S3C6410 Copybit Android 模块设计心得

  首先再来回顾下Copybit的接口函数，虽然简单，但功能一个都不少。

Copybit模块主要使用的硬件加速功能有：
bitBlit
Stretch
Rotate
Alpha blending
Color Transform

1、bit blit和stretch的实现
strctch并没有特殊去实现，因为所有的坐标数据都是Android的Surface和OpenGL ES层传下来的，主要还是实现bit blit，即块拷贝。
Android上层，主要是SurfaceFlinger，维护着几块重要的图形缓冲区。
这些图形缓冲区是通过Gralloc模块申请到的PMEM空间，因此都可以获取物理地址，提供给2D加速引擎。
为什么只有几片缓冲区呢？我估计800x480的屏幕大约只要10MB的PMEM空间即可，这么点的数据，如果连续传给LCD，肯定是不够的。
因此Android采用了部分更新策略，只更新屏幕是需要改变的部分，这一点很适合2D引擎，因为引擎可以只把改变的数据刷到屏幕上。
Copybit的上层会传递两个参数，一个是当前缓冲（屏幕）的总大小，比如800x480，另外是需要更新的窗口大小（x，y，w，h）。
最后需要注意，将数据提供给S3C6410的blit引擎前，需要区分src和dst的数据是什么（fb或者pmem），如果是fb，传递fb基址，否则传递pmem物理地址。

2、Rotate实现
Rotate很简单，坐标数据上层基本做好了，刷新矩形框可以直接使用msm模块的set_rects，配置下2D引擎的旋转模式即可。

3、Alpha blending实现
Alpha有两种模式，一种是全屏Alpha数值，另外一种是Android提供的RGBA数据进行Alpha渲染。

第一种比较简单，如果发现有全屏Alpha值，配置AMB寄存器为刷新全屏alpha，并填上alpha数据，不过我因为三星0值为0x0，而上层为0xff，所以需要做下转换，不过全屏alpha的机会很少，看不出。

第二种就是RGBA8888数据中带有alpha值，这种情况较多，主要体现在界面上。
Android的界面基本是贴两层图，一层为背景图片（RGB565），另外一层为图标（RGBA8888）。
一开始我无论如何配置，屏幕上背景都是黑色，郁闷了很长时间后才发现需要配置AMB寄存器为alpha with bitmap模式，但是驱动里面并没有写这个寄存器

4、Color Format Transform
颜色格式转换，因为screen是RGB565的，如果刷来RGBA8888数据，肯定要进行颜色格式转换，这块2D引擎肯定有支持。
可是，开始配置RGBA8888转RGB565时，发现屏幕是红色的？
调试了很长时间，发现Google Android的RGBA8888竟然是大印第安序的，也就是对应ARM的ABGR8888，这种颜色三星貌似不支持。
手动将颜色转换配置为ARGB8888，发现白色正常，绿色和蓝色反了呵呵，于是写了一个颜色格式软换的函数：
daddr[i] = ((saddr[i]) & 0xFF00FF00) | (((saddr[i])&0xFF)<<16) | (((saddr[i]) & 0xFF0000)>>16);
结果这个函数让界面的效果有所减低，为了这个转换我还用了另外一块PMEM。
昨天看三星Android1.5的内核驱动代码，竟然发现其操作了一个数据手册没有的地址（0x350）omg
在网上一搜，有的头文件将其标记位印第安序转换寄存器，顿时欣喜若狂，这样就支持ABGR颜色格式，不用再软件转换！
试过之后，果然有用，流畅感大升，三星你果然还留了一手啊，或许我看的数据手册太老了。

5、Cache的一致性问题
因为PMEM分配的内存上层也要使用，如果不能被cache，性能会有损失。
但是6410的cache是write back的，也就是不同步在内存中更新。
这样会导致如果图像缓存数据被cache了，屏幕上会出现一些细小的颜色错误。
目前的解决方法是启动2D引擎前flush下cache，不知道能够将cache配置为wirte through，哪个性能损失小呢？

Copybit模块在android2.0以后归OpenGL管理，在libagl中专门有一个copybit.cpp文件对其进 一步封装并进行管理。
当然，也有越狱的时候，这个我们在后面讨论，首先还是看看copybit.cpp。

注意在android.mk中有个宏定义，默认是打开的
#define LIBAGL_USE_GRALLOC_COPYBITS

1、libagl/copybit.cpp

//检查是否有copybit
static bool checkContext(ogles_context_t* c)

//copybit进一步封装
static bool copybit(GLint x, GLint y,
GLint w, GLint h,
EGLTextureObject* textureObject,
const GLint* crop_rect,
int transform,
ogles_context_t* c)
简单工作流程：
1）将texture转换为copybit格式
textureToCopyBitImage(&textureObject->surface, opFormat,textureObject->buffer, &src);
2）如果有alpha值需要倒三次
copybit->stretch(copybit, &tmpCbImg, &dst, &tmpCbRect, &tmpdrect, &tmp_it);
copybit->stretch(copybit, &dst, &src, &drect, &srect, &it);
copybit->stretch(copybit, &dst, &tmpCbImg, &tmpdrect, &tmpCbRect, &it);
3）else如果没有alpha，只需要做一次
opybit->stretch(copybit, &dst, &src, &drect, &srect, &it);

//Try to draw a triangle fan with copybit画一个三角扇形，是对copybit函数的进一步封装，较复杂
bool drawTriangleFanWithCopybit_impl(ogles_context_t* c, GLint first, GLsizei count)

//Try to drawTexiOESWithCopybit copybit的简单封装
bool drawTexiOESWithCopybit_impl(GLint x, GLint y, GLint z, GLint w, GLint h, ogles_context_t* c)

2、libagl对copybit的调用

1）打开copybit模块
State.cpp

ogles_context_t *ogles_init(size_t extra)
|
hw_get_module(COPYBIT_HARDWARE_MODULE_ID, &module)
|
copybit_open(module, &copyBits)
c->copybits.blitEngine = copyBits;
 

2)操作copybit

Texture.cpp

void glDrawTexsvOES(const GLshort* coords)<----这个是API
void glDrawTexivOES(const GLint* coords)<----这个是API
void glDrawTexsOES(GLshort x , GLshort y, GLshort z, GLshort w, GLshort h)<----这个是API
void glDrawTexiOES(GLint x, GLint y, GLint z, GLint w, GLint h)<----这个是API
|
drawTexiOES(x, y, z, w, h, c);
|
drawTexiOESWithCopybit(x, y, z, w, h, c)
|
drawTexiOESWithCopybit_impl(x, y, z, w, h, c)

void glDrawTexfvOES(const GLfloat* coords)<----这个是API
void glDrawTexxvOES(const GLfixed* coords)<----这个是API
void glDrawTexfOES(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, GLfloat w, GLfloat h)<----这个是API
void glDrawTexxOES(GLfixed x, GLfixed y, GLfixed z, GLfixed w, GLfixed h)<----这个是API
|
drawTexxOES(x, y, z, w, h, c);
|
drawTexiOESWithCopybit(gglFixedToIntRound(x),
gglFixedToIntRound(y), gglFixedToIntRound(z),
gglFixedToIntRound(w), gglFixedToIntRound(h), c)
|
drawTexiOESWithCopybit_impl(x, y, z, w, h, c);

void glEGLImageTargetTexture2DOES(GLenum target, GLeglImageOES image)
|
tex->try_copybit = true;

Array.cpp
void glDrawArrays(GLenum mode, GLint first, GLsizei count) <----这个是API
|
void drawPrimitivesTriangleFan(ogles_context_t* c, GLint first, GLsizei count) <----mode6
|
drawTriangleFanWithCopybit(c, first, count)
|
drawTriangleFanWithCopybit_impl(c, first, count)

3、copybit的越狱？
并不是所有代码都使用了封装好的copybit，也并不是仅有opengl能够使用copybit模块，看看下面的：

1）libagl/egl.cpp 有个copyBIt函数直接用了copybit的blit

void egl_window_surface_v2_t::copyBlt(
android_native_buffer_t* dst, void* dst_vaddr,
android_native_buffer_t* src, void const* src_vaddr,
const Region& clip)
{
// FIXME: use copybit if possible
// NOTE: dst and src must be the same format

status_t err = NO_ERROR;
copybit_device_t* const copybit = blitengine;
if (copybit) {
copybit_image_t simg;
simg.w = src->width;
simg.h = src->height;
simg.format = src->format;
simg.handle = const_cast<native_handle_t*>(src->handle);

        copybit_image_t dimg;
dimg.w = dst->width;
dimg.h = dst->height;
dimg.format = dst->format;
dimg.handle = const_cast<native_handle_t*>(dst->handle);

copybit->set_parameter(copybit, COPYBIT_TRANSFORM, 0);
copybit->set_parameter(copybit, COPYBIT_PLANE_ALPHA, 255);
copybit->set_parameter(copybit, COPYBIT_DITHER, COPYBIT_DISABLE);
region_iterator it(clip);
err = copybit->blit(copybit, &dimg, &simg, &it);
if (err != NO_ERROR) {
LOGE("copybit failed (%s)", strerror(err));
}
}
//如果没有则是软件处理的
if (!copybit || err) {
Region::const_iterator cur = clip.begin();
Region::const_iterator end = clip.end();

const size_t bpp = pixelFormatTable[src->format].size;
const size_t dbpr = dst->stride * bpp;
const size_t sbpr = src->stride * bpp;

        uint8_t const * const src_bits = (uint8_t const *)src_vaddr;
uint8_t       * const dst_bits = (uint8_t       *)dst_vaddr;

        while (cur != end) {
const Rect& r(*cur++);
ssize_t w = r.right - r.left;
ssize_t h = r.bottom - r.top;
if (w <= 0 || h<=0) continue;
size_t size = w * bpp;
uint8_t const * s = src_bits + (r.left + src->stride * r.top) * bpp;
uint8_t       * d = dst_bits + (r.left + dst->stride * r.top) * bpp;
if (dbpr==sbpr && size==sbpr) {
size *= h;
h = 1;
}
do {
memcpy(d, s, size);
d += dbpr;
s += sbpr;
} while (--h > 0);
}
}
}

2）frameworks\base\libs\surfaceflinger\Layerbuffer.cpp

20100610更新

确认播放视频时会调用到此处，但是传递来的src存在问题，并不包含offset，因此将这块注掉。

void LayerBuffer::onFirstRef()
|
hw_get_module(COPYBIT_HARDWARE_MODULE_ID, &module)
|
copybit_open(module, &mBlitEngine);

void LayerBuffer::BufferSource::onDraw(const Region& clip) const
...
#if defined(EGL_ANDROID_image_native_buffer)
if (mLayer.mFlags & DisplayHardware::DIRECT_TEXTURE) {
copybit_device_t* copybit = mLayer.mBlitEngine;
if (copybit) {
// create our EGLImageKHR the first time
err = initTempBuffer();
if (err == NO_ERROR) {
// NOTE: Assume the buffer is allocated with the proper USAGE flags
const NativeBuffer& dst(mTempBuffer);
region_iterator clip(Region(Rect(dst.crop.r, dst.crop.b)));
copybit->set_parameter(copybit, COPYBIT_TRANSFORM, 0);
copybit->set_parameter(copybit, COPYBIT_PLANE_ALPHA, 0xFF);
copybit->set_parameter(copybit, COPYBIT_DITHER, COPYBIT_ENABLE);
err = copybit->stretch(copybit, &dst.img, &src.img,
&dst.crop, &src.crop, &clip);

            }
} else {
err = INVALID_OPERATION;
}
}
#endif
...

3）还有，比如高通的Gralloc模块里面也用到了copybit

4、调用频率

今天通过插装的方式测试了启动部分各函数对copybit模块调用频率

1）drawTexiOES 99% 主要调用copybit模块的函数

2）egl_window_surface_v2_t::copyBlt 仅有几次调用

3）LayerBuffer::BufferSource::onDraw 没有调用过，不保证以后不调用

总之，看了这么多，先写一个copybit模块试试吧。

btw 编译好的copybit.ky6410.so无法被系统识别？

修改build.prop ro.product.board=ky6410