同步處理架構

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同步處理架構會明確說明 Android 圖形系統中不同非同步作業之間的依附元件。架構 這類 API 可讓元件指出緩衝區釋放時間。架構還 可讓同步處理基元從核心之間傳遞到驅動程式 以及使用者空間程序本身

舉例來說，應用程式可能會將要執行的作業排入 GPU 工作佇列。GPU 會開始繪製該圖片。雖然圖片尚未繪製到記憶體中，但緩衝區指標會連同表示 GPU 工作何時完成的柵欄傳遞至視窗合成器。視窗合成器會提前開始處理作業，並將工作傳遞至顯示控制器。CPU 運作時 就完成了GPU 完成後，顯示控制器會立即顯示圖片。

同步處理架構也能讓實作者 共用硬體元件最後，該架構會提供圖形處理管道的可視性，以利偵錯。

明確同步

明確同步處理可讓圖形緩衝區的製作者和取用者 在停止使用緩衝區時發出信號。明確同步處理為 並在核心空間中實作。

明確同步的優點包括：

• 裝置間的行為差異較小
• 提供更完善的偵錯支援
• 經過改良的測試指標

同步處理架構有三種物件類型：

• sync_timeline
• sync_pt
• sync_fence

sync_timeline

sync_timeline 是單調遞增的時間軸，供應商應為每個驅動程式例項 (例如 GL 內容、顯示控制器或 2D blit 器) 實作此時間軸。次數：sync_timeline 傳送到特定硬體的核心工作。 sync_timeline 可保證作業順序，並啟用硬體專屬的實作項目。

實作 sync_timeline 時，請遵循下列準則：

• 為所有驅動程式、時間表和柵欄提供實用的名稱，以簡化偵錯作業。
• 導入 timeline_value_str 和 pt_value_str 時間軸中的運算子，讓輸出的偵錯更容易理解。
• 實作填充 driver_data，讓使用者空間程式庫 (例如 GL 程式庫) 存取私人時間軸資料 (如有需要)。data_driver 可讓供應商傳遞無法變更的資訊 使用 sync_fence 和 sync_pts 建構指令列 據此做出調整
• 請勿允許使用者空間明確建立或發出邊界信號。明確 建立信號/圍欄會導致阻斷服務攻擊， 能終止管道的功能
• 請勿存取 sync_timeline、sync_pt 或 sync_fence 元素。這個 API 提供了 函式。

Sync_pt

sync_pt 是 sync_timeline 上的單一值或點。點有三種狀態：有效、已發出信號和錯誤。積分會以有效狀態開始 並轉換成信號或錯誤狀態舉例來說，當圖片使用者不再需要緩衝區時，系統會發出 sync_pt 信號，讓圖片產生者知道可以再次寫入緩衝區。

sync_fence

sync_fence 是一組 sync_pt 值 經常 有不同的 sync_timeline 父項 (例如針對螢幕) 和 GPU)。sync_fence、sync_pt 和 sync_timeline 是驅動程式和使用者空間用來傳達其依附元件的必要元素。當邊界發出信號時，系統會保證邊界前發出的所有指令都已完成，因為核心驅動程式或硬體區塊會依序執行指令。

同步處理架構可讓多個消費者或生產者在使用緩衝區後傳送信號，藉此透過一個函式參數傳達依附元件資訊。柵欄由檔案描述元支援，並從核心空間傳遞至使用者空間。例如，一個圍欄可以包含兩個 sync_pt 值，用於表示兩張圖片消費者分別完成的操作 讀取緩衝區圍欄發出訊號時，圖片生產者會知道兩者皆是 包括所得體驗

柵欄與 sync_pt 值一樣，會在啟用後根據其點的狀態變更狀態。如果所有 sync_pt 值都變成信號，系統就會判定 sync_fence 已發出訊號。如果一個 sync_pt 下降 變成錯誤狀態，整個 sync_fence 都有錯誤狀態。

建立柵欄後，sync_fence 的成員資格即無法變更。如要在一個圍欄中取得多個資料點，合併作業是 執行時，會將兩個不同圍欄的點新增到第三個圍欄。 如果有其中一個點收到了原圍欄的訊號，另一個定點則沒有。 也不會處於訊號狀態。

如要實作明確的同步處理，請提供下列資訊：

• 實作同步處理架構的核心空間子系統 特定硬體驅動程式的安裝記錄需要支援邊界功能的驅動程式，通常是指任何會存取或與硬體編譯器通訊的驅動程式。主要檔案包括：
  • 核心實作：
    • kernel/common/include/linux/sync.h
    • kernel/common/drivers/base/sync.c
  • kernel/common/Documentation/sync.txt 的說明文件
  • 可與 platform/system/core/libsync 中的核心空間通訊的程式庫
• 供應商必須提供適當的同步處理作業 做為 validateDisplay() 和 HAL 中使用 presentDisplay() 函式。
• 兩個圍欄相關 GL 擴充功能 (EGL_ANDROID_native_fence_sync 和 EGL_ANDROID_wait_sync) 在圖形中支援圍欄 驅動程式庫。

個案研究：實作顯示驅動程式

如要使用支援同步處理函式的 API， 開發具有顯示緩衝區函式的顯示驅動程式。之前 已存在的同步處理架構，此函式將收到 dma-buf 這些緩衝區，請在顯示器上放置這些緩衝區，當緩衝區顯示時，接著封鎖。例如：

/*
 * assumes buffer is ready to be displayed.  returns when buffer is no longer on
 * screen.
 */
void display_buffer(struct dma_buf *buffer);

透過同步處理架構，display_buffer 函式 較複雜將緩衝區顯示在螢幕上時，緩衝區會與柵欄建立關聯，以便指出緩衝區何時會就緒。可加入待播清單 待圍欄消除後再開始工作

在圍欄消除後排出及啟動工作不會阻擋任何現象。 您會立即傳回自己的邊界，確保緩衝區何時會離開顯示畫面。將緩衝區排入佇列時，核心清單 與同步處理架構的依附元件：

/*
 * displays buffer when fence is signaled.  returns immediately with a fence
 * that signals when buffer is no longer displayed.
 */
struct sync_fence* display_buffer(struct dma_buf *buffer, struct sync_fence
*fence);

同步整合

本節說明如何整合核心空間同步架構與 Android 架構的使用者空間部分和必須通訊的驅動程式 彼此之間的通訊核心空間物件會在 使用者空間

整合慣例

遵循 Android HAL 介面慣例：

• 如果 API 提供參照 sync_pt 的檔案描述元，使用 API 的供應商驅動程式或 HAL 必須關閉檔案描述元。
• 如果供應商驅動程式或 HAL 將包含 sync_pt 的檔案描述元傳遞至 API 函式，則供應商驅動程式或 HAL 不得關閉檔案描述元。
• 如要繼續使用柵欄檔案描述元，供應商驅動程式或 HAL 必須複製描述元。

每次通過 BufferQueue 時，Fence 物件都會重新命名。 核心圍欄支援可讓 Fences 擁有名稱字串，因此同步處理 架構會使用目前正在排入佇列的視窗名稱和緩衝區索引 圍欄，例如 SurfaceView:0。這個 有助偵錯在名稱顯示時，找出死結的來源 會列於 /d/sync 和錯誤報告的輸出內容中。

ANativeWindow 整合

ANativeWindow 會偵測圍欄。dequeueBuffer, queueBuffer 和 cancelBuffer 具有圍欄參數。

OpenGL ES 整合

OpenGL ES 同步整合功能需要使用兩個 EGL 擴充功能：

• EGL_ANDROID_native_fence_sync 可讓您 納入或建立原生 Android 圍欄檔案描述元 EGLSyncKHR 物件。
• EGL_ANDROID_wait_sync 允許 GPU 端停滯，而非 CPU 端，讓 GPU 等待 EGLSyncKHR。 EGL_ANDROID_wait_sync 副檔名與 EGL_KHR_wait_sync 擴充功能。

如要獨立使用這些擴充功能，請實作 EGL_ANDROID_native_fence_sync 擴充功能，並提供相關的核心支援。接著，請在驅動程式中啟用 EGL_ANDROID_wait_sync 擴充功能。EGL_ANDROID_native_fence_sync 擴充功能由獨特的原生圍欄 EGLSyncKHR 物件組成 類型。因此，凡是套用至現有EGLSyncKHR的額外資訊 物件類型不一定適用於 EGL_ANDROID_native_fence 避免不必要的互動

EGL_ANDROID_native_fence_sync 擴充功能採用對應的原生圍欄檔案描述元屬性，只能在建立時設定，且無法直接從現有的同步物件查詢。這個屬性可設為下列兩種模式之一：

• 有效的圍欄檔案描述元會包裝現有的原生檔案 EGLSyncKHR 物件中的 Android 圍欄檔案描述元。
• -1 會根據 EGLSyncKHR 物件。

使用 DupNativeFenceFD() 函式呼叫，從原生 Android 圍欄檔案描述元中擷取 EGLSyncKHR 物件。這與查詢 set 屬性所產生的結果相同，但會遵循收件者關閉圍欄的慣例 (因此是重複作業)。最後，銷毀 EGLSyncKHR 物件會關閉內部柵欄屬性。

硬體 Composer 整合

Hardware Composer 會處理三種類型的同步圍欄：

• 取得圍欄會連同輸入緩衝區一併傳遞給 setLayerBuffer 和 setClientTarget 呼叫。 這些代表緩衝區的待寫入資料，必須在 SurfaceFlinger 或 HWC 嘗試從相關聯的緩衝區讀取資料以執行合成作業之前，先發出信號。
• 使用 getReleaseFences 呼叫對 presentDisplay 的呼叫後，系統會擷取釋放柵欄。這些代表來自相同圖層上前一個緩衝區的待處理讀取。當 HWC 不再使用先前的緩衝區，因為目前的緩衝區已取代顯示器上的先前緩衝區，此時會發出釋放柵欄信號。釋放柵欄會連同先前的緩衝區傳回應用程式，這些緩衝區會在目前的組合期間替換。應用程式必須等待 先釋放柵欄信號，再將新內容寫入緩衝區 傳回的訊息。
• 系統會在呼叫 presentDisplay 時傳回Present 柵欄，每個影格一個。圍欄 是指 這個影格完成 或 相反地 不再需要前一個影格的組合結果。實體適用 螢幕，presentDisplay 會在 螢幕上就會顯示目前的畫面當現況柵欄傳回後，如果適用，您可以放心再次寫入 SurfaceFlinger 目標緩衝區。對於虛擬螢幕，當從輸出緩衝區讀取資料時，系統會傳回目前的邊界。