OSDN Git Service

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[android-x86/frameworks-native.git] / services / surfaceflinger / DisplayHardware / VirtualDisplaySurface.h
1 /*
2  * Copyright 2013 The Android Open Source Project
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at
7  *
8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #ifndef ANDROID_SF_VIRTUAL_DISPLAY_SURFACE_H
18 #define ANDROID_SF_VIRTUAL_DISPLAY_SURFACE_H
19
20 #include <gui/ConsumerBase.h>
21 #include <gui/IGraphicBufferProducer.h>
22
23 #include "DisplaySurface.h"
24
25 // ---------------------------------------------------------------------------
26 namespace android {
27 // ---------------------------------------------------------------------------
28
29 class HWComposer;
30
31 /* This DisplaySurface implementation supports virtual displays, where GLES
32  * and/or HWC compose into a buffer that is then passed to an arbitrary
33  * consumer (the sink) running in another process.
34  *
35  * The simplest case is when the virtual display will never use the h/w
36  * composer -- either the h/w composer doesn't support writing to buffers, or
37  * there are more virtual displays than it supports simultaneously. In this
38  * case, the GLES driver works directly with the output buffer queue, and
39  * calls to the VirtualDisplay from SurfaceFlinger and DisplayHardware do
40  * nothing.
41  *
42  * If h/w composer might be used, then each frame will fall into one of three
43  * configurations: GLES-only, HWC-only, and MIXED composition. In all of these,
44  * we must provide a FB target buffer and output buffer for the HWC set() call.
45  *
46  * In GLES-only composition, the GLES driver is given a buffer from the sink to
47  * render into. When the GLES driver queues the buffer to the
48  * VirtualDisplaySurface, the VirtualDisplaySurface holds onto it instead of
49  * immediately queueing it to the sink. The buffer is used as both the FB
50  * target and output buffer for HWC, though on these frames the HWC doesn't
51  * do any work for this display and doesn't write to the output buffer. After
52  * composition is complete, the buffer is queued to the sink.
53  *
54  * In HWC-only composition, the VirtualDisplaySurface dequeues a buffer from
55  * the sink and passes it to HWC as both the FB target buffer and output
56  * buffer. The HWC doesn't need to read from the FB target buffer, but does
57  * write to the output buffer. After composition is complete, the buffer is
58  * queued to the sink.
59  *
60  * On MIXED frames, things become more complicated, since some h/w composer
61  * implementations can't read from and write to the same buffer. This class has
62  * an internal BufferQueue that it uses as a scratch buffer pool. The GLES
63  * driver is given a scratch buffer to render into. When it finishes rendering,
64  * the buffer is queued and then immediately acquired by the
65  * VirtualDisplaySurface. The scratch buffer is then used as the FB target
66  * buffer for HWC, and a separate buffer is dequeued from the sink and used as
67  * the HWC output buffer. When HWC composition is complete, the scratch buffer
68  * is released and the output buffer is queued to the sink.
69  */
70 class VirtualDisplaySurface : public DisplaySurface,
71                               public BnGraphicBufferProducer,
72                               private ConsumerBase {
73 public:
74     VirtualDisplaySurface(HWComposer& hwc, int32_t dispId,
75             const sp<IGraphicBufferProducer>& sink,
76             const sp<BufferQueue>& bq,
77             const String8& name);
78
79     //
80     // DisplaySurface interface
81     //
82     virtual status_t beginFrame();
83     virtual status_t prepareFrame(CompositionType compositionType);
84     virtual status_t compositionComplete();
85     virtual status_t advanceFrame();
86     virtual void onFrameCommitted();
87     virtual void dump(String8& result) const;
88
89 private:
90     enum Source {SOURCE_SINK = 0, SOURCE_SCRATCH = 1};
91
92     virtual ~VirtualDisplaySurface();
93
94     //
95     // IGraphicBufferProducer interface, used by the GLES driver.
96     //
97     virtual status_t requestBuffer(int pslot, sp<GraphicBuffer>* outBuf);
98     virtual status_t setBufferCount(int bufferCount);
99     virtual status_t dequeueBuffer(int* pslot, sp<Fence>* fence, bool async,
100             uint32_t w, uint32_t h, uint32_t format, uint32_t usage);
101     virtual status_t queueBuffer(int pslot,
102             const QueueBufferInput& input, QueueBufferOutput* output);
103     virtual void cancelBuffer(int pslot, const sp<Fence>& fence);
104     virtual int query(int what, int* value);
105     virtual status_t connect(const sp<IBinder>& token,
106             int api, bool producerControlledByApp, QueueBufferOutput* output);
107     virtual status_t disconnect(int api);
108
109     //
110     // Utility methods
111     //
112     static Source fbSourceForCompositionType(CompositionType type);
113     status_t dequeueBuffer(Source source, uint32_t format, uint32_t usage,
114             int* sslot, sp<Fence>* fence);
115     void updateQueueBufferOutput(const QueueBufferOutput& qbo);
116     void resetPerFrameState();
117     status_t refreshOutputBuffer();
118
119     // Both the sink and scratch buffer pools have their own set of slots
120     // ("source slots", or "sslot"). We have to merge these into the single
121     // set of slots used by the GLES producer ("producer slots" or "pslot") and
122     // internally in the VirtualDisplaySurface. To minimize the number of times
123     // a producer slot switches which source it comes from, we map source slot
124     // numbers to producer slot numbers differently for each source.
125     static int mapSource2ProducerSlot(Source source, int sslot);
126     static int mapProducer2SourceSlot(Source source, int pslot);
127
128     //
129     // Immutable after construction
130     //
131     HWComposer& mHwc;
132     const int32_t mDisplayId;
133     const String8 mDisplayName;
134     sp<IGraphicBufferProducer> mSource[2]; // indexed by SOURCE_*
135
136     //
137     // Inter-frame state
138     //
139
140     // To avoid buffer reallocations, we track the buffer usage and format
141     // we used on the previous frame and use it again on the new frame. If
142     // the composition type changes or the GLES driver starts requesting
143     // different usage/format, we'll get a new buffer.
144     uint32_t mOutputFormat;
145     uint32_t mOutputUsage;
146
147     // Since we present a single producer interface to the GLES driver, but
148     // are internally muxing between the sink and scratch producers, we have
149     // to keep track of which source last returned each producer slot from
150     // dequeueBuffer. Each bit in mLastSlotSource corresponds to a producer
151     // slot. Both mProducerSlotSource and mProducerBuffers are indexed by a
152     // "producer slot"; see the mapSlot*() functions.
153     uint32_t mProducerSlotSource;
154     sp<GraphicBuffer> mProducerBuffers[BufferQueue::NUM_BUFFER_SLOTS];
155
156     // The QueueBufferOutput with the latest info from the sink, and with the
157     // transform hint cleared. Since we defer queueBuffer from the GLES driver
158     // to the sink, we have to return the previous version.
159     QueueBufferOutput mQueueBufferOutput;
160
161     //
162     // Intra-frame state
163     //
164
165     // Composition type and GLES buffer source for the current frame.
166     // Valid after prepareFrame(), cleared in onFrameCommitted.
167     CompositionType mCompositionType;
168
169     // Details of the current sink buffer. These become valid when a buffer is
170     // dequeued from the sink, and are used when queueing the buffer.
171     uint32_t mSinkBufferWidth, mSinkBufferHeight;
172
173     // mFbFence is the fence HWC should wait for before reading the framebuffer
174     // target buffer.
175     sp<Fence> mFbFence;
176
177     // mOutputFence is the fence HWC should wait for before writing to the
178     // output buffer.
179     sp<Fence> mOutputFence;
180
181     // Producer slot numbers for the buffers to use for HWC framebuffer target
182     // and output.
183     int mFbProducerSlot;
184     int mOutputProducerSlot;
185
186     // Debug only -- track the sequence of events in each frame so we can make
187     // sure they happen in the order we expect. This class implicitly models
188     // a state machine; this enum/variable makes it explicit.
189     //
190     // +-----------+-------------------+-------------+
191     // | State     | Event             || Next State |
192     // +-----------+-------------------+-------------+
193     // | IDLE      | beginFrame        || BEGUN      |
194     // | BEGUN     | prepareFrame      || PREPARED   |
195     // | PREPARED  | dequeueBuffer [1] || GLES       |
196     // | PREPARED  | advanceFrame [2]  || HWC        |
197     // | GLES      | queueBuffer       || GLES_DONE  |
198     // | GLES_DONE | advanceFrame      || HWC        |
199     // | HWC       | onFrameCommitted  || IDLE       |
200     // +-----------+-------------------++------------+
201     // [1] COMPOSITION_GLES and COMPOSITION_MIXED frames.
202     // [2] COMPOSITION_HWC frames.
203     //
204     enum DbgState {
205         // no buffer dequeued, don't know anything about the next frame
206         DBG_STATE_IDLE,
207         // output buffer dequeued, framebuffer source not yet known
208         DBG_STATE_BEGUN,
209         // output buffer dequeued, framebuffer source known but not provided
210         // to GLES yet.
211         DBG_STATE_PREPARED,
212         // GLES driver has a buffer dequeued
213         DBG_STATE_GLES,
214         // GLES driver has queued the buffer, we haven't sent it to HWC yet
215         DBG_STATE_GLES_DONE,
216         // HWC has the buffer for this frame
217         DBG_STATE_HWC,
218     };
219     DbgState mDbgState;
220     CompositionType mDbgLastCompositionType;
221
222     const char* dbgStateStr() const;
223     static const char* dbgSourceStr(Source s);
224 };
225
226 // ---------------------------------------------------------------------------
227 } // namespace android
228 // ---------------------------------------------------------------------------
229
230 #endif // ANDROID_SF_VIRTUAL_DISPLAY_SURFACE_H
231