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Linux内核提供了统一的framebuffer显示驱动。设备节点
/dev/graphics/fb*或者/dev/fb*，其中fb0表示第一个Monitor。Android的HAL层提供了Gralloc，包括fb和gralloc两个设备。fb负责打开内核的framebuffer、初始化配置。gralloc管理帧缓冲区的分配和释放。所以上层只需要通过Gralloc来间接访问帧缓冲区，来保证对framebuffer的统一管理。
HAL层的composer为UI合成提供接口，被surface flinger调用。
VSync是“Project Butter”加入的同步机制，可以通过硬件产生，也可以通过软件，即VSyncThread模拟。
OpenGL ES 是一个通用函数库，需要和具体平台建立关联才可以工作。
FramebufferNativeWindow负责OpenGL ES在Android平台本地化的中介之一
EGL为OpenGL ES配置本地窗口。
Android硬件接口HAL
HAL是Android很多子系统，例如显示系统、音频系统等和Linux kernel驱动之间通信的统一接口。
Gralloc与Framebuffer
Framebuffer是内核系统提供的图形硬件的抽象描述，它占用了系统存储空间的一部分，是一块包含屏幕显示信息的缓冲区。
Android中，Framebuffer提供的设备文件节点是/dev/graphics/fb*。
Android的显示系统借助于HAL层的Gralloc操作帧缓冲区。
Gralloc模块的加载
Gralloc对应的模块是由FramebufferNativeWindow在构造函数中加载的。
hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID, &module);
#define GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID "gralloc"
hw_get_module查找和ID值匹配的库：
#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"
lib库的命名形式：
gralloc.[ro.hardware].so
gralloc.[ro.product.board].so
gralloc.[ro.board.platform].so
gralloc.[ro.arch].so
默认的：
gralloc.default.so
Gralloc提供的接口
/*hardware/libhardware/include/hardware/Hardware.h*/
typedef struct hw_module_t {…
struct hw_module_methods_t* methods;//一个HAL库必须提供的方法
…
} hw_module_t;
typedef struct hw_module_methods_t {
int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
struct hw_device_t** device);
} hw_module_methods_t;
前面提供的架构图中，open接口可以帮助上层打开“fb0”和“gpu0”。fb0就是主屏幕，gpu0负责图形缓冲区的分配和释放。
/*frameworks/native/libs/ui/FramebufferNativeWindow.cpp*/
FramebufferNativeWindow::FramebufferNativeWindow()
: BASE(), fbDev(0), grDev(0), mUpdateOnDemand(false)
{…
err = framebuffer_open(module, &fbDev); //打开fb设备
err = gralloc_open(module, &grDev);//打开gralloc设备
Android原生的Gralloc实现
Android原生态的Gralloc实现在hardware/libhardware/modules/gralloc中，它open接口对应的是：
/*hardware/libhardware/modules/gralloc/Gralloc.cpp*/
int gralloc_device_open(const hw_module_t* module, const char* name, hw_device_t** device)
{
int status = -EINVAL;
if (!strcmp(name, GRALLOC_HARDWARE_GPU0)) {//打开gralloc设备
…
} else {
status = fb_device_open(module, name, device);//否则就是fb设备
}
return status;
}
打开framebuffer设备
/*hardware/libhardware/modules/gralloc/Framebuffer.cpp*/
int fb_device_open(hw_module_t const* module, const char* name, hw_device_t** device)
{
int status = -EINVAL;
if (!strcmp(name, GRALLOC_HARDWARE_FB0)) {//设备名是否正确
fb_context_t *dev = (fb_context_t*)malloc(sizeof(*dev));/分配hw_device_t空间，
这是一个“壳”*/
memset(dev, 0, sizeof(*dev));//初始化，良好的编程习惯
…
dev->device.common.close = fb_close;//这几个接口是fb设备的核心
dev->device.setSwapInterval = fb_setSwapInterval;
dev->device.post = fb_post;
…
private_module_t* m = (private_module_t*)module;
status = mapFrameBuffer(m);//内存映射，以及参数配置
if (status >= 0) {
…
*device = &dev->device.common;//“壳”和“核心”的关系
}
}
return status;
}
标准的fb设备需要实现：int (*post)(struct framebuffer_device_t* dev, buffer_handle_t buffer);,将buffer数据post到屏幕上 ，这样buffer内容在下一次VSYNC中被显示出来。
设置缓冲区swap的时间间隔：int (*setSwapInterval)(struct framebuffer_device_t* window, int interval);
设置刷新区域：int (*setUpdateRect)(struct framebuffer_device_t* window, int left, int top, int width, int height);
接着是打开kernel层的fb设备和对fb进行配置，在mapFrameBuffer()中完成，它会尝试打开：
"/dev/graphics/fb%u"或者 "/dev/fb%u"
打开后，通过
ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo);
ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &info)
得到屏幕参数，接着通过ioctl(fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &info)对fb进行配置。
mapFrameBuffer()的另外一个任务是做为fb设备做内存映射：
void* vaddr = mmap(0, fbSize, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
module->framebuffer->base = intptr_t(vaddr);
memset(vaddr, 0, fbSize);
打开gralloc设备
/*hardware/libhardware/modules/gralloc/Gralloc.cpp*/
int gralloc_device_open(const hw_module_t* module, const char* name, hw_device_t** device)
{
int status = -EINVAL;
if (!strcmp(name, GRALLOC_HARDWARE_GPU0)) {
gralloc_context_t *dev;//做法和fb类似
dev = (gralloc_context_t*)malloc(sizeof(*dev));//分配空间
/* initialize our state here */
memset(dev, 0, sizeof(*dev));
…
dev->device.alloc = gralloc_alloc; //从提供的接口来看，gralloc主要负责“分配和释放”操作
dev->device.free = gralloc_free;
…
}
总结下Android原生的Gralloc：
参考
《深入理解Android内核设计思想》