.
if (command_line.HasSwitch(switches::kDisableThreadedCompositing))
return false;
if (command_line.HasSwitch(switches::kEnableThreadedCompositing))
return true;
#if defined(USE_AURA) || defined(OS_MACOSX)
// We always want threaded compositing on Aura and Mac (the fallback is a
// threaded software compositor).
return true;
#else
return false;
#endif
}
bool IsDelegatedRendererEnabled() {
const CommandLine& command_line = *CommandLine::ForCurrentProcess();
bool enabled = false;
......
// Flags override.
enabled |= command_line.HasSwitch(switches::kEnableDelegatedRenderer);
enabled &= !command_line.HasSwitch(switches::kDisableDelegatedRenderer);
// Needs compositing, and thread.
if (enabled && !IsThreadedCompositingEnabled()) {
enabled = false;
......
}
return enabled;
}
这两个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/compositor_util.cc中。
从这里可以看到，函数IsDelegatedRendererEnabled的返回值等于true，也就是可以启动一个GPU进程，需要同时满足以下条件：
1. Chromium的命令行参数设置了switches::kEnableDelegatedRenderer选项；
2. Chromium的命令行参数没有设置switches::kDisableDelegatedRenderer选项；
3. Chromium的命令行参数设置了switches::kEnableThreadedCompositing选项，或者没有设置switches::kEnableThreadedCompositing选项，但是Chromium编译时定义了宏USE_AURA，或者当平台是Mac OS X平台。
4. Chromium的命令行参数没有设置switches::kDisableThreadedCompositing选项。
要理解上述四个条件，关键在于理解Delegated Renderer和Threaded Compositing两个概念。
Delegated Renderer描述的是一个委托渲染器。所谓委托渲染，就是Render进程的合成器管理的所有GPU资源都会转交给Browser进程的合成器，再由Browser进程的合成器进行统一的合成，最后显示在屏幕上。Threaded Compositing称为线程化合成，指的是在Render进程中，合成器运行在一个独立的线程中，这个线程称为实现（IMPL）线程。在Chromium里面，还有一个特性称为In-Thread Compositing，称为线程内合成。这个特性是给Android平台上的单进程模式的Chromium使用的，这时候Render端的合成器将运行在主线程中，目的是可以让网页UI的合成发生在应用程序UI的绘制过程中。
这意味着，如果Chromium在编译时没有定义宏USE_AURA，但是当前平台是非iOS版的Max OS X平台，那么Delegated Renderer和Threaded Compositing这两个特性都是需要GPU支持的，因此当它们都启用时，就需要启动一个GPU进程。
这一步执先完成后，回到前面分析的BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted中，这时候如果函数ShouldInitializeBrowserGpuChannelAndTransportSurface的返回值为true，那么只是初步确定Chromium需要一个GPU进程。至于这个GPU进程最终能不能启动起来，还要取决于设备自带的GPU能否用来实现GPU_FEATURE_TYPE_GPU_COMPOSITING特性。这是通过调用GpuDataManagerImpl类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor进行判断的，如下所示：
bool GpuDataManagerImpl::CanUseGpuBrowserCompositor() const {
base::AutoLock auto_lock(lock_);
return private_->CanUseGpuBrowserCompositor();
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl.cc中。
GpuDataManagerImpl类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor调用了成员变量private_描述的一个GpuDataManagerImplPrivate对象的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor判断设备自带的GPU能否用来实现GPU_FEATURE_TYPE_GPU_COMPOSITING特性，如下所示：
bool GpuDataManagerImplPrivate::CanUseGpuBrowserCompositor() const {
if (ShouldUseSwiftShader())
return false;
if (IsFeatureBlacklisted(gpu::GPU_FEATURE_TYPE_GPU_COMPOSITING))
return false;
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor首先调用另外一个成员函数ShouldUseSwiftShader判断Chromium的UI是否是通过软件方式渲染的，如下所示：
bool GpuDataManagerImplPrivate::ShouldUseSwiftShader() const {
return use_swiftshader_;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
前面提到，当GpuDataManagerImplPrivate类的成员变量use_swiftshader的值等于true的时候，就表示Chromium的UI是通过软件方式渲染的。在这种情况下，回到GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor中，那么它就可以直接返回一个false值给调用者，表示不需要启动一个GPU进程。
假设GpuDataManagerImplPrivate类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor的返回值为false，那么它接下来就调用成员函数IsFeatureBlacklisted判断设备自带的GPU能否用来实现GPU_FEATURE_TYPE_GPU_COMPOSITING特性，如下所示：
bool GpuDataManagerImplPrivate::IsFeatureBlacklisted(int feature) const {
......
return (blacklisted_features_.count(feature) == 1);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_data_manager_impl_private.cc中。
从前面的分析可以知道，GpuDataManagerImplPrivate类的成员变量blacklisted_features_描述的一个std::set保存了禁止使用设备自带的GPU实现的Chromium特性，因此通过它就可以判断参数feature描述的特性是否被支持。
这一步执行完成之后，回到前面分析的BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted中，如果GpuDataManagerImpl类的成员函数CanUseGpuBrowserCompositor的返回值为false，也就是设备自带的GPU被禁止用来实现GPU_FEATURE_TYPE_GPU_COMPOSITING特性，那么本地变量established_gpu_channel的值就会由true值修改为false时，表示不需要启动一个GPU进程。
最后，BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted调用BrowserGpuChannelHostFactory类的静态成员函数Initialize检查本地变量established_gpu_channel的值是否等于true。如果等于true，那么就可能需要启动一个GPU进程，如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::Initialize(bool establish_gpu_channel) {
DCHECK(!instance_);
instance_ = new BrowserGpuChannelHostFactory();
if (establish_gpu_channel) {
instance_->EstablishGpuChannel(CAUSE_FOR_GPU_LAUNCH_BROWSER_STARTUP,
base::Closure());
}
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
BrowserGpuChannelHostFactory类的静态成员函数Initialize首先是创建了一个BrowserGpuChannelHostFactory对象，并且保存在静态成员变量instance_中。在参数establish_gpu_channel的值等于true的情况下，BrowserGpuChannelHostFactory类的静态成员函数Initialize继续调用前面创建的BrowserGpuChannelHostFactory对象的成员函数EstablishGpuChannel启动一个GPU进程，以及创建一个到该GPU进程的GPU通道。
BrowserGpuChannelHostFactory类的成员函数EstablishGpuChannel的实现如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishGpuChannel(
CauseForGpuLaunch cause_for_gpu_launch,
const base::Closure& callback) {
......
if (!gpu_channel_ && !pending_request_) {
// We should only get here if the context was lost.
pending_request_ = EstablishRequest::Create(
cause_for_gpu_launch, gpu_client_id_, gpu_host_id_);
}
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
BrowserGpuChannelHostFactory类的成员变量gpu_channel_描述的是Browser进程到GPU进程的一个GPU通道，另外一个成员变量pending_request_描述的是正在创建上述GPU通道的一个请求。当这两个成员变量的值均等于NULL的时候，就说明GPU通道还没有建立起来，因此接下来就会调用EstablishRequest类的静态成员函数Create创建一个GPU通道。
EstablishRequest类的静态成员函数Create的实现如下所示：
scoped_refptr<BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest>
BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::Create(CauseForGpuLaunch cause,
int gpu_client_id,
int gpu_host_id) {
scoped_refptr<EstablishRequest> establish_request =
new EstablishRequest(cause, gpu_client_id, gpu_host_id);
scoped_refptr<base::MessageLoopProxy> loop =
BrowserThread::GetMessageLoopProxyForThread(BrowserThread::IO);
// PostTask outside the constructor to ensure at least one reference exists.
loop->PostTask(
FROM_HERE,
base::Bind(&BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::EstablishOnIO,
establish_request));
return establish_request;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
EstablishRequest类的静态成员函数Create首先将参数cause、gpu_client_id和gpu_host_id封装在一个EstablishRequest对象中，接着向当前进程的IO的消息队列发送一个Task，该Task绑定的函数为EstablishRequest类的成员函数EstablishOnIO，并且当该函数被调用时，this指针指向的是上述封装的EstablishRequest对象。
EstablishRequest类的成员函数EstablishOnIO的实现如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::EstablishOnIO() {
GpuProcessHost* host = GpuProcessHost::FromID(gpu_host_id_);
if (!host) {
host = GpuProcessHost::Get(GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_SANDBOXED,
cause_for_gpu_launch_);
......
gpu_host_id_ = host->host_id();
......
}
......
host->EstablishGpuChannel(
gpu_client_id_,
true,
base::Bind(
&BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::OnEstablishedOnIO,
this));
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
在Chroimum中，可能会存在两个GPU进程，其中一个是受限GPU进程，运行在沙箱中，通过枚举值GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_SANDBOXED描述，另外一个是特权GPU进程，不用运行在沙箱中，通过枚举值GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_UNSANDBOXED描述。同时，每一个GPU进程都分配有一个Host ID，这个ID值保存在EstablishRequest类的成员变量gpu_host_id_中。
EstablishRequest类的成员函数EstablishOnIO首先是调用GpuProcessHost类的静态成员函数FromID检查与它的成员变量gpu_host_id_对应的GPU进程是否已经启动过了。如果已经启动过了，那么就会得到一个GpuProcessHost对象。也就是说，每一个GPU进程在Browser进程中，都通过一个GpuProcessHost对象描述，并且每一个GpuProcessHost对象都有一个对应的Host ID。
如果与EstablishRequest类的成员变量gpu_host_id_对应的GPU进程还没有创建，那么接下来就会调用GpuProcessHost类的静态成员函数Get启动一个类型为GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_SANDBOXED的GPU进程，也就是创建一个运行沙箱中的GPU进程。创建启动成功，那么就可以获得一个GpuProcessHost对象。由于分配给这个GpuProcessHost对象的Host ID可能发生了变化，因此就通过调用它的成员函数host_id获得它现在使用的Host ID，并且保存在EstablishRequest类的成员变量gpu_host_id_中。
最后，EstablishRequest类的成员函数EstablishOnIO就调用上述获得的GpuProcessHost对象的成员函数EstablishGpuChannel创建一个到它所描述的GPU进程的GPU通道。接下来，我们先分析GpuProcessHost类的静态成员函数Get启动GPU进程的过程，接下来再分析GpuProcessHost类的成员函数EstablishGpuChannel创建GPU通道的过程。
GpuProcessHost类的静态成员函数Get的实现如下所示：
GpuProcessHost* g_gpu_process_hosts[GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_COUNT];
......
GpuProcessHost* GpuProcessHost::Get(GpuProcessKind kind,
CauseForGpuLaunch cause) {
......
if (g_gpu_process_hosts[kind] && ValidateHost(g_gpu_process_hosts[kind]))
return g_gpu_process_hosts[kind];
......
static int last_host_id = 0;
int host_id;
host_id = ++last_host_id;
......
GpuProcessHost* host = new GpuProcessHost(host_id, kind);
if (host->Init())
return host;
......
} 这个函数定义在文件xternal/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
全局变量g_gpu_process_hosts是一个GpuProcessHost数组，它的大小为GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_COUNT，即等于2，它是用来保存上面提到的用来描述GPU进程的GpuProcessHost对象。也就是说，每当我们创建一个GPU进程的时候，就会创建一个GpuProcessHost对象，并且将该GpuProcessHost对象按照它的类型（puProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_UNSANDBOXED或者puProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_SANDBOXED）保存在全局g_gpu_process_hosts描述的GpuProcessHost数组中。
GpuProcessHost类的静态成员函数Get首先做的便是根据参数kind指定的GPU进程类型在全局变量g_gpu_process_hosts描述的GpuProcessHost数组中检查是否已经存在一个对应的GpuProcessHost对象。如果已经存在，那么就说明请求启动的GPU进程已经启动起来了，因此就不用再往下处理了。否则的话，就会创建一个GpuProcessHost对象，并且调用该GpuProcessHost对象的成员函数Init启动一个GPU进程。
我们首先分析GpuProcessHost对象的创建过程，即GpuProcessHost类的构造函数的实现，如下所示：
GpuProcessHost::GpuProcessHost(int host_id, GpuProcessKind kind)
: ......,
in_process_(false),
...... {
if (CommandLine::ForCurrentProcess()->HasSwitch(switches::kSingleProcess) ||
CommandLine::ForCurrentProcess()->HasSwitch(switches::kInProcessGPU)) {
in_process_ = true;
}
......
g_gpu_process_hosts[kind] = this;
......
process_.reset(new BrowserChildProcessHostImpl(PROCESS_TYPE_GPU, this));
} 这个函数定义在文件xternal/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
GpuProcessHost类有一个重要的成员变量in_process_。当Chromium的命令行参数中设置了switches::kSingleProcess或者switches::kInProcessGPU选项的时候，它的值等于true。否则的话，它的值就等于false。
当GpuProcessHost类的成员变量in_process_的值等于true的时候，表示在Browser进程中创建一个GPU线程来代替GPU进程。这种GPU渲染方式在Chromium中就称为In-Process GPU渲染。这意味着，Browser进程接收到GPU相关的操作时，都转发给它的GPU线程处理。由于Browser进程与GPU线程和GPU进程的通信过程都统一封装为IPC通道或者GPU通道操作，因此不管采用的是In-Process GPU渲染方式，还是独立GPU进程的渲染方式，它们提供给Browser进程的接口，都是一样的。
GpuProcessHost类还有另外一个成员变量process_，它指向的是一个BrowserChildProcessHostImpl对象。通过该BrowserChildProcessHostImpl对象，GpuProcessHost类可以向GPU线程或者GPU进程发送IPC消息，或者接收从GPU线程或者GPU进程发送过来的IPC消息。
从这里还可以看到，正在创建的GpuProcessHost对象被保存在全局变量g_gpu_process_hosts中，这样以后就可以检查指定类型的GPU进程是否已经启动过了。
回到GpuProcessHost类的静态成员函数Get中，当它创建了一个GpuProcessHost对象之后，接下来就会调用这个GpuProcessHost对象的成员函数Init启动一个GPU进程或者一个GPU线程，它的实现如下所示：
bool GpuProcessHost::Init() {
......
std::string channel_id = process_->GetHost()->CreateChannel();
if (channel_id.empty())
return false;
if (in_process_) {
......
in_process_gpu_thread_.reset(g_gpu_main_thread_factory(channel_id));
in_process_gpu_thread_->Start();
......
} else if (!LaunchGpuProcess(channel_id)) {
return false;
}
if (!Send(new GpuMsg_Initialize()))
return false;
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
GpuProcessHost类的成员函数Init首先通过调用成员变量process_指向的BrowserChildProcessHostImpl对象的成员函数GetHost获得其内部的一个ChildProcessHostImpl对象。有了这个ChildProcessHostImpl对象之后，再调用它的成员函数CreateChannel创建一个IPC通道，如下所示：
std::string ChildProcessHostImpl::CreateChannel() {
channel_id_ = IPC::Channel::GenerateVerifiedChannelID(std::string());
channel_ = IPC::Channel::CreateServer(channel_id_, this);
if (!channel_->Connect())
return std::string();
......
return channel_id_;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/child_process_host_impl.cc中。
ChildProcessHostImpl类的成员函数CreateChannel首先是调用IPC::Channel类的静态成员函数GenerateVerifiedChannelID生成一个唯一的UNIX Socket名称，接着再调用IPC::Channel类的静态成员函数CreateServer根据上述UNIX Socket名称创建一个UNIX Socket。
IPC::Channel类的静态成员函数GenerateVerifiedChannelID的实现可以参考前面Chromium的Render进程启动过程分析一文，它的另外一个静态成员函数CreateServer的实现如下所示：
scoped_ptr<Channel> Channel::CreateServer(
const IPC::ChannelHandle &channel_handle, Listener* listener) {
return Channel::Create(channel_handle, Channel::MODE_SERVER, listener);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ipc/ipc_channel_common.cc中。
IPC::Channel类的静态成员函数CreateServer调用了Channel类的静态成员函数Create创建了一个UNIX Socket，并且将其Server端文件描述符封装在一个ChannelPosix对象。这个过程可以参考前面Chromium的Render进程启动过程分析一文。
回到ChildProcessHostImpl类的成员函数CreateChannel中，它通过IPC::Channel类的静态成员函数CreateServer获得一个ChannelPosix对象之后，再调用该ChannelPosix对象的成员函数Connect，这样就可以将前面所创建的一个UNIX Socket的Server端文件描述符增加到当前进程的IO线程的消息队列中去监控，也就是监控它的IO事件，用来接收以后GPU进程或者GPU线程给它发送的IPC消息。这个过程也可以参考前面Chromium的Render进程启动过程分析一文。
再回到GpuProcessHost类的成员函数Init中，它调用ChildProcessHostImpl类的成员函数CreateChannel创建了一个Server端的IPC通道之后，接下来根据成员变量in_process_的值决定是要在当前进程中创建一个GPU线程，还是要创建一个独立的GPU进程。
根据前面的分析，当GpuProcessHost类的成员变量in_process_的值等于true的时候，表示要在当前进程，也就是Browser进程，创建一个GPU线程。接下来我们就首先分析GPU线程的创建过程。
g_gpu_main_thread_factory是一个类型为GpuMainThreadFactoryFunction的函数指针，它的定义如下所示：
GpuMainThreadFactoryFunction g_gpu_main_thread_factory = NULL;这个全局变量定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
GpuMainThreadFactoryFunction的定义如下所示：
typedef base::Thread* (*GpuMainThreadFactoryFunction)(const std::string& id);这个函数指针类型定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.h中。
从这里可以看到，GpuMainThreadFactoryFunction函数指针指向的函数有一个类型为std::string&的参数，这个参数描述的是一个UNIX Socket名称，并且该函数的返回值是一个 Thread对象，该Thread对象描述的就是一个线程。
Browser进程启动的过程中，会调用一个函数RegisterMainThreadFactories设置全局变量g_gpu_main_thread_factory的值，如下所示：
static void RegisterMainThreadFactories() {
......
GpuProcessHost::RegisterGpuMainThreadFactory(
CreateInProcessGpuThread);
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/app/content_main_runner.cc中。
函数RegisterMainThreadFactories通过调用GpuProcessHost类的静态成员函数RegisterGpuMainThreadFactory设置全局变量g_gpu_main_thread_factory的值，如下所示：
void GpuProcessHost::RegisterGpuMainThreadFactory(
GpuMainThreadFactoryFunction create) {
g_gpu_main_thread_factory = create;
} 这个函数指针类型定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
这意味着全局变量g_gpu_main_thread_factory指向的函数为CreateInProcessGpuThread。
回到GpuProcessHost类的成员数Init中，它首先通过调用全局变量g_gpu_main_thread_factory指向的函数创建一个线程对象，也就是通过调用函数CreateInProcessGpuThread创建一个线程对象，接着再调用该线程对象的成员函数Start启动一个GPU线程。
函数CreateInProcessGpuThread的实现如下所示：
base::Thread* CreateInProcessGpuThread(const std::string& channel_id) {
return new InProcessGpuThread(channel_id);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/in_process_gpu_thread.cc中。
函数CreateInProcessGpuThread返回的是一个InProcessGpuThread对象，该对象的创建过程如下所示：
InProcessGpuThread::InProcessGpuThread(const std::string& channel_id)
: base::Thread("Chrome_InProcGpuThread"),
channel_id_(channel_id),
gpu_process_(NULL) {
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/in_process_gpu_thread.cc中。
InProcessGpuThread类的构造函数主要做两件事件。第一件事情是调用父类Thread的构造函数对父类部分对象进行初始化，第二件事件是将前面创建的一个UNIX Socket的名称保存在成员变量channel_id_中。
这意味着，Browser进程中的GPU线程是通过一个InProcessGpuThread对象来描述的。从前面Chromium多线程模型设计和实现分析一文可以知道，当调用这个InProcessGpuThread对象的成员函数Start（从父类Thread继承下来）的时候，就可以启动一个线程。这个线程在进入消息循环之前，会先调用由子类实现的成员函数Init，也就是InProcessGpuThread类的成员函数Init，对线程执行初始化工作。
InProcessGpuThread类的成员函数Init的实现如下所示：
void InProcessGpuThread::Init() {
gpu_process_ = new GpuProcess();
// The process object takes ownership of the thread object, so do not
// save and delete the pointer.
gpu_process_->set_main_thread(new GpuChildThread(channel_id_));
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/in_process_gpu_thread.cc中。
InProcessGpuThread类的成员函数Init首先创建了一个GpuProcess对象，并且保存在成员变量gpu_process_中。这个GpuProcess对象就是图1所示的GpuProcess对象，用来与Browser进程进行IPC。这个GpuProcess对象本来是应该在GPU进程中创建的，但是由于在我们这个情景中，只有GPU线程没有GPU进程，不过两者是等价的，因此，在GPU线程中创建一个GpuProcess对象起到的效果和作用与在GPU进程中创建一个GpuProcess对象是相同的。
GpuProcess类是从ChildProcess类继承下来的，如下所示：
class GpuProcess : public ChildProcess {
.....
}; 这个类定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_process.h中。
这意味着在创建GpuProcess对象的过程中，会触发对ChildProcess类的构造函数的调用，如下所示：
GpuProcess::GpuProcess() {
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_process.cc中。
GpuProcess类的构造函数调用的是父类ChildProcess的默认构造函数。我们在前面Chromium的Render进程启动过程分析一文中已经分析过ChildProcess的默认构造函数了，它主要就是创建一个IO线程。这个IO线程就是负责与Browser进程或者其它进程（例如Render进程和Plugin进程）的IO线程进行IPC的。
回到InProcessGpuThread类的成员函数Init中，它在GPU线程中创建了一个GpuProcess对象之后，就获得了一个IO线程，接下来它又创建了一个GpuChildThread对象。这个GpuChildThread对象也是用来描述当前所在的GPU线程，并且这个GpuChildThread对象会被设置到前面创建的GpuProcess对象中，表示前面创建的GpuProcess对象所描述的“进程”的主线程就是这里创建的GpuChildThread对象所描述的GPU线程。
GpuChildThread对象的创建过程如下所示：
GpuChildThread::GpuChildThread(const std::string& channel_id)
: ChildThread(channel_id),
......,
in_browser_process_(true) {
......
#if !defined(OS_ANDROID)
// For single process and in-process GPU mode, we need to load and
// initialize the GL implementation and locate the GL entry points here.
// On Android, GLSurface::InitializeOneOff() is called from BrowserMainLoop
// before getting here. crbug.com/326295
if (!gfx::GLSurface::InitializeOneOff())
VLOG(1) << "gfx::GLSurface::InitializeOneOff failed";
#endif
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_child_thread.cc。
GpuChildThread类的构造函数主要做两件事情。
第一件事情是将参数channel_id描述的UNIX Socket的名称传递给父类ChildThread的构造函数，以便后者可以根据该UNIX Socket的名称获得前面在ChildProcessHostImpl类的成员函数CreateChannel中创建的一个UNIX Socket的Client端文件描述符。有了这个UNIX Socket的Client端文件描述符之后，就可以创建一个Client端IPC通道了。这个Client端IPC通道以后就可以用来与Browser进程或者其它进程（例如Render进程和Plugin进程）的Server端IPC通道进行通信。ChildThread类的构造函数创建Client端IPC通道的过程可以参考前面Chromium的Render进程启动过程分析一文。
第二件事情是在非Android平台才会做的，就是调用前面分析过的gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff在当前进程中加载OpenGL相关的库，以及创建一个EGLDisplay，以便以后可以创建OpenGL上下文。这是由于在Android平台上，前面在调用BrowserMainLoop类的成员函数BrowserThreadsStarted的时候，已经调用过gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff了，因此这里就不需要再重复调用。
这样，在Browser进程中创建一个GPU线程的过程就分析完成了。这个GPU线程通过InProcessGpuThread类描述，并且在它的启动的过程中，主要是做了以下两件事情：
1. 创建了一个GpuProcess对象，用来描述一个假设存在的GPU进程，这将会触发创建一个IO线程。注意，Browser进程本来也有一个IO线程。这个原有的IO线程是Browser进程用来与其它进程（例如GPU进程、Render进程和Plugin进程）进行IPC的。而这里新创建的IO线程是GPU线程用来与其他进程（例如Browser进程、Render进程和Plugin进程）进行IPC的。
2. 创建了一个GpuChildThread对象，该GpuChildThread对象描述的也是Browser进程中的GPU线程，这将会触发创建一个Client端IPC通道。这个Client端IPC通道是GPU线程用来与其他进程（例如Browser进程、Render进程和Plugin进程）的Server端IPC通道进行IPC的。
上述两个对象在GPU进程的启动过程也同样会创建的。正是通过这种相同的方式，使得Browser进程与GPU线程和GPU进程的通信方式和过程都是一样的，也就是说，Browser进程需要执行GPU操作时，不需要知道这些GPU操作是在它的一个GPU线程中执行，还是在一个独立的GPU进程中执行。同样的，Render进程和Plugin进程需要执行GPU操作时，也不需要关心这些GPU操作是在Browser进程中的一个GPU线程中执行，还是在一个独立日GPU进程中执行。
回到GpuProcessHost类的成员函数Init中，接下来我们分析另外一个情景，即启动GPU进程的情况。这是通过调用GpuProcessHost类的成员函数LaunchGpuProcess实现的，如下所示：
bool GpuProcessHost::LaunchGpuProcess(const std::string& channel_id) {
......
base::FilePath exe_path = ChildProcessHost::GetChildPath(child_flags);
......
CommandLine* cmd_line = new CommandLine(exe_path);
cmd_line->AppendSwitchASCII(switches::kProcessType, switches::kGpuProcess);
......
process_->Launch(
new GpuSandboxedProcessLauncherDelegate(cmd_line,
process_->GetHost()),
......
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
GpuProcessHost类的成员函数LaunchGpuProcess首先是创建了GPU进程的命令行参数。这个命令行参数设置了一个重要的选项switches::kProcessType，它的值等于switches::kGpuProcess。
GpuProcessHost类的成员函数LaunchGpuProcess接下来将上述命令行参数传递给成员变量process_指向的一个BrowserChildProcessHostImpl对象的成员函数Launch，以便后者可以启动一个GPU进程。
BrowserChildProcessHostImpl类的成员函数Launch的实现如下所示：
void BrowserChildProcessHostImpl::Launch(
SandboxedProcessLauncherDelegate* delegate,
CommandLine* cmd_line) {
......
child_process_.reset(new ChildProcessLauncher(
delegate,
cmd_line,
data_.id,
this));
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/browser_child_process_host_impl.cc中。
从这里可以看到，BrowserChildProcessHostImpl类的成员函数Launch主要是创建了一个ChildProcessLauncher对象，并且保存在成员变量child_process_中。从前面Chromium的Render进程启动过程分析一文可以知道，在ChildProcessLauncher对象的创建过程中，也就是在ChildProcessLauncher类的构造函数中，将会通过JNI调用Java层的一个Conext接口的成员函数bindService启动一个Service进程。
从前面Chromium的Render进程启动过程分析一文还可以知道，当前进程，也就是Browser进程，会将前面在ChildProcessHostImpl类的成员函数CreateChannel中创建的一个UNIX Socket的Client端文件描述符通过Binder IPC传递给上述Service进程，以便后者可以创建一个Client端IPC通道与Browser进程进行通信。最后，上述Service进程会通过JNI调用Native层的函数RunNamedProcessTypeMain，后者的实现如下所示：
int RunNamedProcessTypeMain(
const std::string& process_type,
const MainFunctionParams& main_function_params,
ContentMainDelegate* delegate) {
static const MainFunction kMainFunctions[] = {
#if !defined(CHROME_MULTIPLE_DLL_CHILD)
{ "", BrowserMain },
#endif
#if !defined(CHROME_MULTIPLE_DLL_BROWSER)
#if defined(ENABLE_PLUGINS)
#if !defined(OS_LINUX)
{ switches::kPluginProcess, PluginMain },
#endif
{ switches::kWorkerProcess, WorkerMain },
{ switches::kPpapiPluginProcess, PpapiPluginMain },
{ switches::kPpapiBrokerProcess, PpapiBrokerMain },
#endif // ENABLE_PLUGINS
{ switches::kUtilityProcess, UtilityMain },
{ switches::kRendererProcess, RendererMain },
{ switches::kGpuProcess, GpuMain },
#endif // !CHROME_MULTIPLE_DLL_BROWSER
};
......
for (size_t i = 0; i < arraysize(kMainFunctions); ++i) {
if (process_type == kMainFunctions[i].name) {
if (delegate) {
int exit_code = delegate->RunProcess(process_type,
main_function_params);
#if defined(OS_ANDROID)
// In Android's browser process, the negative exit code doesn't mean the
// default behavior should be used as the UI message loop is managed by
// the Java and the browser process's default behavior is always
// overridden.
if (process_type.empty())
return exit_code;
#endif
if (exit_code >= 0)
return exit_code;
}
return kMainFunctions[i].function(main_function_params);
}
}
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/app/content_main_runner.cc中。
在前面Chromium的Render进程启动过程分析一文中，我们已经分析过函数RunNamedProcessTypeMain的实现了，不过这时候它的参数process_type的值等于switches::kGpuProcess，也就是来自于前面提到的命令行参数中的switches::kProcessType选项，因此接下来函数RunNamedProcessTypeMain将调用函数GpuMain作为GPU进程的入口函数。
函数GpuMain的实现如下所示：
int GpuMain(const MainFunctionParams& parameters) {
......
base::MessageLoop main_message_loop(base::MessageLoop::TYPE_IO);
......
// Warm up resources that don't need access to GPUInfo.
if (WarmUpSandbox(command_line)) {
......
// Determine if we need to initialize GL here or it has already been done.
bool gl_already_initialized = false;
......
if (command_line.HasSwitch(switches::kInProcessGPU)) {
// With in-process GPU, GLSurface::InitializeOneOff() is called from
// GpuChildThread before getting here.
gl_already_initialized = true;
}
// Load and initialize the GL implementation and locate the GL entry points.
bool gl_initialized =
gl_already_initialized
? gfx::GetGLImplementation() != gfx::kGLImplementationNone
: gfx::GLSurface::InitializeOneOff();
......
}
......
GpuProcess gpu_process;
......
GpuChildThread* child_thread = new GpuChildThread(watchdog_thread.get(),
dead_on_arrival,
gpu_info,
deferred_messages.Get());
......
gpu_process.set_main_thread(child_thread);
{
......
main_message_loop.Run();
}
......
return 0;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_main.cc中。
函数GpuMain主要做了以下几件事情：
1. 创建了一个IO类型的消息循环，后面将会将该消息循环作为当前线程的消息循环。
2. 调用函数WarmUpSandbox判断是否需要执行一些预加载操作。如果需要的话，接下来就会继续判断当前进程的命令行参数是否包含了switches::kInProcessGPU选项。如果没有包括，那么再接下来就会调用我们前面分析过的gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff在当前进程加载OpenGL相关的库，以及创建一个EGLDisplay，以便以后可以用来创建OpenGL上下文。函数WarmUpSandbox的返回值总为true，并且当前进程的命令行参数没有包含switches::kInProcessGPU选项，因此最后会调用gfx::GLSurface类的静态成员函数InitializeOneOff。
3. 创建了一个GpuProcess对象。从前面的分析可以知道，创建GpuProcess对象将会导致在当前进程中创建一个IO线程。这个IO线程是用来与其他进程（例如Browser进程、Render进程和Plugin进程）进行IPC的。
4. 创建了一个GpuChildThread对象，该GpuChildThread对象描述的线程即为当前线程，并且会将当前线程设置为当前进程（也就是GPU进程）的主线程。从前面的分析可以知道，创建GpuChildThread对象将会触发创建一个Client端IPC通道。这个Client端IPC通道是GPU进程用来与其他进程（例如Browser进程、Render进程和Plugin进程）的Server端IPC通道进行IPC的。
5. 通过前面创建的消息循环使得当前线程进入消息循环状态。
这样，GPU进程的启动过程就完成了。回到前面分析的GpuProcessHost类的成员函数Init中，无论它之前启动的是一个GPU线程，还是一个GPU进程，都会向它发送一个类型为GpuMsg_Initialize的IPC消息，用来对GPU进程执行初始化工作。
GpuMsg_Initialize是一个类型为MSG_ROUTING_CONTROL的IPC消息，根据前面Chromium的IPC消息发送、接收和分发机制分析一文的IPC消息分发机制，这个消息首先是分给在GPU进程或者GPU线程中创建的GpuChildThread对象的父类ChildThread的成员函数OnMessageReceived处理，如下所示：
bool ChildThread::OnMessageReceived(const IPC::Message& msg) {
......
if (msg.routing_id() == MSG_ROUTING_CONTROL)
return OnControlMessageReceived(msg);
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/child/child_thread.cc中。
ChildThread的成员函数OnMessageReceived发现这是一个类型为MSG_ROUTING_CONTROL的IPC消息，于是就会将它分发给另外一个成员函数OnControlMessageReceived处理。GpuChildThread类重写了父类ChildThread的成员函数OnControlMessageReceived，因此接下来参数msg描述的IPC消息继续分发给GpuChildThread类的成员函数OnControlMessageReceived处理。
GpuChildThread类的成员函数OnControlMessageReceived的实现如下所示：
bool GpuChildThread::OnControlMessageReceived(const IPC::Message& msg) {
bool handled = true;
IPC_BEGIN_MESSAGE_MAP(GpuChildThread, msg)
IPC_MESSAGE_HANDLER(GpuMsg_Initialize, OnInitialize)
......
IPC_MESSAGE_UNHANDLED(handled = false)
IPC_END_MESSAGE_MAP()
if (handled)
return true;
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_child_thread.cc中。
从这里可以看到，IPC消息GpuMsg_Initialize最后将由GpuChildThread类的成员函数OnInitialize进行处理，它的主要处理过程如下所示：
void GpuChildThread::OnInitialize() {
......
gpu_channel_manager_.reset(
new GpuChannelManager(GetRouter(),
watchdog_thread_.get(),
ChildProcess::current()->io_message_loop_proxy(),
ChildProcess::current()->GetShutDownEvent()));
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_child_thread.cc中。
GpuChildThread类的成员函数OnInitialize主要是创建了一个GpuChannelManager对象，并且保存在成员变量gpu_channel_manager_中。这个GpuChannelManager是用来负责管理GPU进程与其它进程之间的GPU通道的，接下来我们分析GPU通道的创建过程时就会看到这一点。
注意，GpuChildThread类的成员函数OnInitialize在创建上述GpuChannelManager对象时，会传递给它两个重要的参数，即第一个参数和第三个参数。其中，第三个参数是GPU进程负责用来与其它进程执行IPC的IO线程的消息循环。第一个参数是一个MessageRouter对象，是通过调用从父类ChildThread继承下来的成员函数GetRouter获得的，如下所示：
MessageRouter* ChildThread::GetRouter() {
......
return &router_;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/child/child_thread.cc中。
ChildThread类的成员函数GetRouter返回的是成员变量router_描述的一个MessageRouter对象。后面我们分析GPU通道的创建过程时再解释它的作用。
上述两个参数最后将会保存在GpuChannelManager类的成员变量router_和io_message_loop_中，如下所示：
GpuChannelManager::GpuChannelManager(MessageRouter* router,
GpuWatchdog* watchdog,
base::MessageLoopProxy* io_message_loop,
base::WaitableEvent* shutdown_event)
: ......,
io_message_loop_(io_message_loop),
......,
router_(router),
...... {
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/gpu_channel_manager.cc。
以后涉及到IPC消息的分发过程中，在没有必要的情况下，我们将会略过中间的分发过程，而直接进入到最终的处理函数。中间略过的过程读者可以参考Chromium的IPC消息发送、接收和分发机制一文自行分析。
这样，Browser进程启动GPU线程或者GPU进程的过程就分析完成了，但是这时候Browser进程与GPU线程或者GPU进程仅仅是建立了一个普通的IPC通道。从前面的图1可以看到，Browser进程与GPU进程之间的GPU操作是通过一个专门的GPU通道进行的，这一点也适用于GPU线程。因此，接下来Browser进程还需要与GPU进程或者GPU线程建立一个GPU通道。
前面分析EstablishRequest类的成员函数EstablishOnIO的时候提到，它在启动了GPU进程或者GPU线程之后，会调用GpuProcessHost类的成员函数EstablishGpuChannel创建一个GPU通道，如下所示：
void GpuProcessHost::EstablishGpuChannel(
int client_id,
bool share_context,
const EstablishChannelCallback& callback) {
......
if (Send(new GpuMsg_EstablishChannel(client_id, share_context))) {
channel_requests_.push(callback);
}
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
GpuProcessHost类的成员函数EstablishGpuChannel向刚才启动起来的GPU进程或者GPU线程发送一个类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息。发送成功后，参数callback指向的一个EstablishChannelCallback对象将会保存在GpuProcessHost类的成员变量channel_requests_描述的一个std::queue中，以便等到发送出去的IPC消息得到回复时进行相应的处理。
从前面的调用过程可以知道，参数callback指向的一个EstablishChannelCallback对象描述的是一个Task，该Task绑定的函数为BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数OnEstablishedOnIO，因此，当类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息得到回复时，BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数OnEstablishedOnIO会被调用。
类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息由GpuChildThread类的成员函数OnControlMessageReceived分发给GpuChannelManager类的成员函数OnMessageReceived处理，如下所示：
bool GpuChildThread::OnControlMessageReceived(const IPC::Message& msg) {
......
return gpu_channel_manager_.get() &&
gpu_channel_manager_->OnMessageReceived(msg);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/gpu/gpu_child_thread.cc中。
GpuChildThread类的成员变量gpu_channel_manager_指向的GpuChannelManager对象是GPU进程或者GPU线程前面接收到类型为GpuMsg_Initialize的IPC消息时创建的，GpuChildThread类的成员函数OnControlMessageReceived将类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息分给它处理，如下所示：
bool GpuChannelManager::OnMessageReceived(const IPC::Message& msg) {
bool handled = true;
IPC_BEGIN_MESSAGE_MAP(GpuChannelManager, msg)
IPC_MESSAGE_HANDLER(GpuMsg_EstablishChannel, OnEstablishChannel)
......
IPC_MESSAGE_UNHANDLED(handled = false)
IPC_END_MESSAGE_MAP()
return handled;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/gpu_channel_manager.cc中。
GpuChannelManager类的成员函数OnMessageReceived将类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息分给另外一个成员函数OnEstablishChannel处理，如下所示：
void GpuChannelManager::OnEstablishChannel(int client_id, bool share_context) {
IPC::ChannelHandle channel_handle;
gfx::GLShareGroup* share_group = NULL;
gpu::gles2::MailboxManager* mailbox_manager = NULL;
if (share_context) {
if (!share_group_.get()) {
share_group_ = new gfx::GLShareGroup;
DCHECK(!mailbox_manager_.get());
mailbox_manager_ = new gpu::gles2::MailboxManager;
}
share_group = share_group_.get();
mailbox_manager = mailbox_manager_.get();
}
scoped_ptr<GpuChannel> channel(new GpuChannel(
this, watchdog_, share_group, mailbox_manager, client_id, false));
channel->Init(io_message_loop_.get(), shutdown_event_);
channel_handle.name = channel->GetChannelName();
#if defined(OS_POSIX)
// On POSIX, pass the renderer-side FD. Also mark it as auto-close so
// that it gets closed after it has been sent.
int renderer_fd = channel->TakeRendererFileDescriptor();
DCHECK_NE(-1, renderer_fd);
channel_handle.socket = base::FileDescriptor(renderer_fd, true);
#endif
gpu_channels_.set(client_id, channel.Pass());
Send(new GpuHostMsg_ChannelEstablished(channel_handle));
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/gpu_channel_manager.cc中。
从前面的调用过程可以知道，参数share_context的值等于true，表示要创建的GPU通道与其它的GPU通道共享相同的OpenGL组，同时它们也共享相同的Mailbox管理器。这个相同的OpenGL共享组和Mailbox共享管理器由GpuChannelManager类的成员变量share_group_和mailbox_manager_描述。
因此，当参数share_context的值等于true，并且GpuChannelManager类的成员变量share_group_和mailbox_manager_又等于NULL的时候，GpuChannelManager类的成员函数OnEstablishChannel就分别创建一个gfx::GLShareGroup对象和一个gpu::gles2::MailboxManager对象保存在它们之上。
关于OpenGL共享组和Mailbox管理器，在后面一个系列的文章中分析Chromium的GPU渲染机制时，我们再详细分析。
GpuChannelManager类的成员函数OnEstablishChannel接下来创建了一个GpuChannel对象来描述一个GPU通道。这个GPU通道与前面分析的IPC通道一样，底层都是通过一个UNIX Socket来描述的。在创建GpuChannel对象的过程中，也就是在GpuChannel类的构造函数的执行过程中，主要是生成了一个UNIX Socket的名称，最后需要调用该GpuChannel对象的成员函数Init，才会根据前面生成的UINX Socket名称创建一个UNIX Socket。
调用前面创建的GpuChannel对象的成员函数GetChannelName和TakeRendererFileDescriptor可以分别获得由它创建的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符。获得的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符封装在一个ChannelHandle对象中，该ChannelHandle对象又会进一步封装在一个类型为GpuHostMsg_ChannelEstablished的IPC消息中。这个IPC消息最终被发送到Browser进程中去，作为Browser进程发送过来的类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息的回复。
注意，类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息封装的是一个ChannelHandle对象，也就是说，类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息的内容由ChannelHandle类描述。由于上述发送的类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息封装的ChannelHandle对象包含了文件描述符，即一个UNIX Socket的Client端文件描述符，因此该IPC消息最后将通过sendmsg接口发送出去。这一点可以参考前面Chromium的IPC消息发送、接收和分发机制分析一文。
参数client_id描述的是请求创建GPU通道的Client端的ID。从前面的调用过程可以知道，这个GPU通道的Client端即为Browser进程。最后，创建的GPU通道将会以参数client_id为键值，保存在GpuChannelManager类的成员变量gpu_channels_描述的一个GPU通道表中。也就是说，GpuChannelManager类负责管理GPU进程或者GPU线程中的所有GPU通道。
接下来，我们分析GPU通道的创建过程，也就是GpuChannel类的构造函数和成员函数Init的实现。
GpuChannel类的构造函数的实现如下所示：
GpuChannel::GpuChannel(GpuChannelManager* gpu_channel_manager,
GpuWatchdog* watchdog,
gfx::GLShareGroup* share_group,
gpu::gles2::MailboxManager* mailbox,
int client_id,
bool software)
: gpu_channel_manager_(gpu_channel_manager),
......,
client_id_(client_id),
share_group_(share_group ? share_group : new gfx::GLShareGroup),
mailbox_manager_(mailbox ? mailbox : new gpu::gles2::MailboxManager),
...... {
......
channel_id_ = IPC::Channel::GenerateVerifiedChannelID("gpu");
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/gpu_channel.cc中。
GpuChannel类的构造函数调用IPC::Channel类的静态成员函数GenerateVerifiedChannelID生成了一个UNIX Socket名称，并且保存在成员变量中。这个UNIX Socket名称接下来就是用来创建UNIX Socket的。
此外，我们还可以看到，如果参数share_group和mailbox的值等于NULL，即当前正在创建的GPU通道不与其它GPU通道共享OpenGL组和Mailbox管理器，那么GpuChannel类的构造函数就会为当前正在创建的GPU通道创建一个独享的OpenGL组和Mailbox管理器，并且分别保存在成员变量share_group_和mailbox_manager_中。
GpuChannel类的成员函数Init的实现如下所示：
void GpuChannel::Init(base::MessageLoopProxy* io_message_loop,
base::WaitableEvent* shutdown_event) {
......
// Map renderer ID to a (single) channel to that process.
channel_ = IPC::SyncChannel::Create(channel_id_,
IPC::Channel::MODE_SERVER,
this,
io_message_loop,
false,
shutdown_event);
filter_ =
new GpuChannelMessageFilter(weak_factory_.GetWeakPtr(),
gpu_channel_manager_->sync_point_manager(),
base::MessageLoopProxy::current());
io_message_loop_ = io_message_loop;
channel_->AddFilter(filter_.get());
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/gpu_channel.cc中。
GpuChannel类的成员函数Init调用IPC::SyncChannel类的静态成员函数Create根据前面生成的名称创建一个UNIX Socket，并且将这个UNIX Socket的Server端文件描述符封装在一个SyncChannel对象中。这个SyncChannel对象保存在GpuChannel类的成员变量channel_中。IPC::SyncChannel类的静态成员函数Create创建UNIX Socket以及Server端SyncChannel对象的过程可以参考前面Chromium的Render进程启动过程分析一文。
GpuChannel类的成员函数Init接下来创建了一个类型为GpuChannelMessageFilter的Filter，并且注册到了前面创建的Server端SyncChannel对象中去。这样以后通过该SyncChannel对象接收到的IPC消息，根据我们前面Chromium的IPC消息发送、接收和分发机制分析一文的分析，首先是分发给GpuChannelMessageFilter类的成员函数OnMessageReceived处理。如果GpuChannelMessageFilter类的成员函数OnMessageReceived不处理，那么再接着再分发给GpuChannel类的成员函数OnMessageReceived处理。GpuChannelMessageFilter类主要是用来拦截GPU相关的操作消息，然后做GPU调度状态切换的。关于GPU调度，我们在后面一个系列文章中再详细分析。
这一步执行完成之后，回到GpuChannelManager类的成员函数OnEstablishChannel中，它最后将前面创建的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符通过一个类型为GpuHostMsg_ChannelEstablished的IPC消息发送给Browser进程。
Browser进程通过GpuProcessHost类的成员函数OnMessageReceived接收上述类型为GpuHostMsg_ChannelEstablished的IPC消息，如下所示：
bool GpuProcessHost::OnMessageReceived(const IPC::Message& message) {
......
IPC_BEGIN_MESSAGE_MAP(GpuProcessHost, message)
......
IPC_MESSAGE_HANDLER(GpuHostMsg_ChannelEstablished, OnChannelEstablished)
......
IPC_END_MESSAGE_MAP()
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
从这里可以看到，GpuProcessHost类的成员函数OnMessageReceived将类型为GpuHostMsg_ChannelEstablished的IPC消息发分给另外一个成员函数OnChannelEstablished处理。
GpuProcessHost类的成员函数OnChannelEstablished的实现如下所示：
void GpuProcessHost::OnChannelEstablished(
const IPC::ChannelHandle& channel_handle) {
......
EstablishChannelCallback callback = channel_requests_.front();
channel_requests_.pop();
......
callback.Run(channel_handle,
GpuDataManagerImpl::GetInstance()->GetGPUInfo());
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/gpu_process_host.cc中。
前面在分析GpuProcessHost类的成员函数EstablishGpuChannel时提到，Browser进程向GPU进程或者GPU线程发送一个类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息之后，会将一个绑定了BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数OnEstablishedOnIO的EstablishChannelCallback对象保存在GpuProcessHost类的成员变量channel_requests_描述的一个std::queue中。
现在既然已经收到了类型为GpuMsg_EstablishChannel的IPC消息的回复，即一个类型为GpuHostMsg_ChannelEstablished的IPC消息，那么就可以调用上述EstablishChannelCallback对象绑定的函数了，即BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数OnEstablishedOnIO，它的实现如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::OnEstablishedOnIO(
const IPC::ChannelHandle& channel_handle,
const gpu::GPUInfo& gpu_info) {
if (channel_handle.name.empty() && reused_gpu_process_) {
// We failed after re-using the GPU process, but it may have died in the
// mean time. Retry to have a chance to create a fresh GPU process.
DVLOG(1) << "Failed to create channel on existing GPU process. Trying to "
"restart GPU process.";
EstablishOnIO();
} else {
channel_handle_ = channel_handle;
gpu_info_ = gpu_info;
FinishOnIO();
}
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
从前面的分析过程可以知道，参数channel_handle指向的一个ChannelHandle对象的成员变量name描述的是一个用来创建GPU通道的UNIX Socket的名称。当这个名称不等于空的时候，就说明成功创建了一个GPU通道。在这种情况下，BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数OnEstablishedOnIO就会将参数channel_handle指向的一个ChannelHandle对象保存在成员变量channel_handle_中，并且将参数gpu_info指向的一个GPUInfo对象保存在成员变量gpu_info_中，该GPU对象描述的是GPU相关的信息。
BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数OnEstablishedOnIO最后调用另外一个成员函数FinishOnIO根据接收到的UNIX Socket的Client端文件描述符创建一个Client端GPU通道。
BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数FinishOnIO的实现如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::FinishOnIO() {
event_.Signal();
main_loop_->PostTask(
FROM_HERE,
base::Bind(&BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::FinishOnMain,
this));
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数FinishOnIO将创建Client端GPU通道的工作将给Browser进程的主线程处理，即在Browser进程的主线程中调用BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数FinishOnMain进行处理。
BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数FinishOnMain的实现如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest::FinishOnMain() {
if (!finished_) {
BrowserGpuChannelHostFactory* factory =
BrowserGpuChannelHostFactory::instance();
factory->GpuChannelEstablished();
finished_ = true;
}
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
BrowserGpuChannelHostFactory::EstablishRequest类的成员函数FinishOnMain首先获得当前进程中的一个BrowserGpuChannelHostFactory单例，然后调用它的成员函数GpuChannelEstablished创建一个Client端GPU通道。
BrowserGpuChannelHostFactory类的成员函数GpuChannelEstablished的实现如下所示：
void BrowserGpuChannelHostFactory::GpuChannelEstablished() {
......
if (pending_request_->channel_handle().name.empty()) {
......
} else {
......
gpu_channel_ = GpuChannelHost::Create(this,
pending_request_->gpu_info(),
pending_request_->channel_handle(),
shutdown_event_.get());
}
......
pending_request_ = NULL;
......
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/gpu/browser_gpu_channel_host_factory.cc中。
前面在分析BrowserGpuChannelHostFactory类的成员函数EstablishGpuChannel时提到，BrowserGpuChannelHostFactory类的成员变量pending_request_指向的是一个EstablishRequest对象，该EstablishRequest对象描述的是一个GPU通道创建请求。前面我们已经将接收到的用来创建Client端GPU通道的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符保存在了其成员变量channel_handle_描述的一个ChannelHandle对象中。这个ChannelHandle对象可以通过调用上述的EstablishRequest对象的成员函数channel_handle获得。
如前所述，当前面获得的ChannelHandle对象的成员变量name描述的字符串不等于空的时候，就说明前面成功创建了一个Server端GPU通道。在这种情况下，BrowserGpuChannelHostFactory类的成员函数GpuChannelEstablished就调用GpuChannelHost类的静态成员函数Create根据上述ChannelHandle对象创建一个Client端GPU通道，即一个GpuChannelHost对象，并且保存在成员变量gpu_channel_中。
GpuChannelHost类的静态成员函数Create的实现如下所示：
scoped_refptr<GpuChannelHost> GpuChannelHost::Create(
GpuChannelHostFactory* factory,
const gpu::GPUInfo& gpu_info,
const IPC::ChannelHandle& channel_handle,
base::WaitableEvent* shutdown_event) {
......
scoped_refptr<GpuChannelHost> host = new GpuChannelHost(factory, gpu_info);
host->Connect(channel_handle, shutdown_event);
return host;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/client/gpu_channel_host.cc中。
GpuChannelHost类的静态成员函数Create首先是创建了一个GpuChannelHost对象，接着调用该GpuChannelHost对象的成员函数Connect根据参数channel_handle描述的ChannelHandle对象创建一个Client端GPU通道。
GpuChannelHost类的成员函数Connect的实现如下所示：
void GpuChannelHost::Connect(const IPC::ChannelHandle& channel_handle,
base::WaitableEvent* shutdown_event) {
// Open a channel to the GPU process. We pass NULL as the main listener here
// since we need to filter everything to route it to the right thread.
scoped_refptr<base::MessageLoopProxy> io_loop = factory_->GetIOLoopProxy();
channel_ = IPC::SyncChannel::Create(channel_handle,
IPC::Channel::MODE_CLIENT,
NULL,
io_loop.get(),
true,
shutdown_event);
......
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/client/gpu_channel_host.cc中。
GpuChannelHost类的成员函数Connect主要就是调用IPC::SyncChannel类的成员函数Create创建一个Client端GPU通道。从前面Chromium的Render进程启动过程分析一文可以知道，IPC::SyncChannel类的成员函数Create最后会调用ChannelPosix类的成员函数CreatePipe创建前面在GPU进程或者GPU线程中创建的UNIX Socket的Client端文件描述符，如下所示：
bool ChannelPosix::CreatePipe(
const IPC::ChannelHandle& channel_handle) {
......
int local_pipe = -1;
if (channel_handle.socket.fd != -1) {
......
local_pipe = channel_handle.socket.fd;
......
}
......
pipe_ = local_pipe;
return true;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/ipc/ipc_channel_posix.cc中。
从前面的调用过程可以知道，参数channel_handle指向的ChannelHandle对象包含了一个UNIX Socket的Client端文件描述符，这个Client端文件描述符就保存在该ChannelHandle对象的成员变量socket描述的一个FileDescriptor对象的成员变量fd中。因此，ChannelPosix类的成员函数CreatePipe就可以直接获得该UNIX Socket的Client端文件描述符，并且保存在成员变量pipe_中，以后就可以通过它向GPU进程或者GPU线程请求执行GPU操作，也就是通过GPU通道向GPU进程或者GPU线程请求执行GPU操作。
这一步执行完成之后，Browser进程与GPU进程或者GPU线程之间的GPU通道就创建完成了。这个GPU通道与普通的IPC通道一样，都是通过UNIX Socket进行通信的，不过前者是专门用来执行GPU操作的。
在Chromium中，除了Browser进程之外，Render进程和Plugin进程也需要执行GPU操作。这意味着Render进程和Plugin进程也需要和GPU进程或者GPU线程建立GPU通道。接下来我们就分析Render进程与GPU进程或者GPU线程建立GPU通道的过程。等到下一系列的文章分析完成Chromium的GPU渲染机制之后，我们再回头来分析Plugin进程与GPU进程或者GPU线程建立GPU通道的过程。
Render进程在两种情况下需要使用GPU。第一种情况下是渲染网页内容的时候，第二种情况是网页包含了一个canvas标签的时候。接下来我们就分别分析这两种情况。
Render进程使用一个content::RenderWidget对象来描述一个网页。在使用GPU渲染网页的时候，Render进程就会调用与该网页关联的content::RenderWidget对象的成员函数CreateOutputSurface创建一个绘图表面。该绘图表面最终会由交Browser进程与Chromium的其它UI进行合成，并且显示在屏幕中。在绘图表面的创建过程中，就会为之创建一个与GPU进程或者GPU线程进行通信的GPU通道，如下所示：
scoped_ptr<cc::OutputSurface> RenderWidget::CreateOutputSurface(bool fallback) {
......
#if defined(OS_ANDROID)
if (SynchronousCompositorFactory* factory =
SynchronousCompositorFactory::GetInstance()) {
return factory->CreateOutputSurface(routing_id());
}
#endif
const CommandLine& command_line = *CommandLine::ForCurrentProcess();
bool use_software = fallback;
if (command_line.HasSwitch(switches::kDisableGpuCompositing))
use_software = true;
scoped_refptr<ContextProviderCommandBuffer> context_provider;
if (!use_software) {
context_provider = ContextProviderCommandBuffer::Create(
CreateGraphicsContext3D(), "RenderCompositor");
......
}
if (!context_provider.get()) {
scoped_ptr<cc::SoftwareOutputDevice> software_device(
new CompositorSoftwareOutputDevice());
return scoped_ptr<cc::OutputSurface>(new CompositorOutputSurface(
routing_id(),
output_surface_id,
NULL,
software_device.Pass(),
true));
}
......
bool use_swap_compositor_frame_message = false;
return scoped_ptr<cc::OutputSurface>(
new CompositorOutputSurface(
routing_id(),
output_surface_id,
context_provider,
scoped_ptr<cc::SoftwareOutputDevice>(),
use_swap_compositor_frame_message));
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/renderer/render_widget.cc中。
在WebView版的Chromium中，调用SynchronousCompositorFactory类的静态成员函数GetInstance可以获得一个SynchronousCompositorFactory对象，在这种情况下，调用获得的SynchronousCompositorFactory对象的成员函数CreateOutputSurface创建一个绘图表面。
在非WebView版的Chromium中，SynchronousCompositorFactory类的静态成员函数GetInstance的返回值为NULL，这时候RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface首先是检查Chromium的命令行参数是否设置了switches::kDisableGpuCompositing选项。如果设置了，那么就需要使用软件方式来渲染网页，这时候本地变量use_software的值设置为true。否则的话，可能使用GPU来渲染网页，取决于参数fallback的值。
在使用GPU渲染的情况下，即本地变量use_software的值等于false的情况下，RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface首先调用另外一个成员函数CreateGraphicsContext3D创建图1所示的一个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象。这个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象封装了一个与GPU进程或者GPU线程通信的GPU通道。接下来这个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象又通过ContextProviderCommandBuffer类的静态成员函数Create封装在一个ContextProviderCommandBuffer对象中。最后这个ContextProviderCommandBuffer对象又被封装在一个CompositorOutputSurface对象中，用来描述网页的绘图表面。以后我们分析网页的渲染过程时，再详细分析这些对象的作用。现在，我们重点是要记住Render进程是通过WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl类与GPU进程或者GPU线程建立GPU通道的。
在使用软件方式渲染的情况下，即本地变量use_software的值等于false的情况下，RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface首先创建一个软件输出设备对象，即一个SoftwareOutputDevice对象，接着再根据该SoftwareOutputDevice对象创建一个CompositorOutputSurface对象来描述网页的绘图表面。
此外，如果前面不能成功创建一个ContextProviderCommandBuffer对象，这种情况是由于不能成功创建一个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象引发的，也就是不能成功创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道，那么也改为上述的软件渲染方式。
接下来我们假设Render进程通过GPU来渲染网页，这时候最重要的事情就是调用RenderWidget类的成员函数CreateGraphicsContext3D创建一个到GPU进程或者GPU线程的通道，如下所示：
scoped_ptr<WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl>
RenderWidget::CreateGraphicsContext3D() {
......
CauseForGpuLaunch cause =
CAUSE_FOR_GPU_LAUNCH_WEBGRAPHICSCONTEXT3DCOMMANDBUFFERIMPL_INITIALIZE;
scoped_refptr<GpuChannelHost> gpu_channel_host(
RenderThreadImpl::current()->EstablishGpuChannelSync(cause));
blink::WebGraphicsContext3D::Attributes attributes;
attributes.antialias = false;
attributes.shareResources = true;
attributes.noAutomaticFlushes = true;
attributes.depth = false;
attributes.stencil = false;
......
scoped_ptr<WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl> context(
new WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl(surface_id(),
GetURLForGraphicsContext3D(),
gpu_channel_host.get(),
attributes,
lose_context_when_out_of_memory,
limits,
NULL));
return context.Pass();
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/renderer/render_widget.cc中。
RenderWidget类的成员函数CreateGraphicsContext3D首先是调用RenderThreadImpl类的静态成员函数current获得一个RenderThreadImpl对象。从前面Chromium的Render进程启动过程分析一文可以知道，这个RenderThreadImpl对象是用来描述Render进程的主线程的，或者Browser进程中的Render线程的。
RenderWidget类的成员函数CreateGraphicsContext3D接下来调用上面获得的RenderThreadImpl对象的在成员函数EstablishGpuChannelSync创建一个GPU通道，并且将该GPU通道封装在一个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象中。在创建这个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象的时候，通过一个WebGraphicsContext3D::Attributes对象描述它的属性。其中，这个WebGraphicsContext3D::Attributes对象的成员变量shareResources的值被设置为true，表示以后通过前面创建的WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象创建的OpenGL上下文是在OpenGL共享组中的。这一点我们在后面一个系列的文章中分析Chromium的GPU渲染机制时，才详细分析。
接下来，我们继续分析RenderThreadImpl类的在成员函数EstablishGpuChannelSync的实现，以便可以了解Render进程的GPU通道的创建过程，如下所示：
GpuChannelHost* RenderThreadImpl::EstablishGpuChannelSync(
CauseForGpuLaunch cause_for_gpu_launch) {
......
// Ask the browser for the channel name.
int client_id = 0;
IPC::ChannelHandle channel_handle;
gpu::GPUInfo gpu_info;
if (!Send(new GpuHostMsg_EstablishGpuChannel(cause_for_gpu_launch,
&client_id,
&channel_handle,
&gpu_info)) ||
#if defined(OS_POSIX)
channel_handle.socket.fd == -1 ||
#endif
channel_handle.name.empty()) {
// Otherwise cancel the connection.
return NULL;
}
......
// Cache some variables that are needed on the compositor thread for our
// implementation of GpuChannelHostFactory.
io_message_loop_proxy_ = ChildProcess::current()->io_message_loop_proxy();
gpu_channel_ = GpuChannelHost::Create(
this, gpu_info, channel_handle,
ChildProcess::current()->GetShutDownEvent());
return gpu_channel_.get();
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content$ vi renderer/render_thread_impl.cc中。
RenderThreadImpl类的成员函数EstablishGpuChannelSync通过向Browser进程发送一个类型为GpuHostMsg_EstablishGpuChannel的IPC消息请求创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道。注意， 类型为GpuHostMsg_EstablishGpuChannel的IPC消息是一个同步IPC消息，当从RenderThreadImpl类的成员函数Send返回的时候，本地变量channel_handle描述的一个ChannelHandle对象包含了要创建的GPU通道所使用的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符。关于同步IPC消息的发送过程，可以参考前面Chromium的IPC消息发送、接收和分发机制分析一文。
获得了要创建的GPU通道所使用的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符之后，RenderThreadImpl类的成员函数EstablishGpuChannelSync就调用前面分析过的GpuChannelHost类的静态成员函数Create创建一个Client端GPU通道。
在前面Chromium的Render进程启动过程分析一文中提到，Browser进程在启动Render进程之前，即在RenderProcessHostImpl类的成员函数Init中，会调用RenderProcessHostImpl类的成员的另外一个成员函数CreateMessageFilters注册一系列的Filter，用来过滤从其它进程发送过来的IPC消息，如下所示：
void RenderProcessHostImpl::CreateMessageFilters() {
......
gpu_message_filter_ = new GpuMessageFilter(GetID(), widget_helper_.get());
AddFilter(gpu_message_filter_);
......
}; 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/renderer_host/render_process_host_impl.cc中。
其中的一个Filter为GpuMessageFilter，它用来处理从Render进程发送过来的与GPU操作相关的IPC消息，如下所示：
bool GpuMessageFilter::OnMessageReceived(const IPC::Message& message) {
bool handled = true;
IPC_BEGIN_MESSAGE_MAP(GpuMessageFilter, message)
IPC_MESSAGE_HANDLER_DELAY_REPLY(GpuHostMsg_EstablishGpuChannel,
OnEstablishGpuChannel)
......
IPC_MESSAGE_UNHANDLED(handled = false)
IPC_END_MESSAGE_MAP()
return handled;
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/renderer_host/gpu_message_filter.cc中。
从这里可以看到，从Render进程发送过来的类型为GpuHostMsg_EstablishGpuChannel的IPC消息由GpuMessageFilter类的成员函数OnEstablishGpuChannel处理，如下所示：
void GpuMessageFilter::OnEstablishGpuChannel(
CauseForGpuLaunch cause_for_gpu_launch,
IPC::Message* reply_ptr) {
......
scoped_ptr<IPC::Message> reply(reply_ptr);
......
GpuProcessHost* host = GpuProcessHost::FromID(gpu_process_id_);
if (!host) {
host = GpuProcessHost::Get(GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_SANDBOXED,
cause_for_gpu_launch);
......
gpu_process_id_ = host->host_id();
......
}
bool share_contexts = true;
host->EstablishGpuChannel(
render_process_id_,
share_contexts,
base::Bind(&GpuMessageFilter::EstablishChannelCallback,
weak_ptr_factory_.GetWeakPtr(),
base::Passed(&reply)));
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/renderer_host/gpu_message_filter.cc中。
与前面分析的Browser进程创建一个GPU通道的过程类似，Browser进程在收到Render进程发送过来的创建GPU通道的请求时，首先是调用GpuProcessHost类的静态成员函数FromID检查GPU进程是否已经启动。如果还没有启动，即GpuProcessHost类的静态成员函数FromID的返回值为NULL，那么就会调用GpuProcessHost类的静态成员函数Get启动一个类型为GpuProcessHost::GPU_PROCESS_KIND_SANDBOXED的GPU进程或者GPU线程，即一个运行在沙箱中的GPU进程或者GPU线程，并且将分配给该GPU进程或者GPU线程的ID保存在GpuMessageFilter类的成员变量gpu_process_id_中。
一旦GPU进程启动成功，或者GPU进程之前已经启动过，那么GpuMessageFilter类的成员函数OnEstablishGpuChannel会获得一个对应的GpuProcessHost对象，调用该GpuProcessHost对象的成员函数EstablishGpuChannel即可创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道。这一点前面已经分析过。
在调用GpuProcessHost类的成员函数EstablishGpuChannel创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道的时候，指定的第二个参数share_contexts的值为true。根据前面的分析可以知道，在这种情况下，创建的GPU通道与其它GPU通道共享同一个OpenGL组。
在调用GpuProcessHost类的成员函数EstablishGpuChannel创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道的时候，指定的第三个参数是一个绑定了GpuMessageFilter类的成员函数EstablishChannelCallback的Task。从前面的分析可以知道，当GPU进程成功创建了一个Server端GPU通道之后，就会将该Server端GPU通道使用的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符通过一个类型为GpuHostMsg_ChannelEstablished的IPC返回给Browser进程，这时候GpuMessageFilter类的成员函数EstablishChannelCallback就会被调用，如下所示：
void GpuMessageFilter::EstablishChannelCallback(
scoped_ptr<IPC::Message> reply,
const IPC::ChannelHandle& channel,
const gpu::GPUInfo& gpu_info) {
......
GpuHostMsg_EstablishGpuChannel::WriteReplyParams(
reply.get(), render_process_id_, channel, gpu_info);
Send(reply.release());
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/renderer_host/gpu_message_filter.cc中。
GpuMessageFilter类的成员函数EstablishChannelCallback获得的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符封装在参数channel描述的一个ChannelHandle对象，这个ChannelHandle对象的内容最终会被写入到参数reply描述的一个IPC消息中，该IPC消息最终会被发送给Render进程，作为前面Render进程发送的类型为GpuHostMsg_EstablishGpuChannel的IPC消息的回复，使得Render进程可以获得上述的UNIX Socket的名称和Client端文件描述符，从而创建一个Client端GPU通道。
这样，Render进程渲染网页所要用到的GPU通道就创建完成了，以后Render进程就可以通过该GPU通道来渲染网页了。
接下来，我们再分析当网页包含了一个canvas标签时创建GPU通道的过程。当网页包含了一个canvas标签时，我们可以通过JS获得一个3D绘图接口，然后通过GPU来渲染canvas标签的内容，如下所示：
<canvas id="myCanvas"></canvas>
<script type="text/javascript">
var canvas=document.getElementById('myCanvas');
var ctx=canvas.getContext('webgl');
ctx.fillStyle='#FF0000';
ctx.fillRect(0,0,80,100);
</script> Chromium通过WebKit解析网页的内容时，会为遇到的canvas标签创建一个HTMLCanvasElement对象。当我们在JS中以参数“webgl”调用canvas标签的成员函数getContext时，就会触发HTMLCanvasElement类的成员函数getContext被调用，如下所示：
CanvasRenderingContext* HTMLCanvasElement::getContext(const String& type, CanvasContextAttributes* attrs)
{
// A Canvas can either be "2D" or "webgl" but never both. If you request a 2D canvas and the existing
// context is already 2D, just return that. If the existing context is WebGL, then destroy it
// before creating a new 2D context. Vice versa when requesting a WebGL canvas. Requesting a
// context with any other type string will destroy any existing context.
enum ContextType {
Context2d,
ContextWebkit3d,
ContextExperimentalWebgl,
ContextWebgl,
// Only add new items to the end and keep the order of existing items.
ContextTypeCount,
};
// FIXME - The code depends on the context not going away once created, to prevent JS from
// seeing a dangling pointer. So for now we will disallow the context from being changed
// once it is created.
if (type == "2d") {
......
if (!m_context) {
......
m_context = CanvasRenderingContext2D::create(this, static_cast<Canvas2DContextAttributes*>(attrs), document().inQuirksMode());
......
}
return m_context.get();
}
// Accept the the provisional "experimental-webgl" or official "webgl" context ID.
ContextType contextType;
bool is3dContext = true;
if (type == "experimental-webgl")
contextType = ContextExperimentalWebgl;
else if (type == "webgl")
contextType = ContextWebgl;
else
is3dContext = false;
if (is3dContext) {
......
if (!m_context) {
......
m_context = WebGLRenderingContext::create(this, static_cast<WebGLContextAttributes*>(attrs));
......
}
return m_context.get();
}
return 0;
}
这个函数定义在文件external/chromium_org/third_party/WebKit/Source/core/html/HTMLCanvasElement.cpp中。
当参数type的值等于“2d”的时候，表示要创建的是一个2D绘图接口，这时候HTMLCanvasElement类的成员函数getContext返回一个CanvasRenderingContext2D对象来描述该2D绘图接口，这是通过调用CanvasRenderingContext2D类的静态成员函数create创建的。
当参数type的值等于"webgl"的时候，表示要创建的是一个3D绘图接口，这时候HTMLCanvasElement类的成员函数getContext返回一个WebGLRenderingContext对象来描述该3D绘图接口，这是通过调用WebGLRenderingContext类的静态成员函数create创建的。
接下来我们就主要分析3D绘图接口的创建过程，也就是WebGLRenderingContext类的静态成员函数create的实现，如下所示：
PassOwnPtrWillBeRawPtr<WebGLRenderingContext> WebGLRenderingContext::create(HTMLCanvasElement* canvas, WebGLContextAttributes* attrs)
{
Document& document = canvas->document();
LocalFrame* frame = document.frame();
......
Settings* settings = frame->settings();
......
blink::WebGraphicsContext3D::Attributes attributes = attrs->attributes(document.topDocument().url().string(), settings);
OwnPtr<blink::WebGraphicsContext3D> context = adoptPtr(blink::Platform::current()->createOffscreenGraphicsContext3D(attributes, 0));
......
OwnPtrWillBeRawPtr<WebGLRenderingContext> renderingContext = adoptPtrWillBeNoop(new WebGLRenderingContext(canvas, context.release(), attrs));
......
return renderingContext.release();
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/third_party/WebKit/Source/core/html/canvas/WebGLRenderingContext.cpp中。
blink::Platform类的静态成员函数current返回的是一个RendererWebKitPlatformSupportImpl对象，这是一个描述平台相关属性的平台，WebGLRenderingContext类的静态成员函数create主要就是通过调用它的成员函数createOffscreenGraphicsContext3D为JS创建一个3D绘图上下文，最后将它封装在一个WebGLRenderingContext对象中返回给调用者。
在Android平台上，RendererWebKitPlatformSupportImpl类的成员函数createOffscreenGraphicsContext3D的实现如下所示：
blink::WebGraphicsContext3D*
RendererWebKitPlatformSupportImpl::createOffscreenGraphicsContext3D(
const blink::WebGraphicsContext3D::Attributes& attributes) {
return createOffscreenGraphicsContext3D(attributes, NULL);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/renderer/renderer_webkitplatformsupport_impl.cc中。
RendererWebKitPlatformSupportImpl类的成员函数createOffscreenGraphicsContext3D调用另外一个重载版本的成员函数createOffscreenGraphicsContext3D来创建一个WebGraphicsContext3D对象，如下所示：
blink::WebGraphicsContext3D*
RendererWebKitPlatformSupportImpl::createOffscreenGraphicsContext3D(
const blink::WebGraphicsContext3D::Attributes& attributes,
blink::WebGraphicsContext3D* share_context) {
......
#if defined(OS_ANDROID)
if (SynchronousCompositorFactory* factory =
SynchronousCompositorFactory::GetInstance()) {
return factory->CreateOffscreenGraphicsContext3D(attributes);
}
#endif
scoped_refptr<GpuChannelHost> gpu_channel_host(
RenderThreadImpl::current()->EstablishGpuChannelSync(
CAUSE_FOR_GPU_LAUNCH_WEBGRAPHICSCONTEXT3DCOMMANDBUFFERIMPL_INITIALIZE));
WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl::SharedMemoryLimits limits;
bool lose_context_when_out_of_memory = false;
return WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl::CreateOffscreenContext(
gpu_channel_host.get(),
attributes,
lose_context_when_out_of_memory,
GURL(attributes.topDocumentURL),
limits,
static_cast<WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl*>(share_context));
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/renderer/renderer_webkitplatformsupport_impl.cc中。
RendererWebKitPlatformSupportImpl类的成员函数createOffscreenGraphicsContext3D与前面分析的RenderWidget类的成员函数CreateGraphicsContext3D的实现是差不多，它们都是首先通过调用RenderThreadImpl类的成员函数EstablishGpuChannelSync请求Browser进程创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道，接着再将该GPU通道封装在一个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象中。
不过，RendererWebKitPlatformSupportImpl类的成员函数createOffscreenGraphicsContext3D通过调用WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl类的静态成员函数CreateOffscreenContext来创建一个WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象，如下所示：
WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl*
WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl::CreateOffscreenContext(
GpuChannelHost* host,
const WebGraphicsContext3D::Attributes& attributes,
bool lose_context_when_out_of_memory,
const GURL& active_url,
const SharedMemoryLimits& limits,
WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl* share_context) {
......
return new WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl(
0,
active_url,
host,
attributes,
lose_context_when_out_of_memory,
limits,
share_context);
} 这个函数定义在文件external/chromium_org/content/common/gpu/client/webgraphicscontext3d_command_buffer_impl.cc中。
WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl类的静态成员函数CreateOffscreenContext与RenderWidget类的成员函数CreateGraphicsContext3D的主要不同之处在于，前者
创建的WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象关联的Surface ID值为0，而后者创建的WebGraphicsContext3DCommandBufferImpl对象关联的Surface ID值不为0。Surface ID描述的是一个OpenGL上下文所对应的绘图表面的，这个绘图表面绑定在一个EGLSurface中。在接下来一个系列的文章中分析Chromium的GPU渲染机制时，我们再详细分析OpenGL上下文相关的概念。
这样，JS在使用3D绘图接口时所要用到的GPU通道就创建完成了，以后JS就可以通过该GPU通道来绘制相对标签的内容了。
至此，我们就分析完成GPU进程或者GPU线程的启动过程，以及Browser进程和Render进程与GPU进程或者GPU线程建立GPU通道的过程了。事实上，Plugin进程在需要使用3D绘图接口的时候，也会像Render进程一样，请求Browser进程为其创建一个到GPU进程或者GPU线程的GPU通道。在接下来的一篇文章中，我们就继续分析Plugin进程的启动过程，等下一个系列的文章分析完成Chromium的GPU渲染机制之后，我们再回过头来分析Plugin进程创建到GPU进程或者GPU线程的GPU通道的过程，以及Plugin进程其于上述GPU通道使用GPU渲染UI的过程，敬请关注！更多的信息也可以关注老罗的新浪微博：http://weibo.com/shengyangluo。