AndroidN DisplayManagerService源码简析，亮屏流程分析

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PowerManagerService源码分析 :http://blog.csdn.net/king1425/article/details/70224476
Android的亮屏流程从android系统结构层次来分可以分为三个流程。App应用唤醒源；Framework层Power结合Display，Light服务做亮屏绘制准备工作；底层驱动点亮背光灯。这里重点分析一下Framework层亮屏的一系列准备工作流程。

唤醒源

通过了解PowerManagerService的工作流程可以发现android的唤醒屏幕的唤醒源总共有四种：

1.应用直接调用 PowerManager的WakeUp接口。

2.应用在申请wakelock时候，添加ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP的flag。

3.应 用Activity在创建时候，带有WindowManager的FLAG_TURN_SCREEN_ON的flag(本质调用到 PowerManagerService的WakeUp操作)。

4.Power键唤醒是通过Input事件调用到PhoneWindowManager中 的按键事件处理函数interceptKeyBeforeQueueing中去调用PowerManager的wakeup接口。

这里先简单介绍一下较为较为特殊的第二，三种类型的唤醒源，后面关于wakeup的流程会详细的说明。

1.应用申请wakelock带有ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP标志：当应用在申请wakelok时候，会在 PowerManagerService的中去执行updatePowerStateLocked更新电源状态操作，熟悉 PowerManagerService的人会清楚updatePowerStateLocked是整个PowerManagerService的核心函 数，只要系统接收到与Power相关的事件（如:申请wakelock，开机，设置改变，用户操作等等）之后会第一时间去执行 updatePowerStateLocked更新电源状态。但是在申请wakelock时候，在acquireWakeLockInternal中会调用applyWakeLockFlagsOnAcquireLocked函数去判断wakelock是否带有ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP，如果带有该标志会直接跳入wakeUpNoUpdateLocked函数内，该函数是便是WakeUp唤醒系统的必须要走的调用函数。

2. Activity创建带有FLAG_TURN_SCREEN_ON标志：以IncallActivity为例

1).电话来电时首先。会在IncallActivity中的onCreate方法中设置一个FLAG_TURN_SCREEN_ON的flag值。

2).应用会调用到PhoneWindow的addWindow方法时，会调用到WindowManagerService–>relayoutVisibleWindow, 将win的mTurnOnScreen设置为true。

3).最终在最终在WindowSurfacePlacer的
performSurfacePlacement 函数中调用wakeUp：

1.  if (mTurnOnScreen) {
2.  if (mAllowTheaterModeWakeFromLayout
3.  || Settings.Global.getInt(mContext.getContentResolver(),
4.  Settings.Global.THEATER_MODE_ON, 0) == 0) {
5.  if (DEBUG_VISIBILITY || DEBUG_POWER) {
6.  Slog.v(TAG, "Turning screen on after layout!");
7.  }
8.  mPowerManager.wakeUp(SystemClock.uptimeMillis(), "android.server.wm:TURN_ON");
9.  }
10. mTurnOnScreen = false;
11. }

唤醒流程

Wakeup流程分两个流程：1.是windowManager绘制屏幕动画；2.是点亮屏幕背光灯；两个流程是两条调用的路线在并行执行；

绘制屏幕动画流程如下：

1）调用到PowerManagerService的wakeup，到WakeupInternal中，到wakeUpNoUpdateLocked函 数，在wakeUpNoUpdateLocked函数中调用setWakefulnessLocked函数，设置mWakeFullness为 WAKEFULLNESS_AWAKE。

2).前面执行wakeup函数执行过程中会调用到setWakefulnessLocked将mWakefulness置成 WAKEFULLNESS_AWAKE，同时调用到mNotifier中的onWakefulnessChangeStarted,在此函数中做三了三件 事：1.通知AMS状态变为wakefulness；2.通知IntputManager状态变为InterActive可交互状态；3.通过 handleEarlyInteractiveChange调用到PhoneWindowManager的startedWakingUp函数，来通知到 PhoneWindowManager屏幕开始启动。

3).wakeup函数执行完成之后再次执行updatePowerStateLock，将mDisplayPowerRequest.policy设置 成POLICY_BRIGHT，在updatePowerStateLock函数中，调用requestPowerState时，调用到 DisplayManagerInternal的requestPowerState函数，转到DisplayManagerService中的 LocalService的内部类的requestPowerState函数中，最终调到DisplayPowerController的 requestPowerState。在DisplayPowerCotroller的requestPowerState函数中仅调用 sendUpdatePowerStateLocked发送了一条MSG_UPDATE_POWER_STATE消息来 updatepowerState，在前面设置了policy为POLICY_BRIGHT，所以会将state标志该设置为 Display.STATE_ON，通过animateScreenStateChange来设置动画处理亮屏幕这个流程，并且 setScreenState设置屏幕状态，setScreenState调用到PhoneWindowManager中的 screenTurningOn。

4).在PhoneWindowManager的screenTurningOn函数用回调onScreenTurningOn来发送 MSG_KEYGUARD_DRAWN_COMPLETE消息，最终调用waitForAllWindowsDrawn等待屏幕绘制完成，在 waitForAllWindowsDrawn也是通过一个回调，来发送MSG_WINDOW_MANAGER_DRAWN_COMPLETE消息，来调 用finishWindowsDrawn函数完成屏幕亮屏的绘制，并将屏幕置成enable状态。

点亮屏幕背光灯的顺序流程：

1).点亮屏幕与绘制屏幕动画是一条流程主线，当调用到animateScreenStateChange函数中，调用到了DisplayPowerState中的setScreenState()函数，在setScreenState函数中通过一系列的调用最终会在postScreenUpdateThreadSafe中通过一个回调函数，回调到mScreenUpdateRunnable线程中，在该线程中通过setState函数仅仅修改了mPhotonicModulator的两个参数mScreenState，brightness，通知该线程mPhotonicModulator参数改变，mPhotonicModulator是一个死循环的阻塞线程，等待mScreenState，brightness改变，去执行更新操作，在run方法中监听到参数改变的通知，便会执行更新操作。

2).关键语句：mBlanker.requestDisplayState(state, backlight);调用到DisplayManagerService中的内部类LocalService中的requestDisplayState，然后调用到函数requestGlobalDisplayStateInternal中，经过applyGlobalDisplayStateLocked函数，调用到线程updateDisplayStateLocked中，最终会调用到LocalDisplayAdapter中的内部类LocalDisplayDevice的函数requestDisplayStateLocked中来调用到Light模块，在LocalDisplayDevice构造函数中有设置LightID为LIGHT_ID_BACKLIGHT屏幕背光灯，关键语句为：

1.  mBacklight=lights.getLight(LightsManager.LIGHT_ID_BACKLIGHT);
2.  mBacklight.setBrightness(brightness);

3).在LightService中的setBrightness函数，设置了color的参数之后，调用到关键函数setLightLocked中，在setLightLocked中，设置了一些参数之后，
有关键语句：

1.  setLight_native(mNativePointer,mId,color,mode,onMS,offMS,brightnessMode);

便调用到native层的com_android_server_lights_lightsService.cpp中的setLight_native函数。
.setLight_native函数，对一些参数进行赋值之后，通过结构体指针参数，调用到light_state_t中的set_light参数所指向的函数地址，我们可以看到
com_android_server_lights_lightsService.cpp该类初始化的时候调用到init_native函数调用到get_device，在get_device中有关键语句：

1.  err = module->methods->open(module, name, &device);

.调用open函数，在hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h中的hw_module_t结构体中method方法，由于method方法是hw_module_methods_t类型
，故调用到hw_module_methods_t中的open函数指针参数，open函数在vendor/*/liblights/lights.c中初始化有：
open=open_lights;
在open_lights函数中有：

1.  if (0 == strcmp(LIGHT_ID_BACKLIGHT, name))
2.  set_light =set_light_backlight;

.故在调用到上面这条语句的时，set_light会调用到中的set_light_backlight函数，set_light_backlight函数中有：

1.  err = write_int(&leds[LCD_BACKLIGHT].brightness, brightness);

brightbess是上层传递下来的亮度参数值；LCD_BACKLIGHT是有如下定义.
brightness={“/sys/class/leds/lcd-backlight/brightness”,-1},
write函数中是将该值写入到/sys/class/leds/lcd-backlight/brightness文件节点中去；

DisplayManagerService和背光的关系

一、DisplayManagerService注册localDisplay的适配层
我们先来看构造函数：

public DisplayManagerService(Context context) {                                                                              
        super(context);
        mContext = context;
        mHandler = new DisplayManagerHandler(DisplayThread.get().getLooper()); //消息处理
        mUiHandler = UiThread.getHandler();
        mDisplayAdapterListener = new DisplayAdapterListener();/display适配层监视器
        mSingleDisplayDemoMode = SystemProperties.getBoolean("persist.demo.singledisplay", false);

        PowerManager pm = (PowerManager) mContext.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
        mGlobalDisplayBrightness = pm.getDefaultScreenBrightnessSetting();//成员变量屏幕亮度
    }  

我们再来看onStart函数，publish了一个BinderService和LocalService，还有发送了一个消息。

 @Override
    public void onStart() {
        mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REGISTER_DEFAULT_DISPLAY_ADAPTER);
        publishBinderService(Context.DISPLAY_SERVICE, new BinderService(),
                true /*allowIsolated*/);       
        publishLocalService(DisplayManagerInternal.class, new LocalService());
    }  

我们看消息处理，就是调用了registerDefaultDisplayAdapter函数：

 private void registerDefaultDisplayAdapter() {                                                                   
        // Register default display adapter.
        synchronized (mSyncRoot) {
            registerDisplayAdapterLocked(new LocalDisplayAdapter(
                    mSyncRoot, mContext, mHandler, mDisplayAdapterListener));
        }
    }

这里就是register了DefaultDisplay的适配层，就是和背光相关的。在新建LocalDisplayAdapter的时候我们把mDisplayAdapterListener传过去了。

二、LocalDisplayAdapter & LocalDisplayDevice

LocalDisplayAdapter构造函数调用了父类的，而父类也就是保存了变量

 // Called with SyncRoot lock held.
    public LocalDisplayAdapter(DisplayManagerService.SyncRoot syncRoot,
            Context context, Handler handler, Listener listener) {
        super(syncRoot, context, handler, listener, TAG);
    }

上面又紧跟着调用了registerLocked函数

@Override
    public void registerLocked() {
        super.registerLocked();
        mHotplugReceiver = new HotplugDisplayEventReceiver(getHandler().getLooper());
        for (int builtInDisplayId : BUILT_IN_DISPLAY_IDS_TO_SCAN) {
            tryConnectDisplayLocked(builtInDisplayId);
        }
    }

tryConnectDisplayLocked 函数，先是看传入的builtInDisplayId是否支持，一个是main，一个是hdmi的。
private void tryConnectDisplayLocked(int builtInDisplayId) {…}
然后再去查找这个LocalDisplayDevice，如果是找到了需要更新下configs，没找到需要新建一个LocalDisplayDevice。最后都调用了sendDisplayDeviceEventLocked回调函数.

我们再来看LocalDisplayDevice构造函数，如果传入的是BUILT_IN_DISPLAY_ID_MAIN就是背光的，我们获取背光的Light，保存在mBackLight变量。

然后上面函数调用了sendDisplayDeviceEventLocked函数，就是调用了传入的参数DisplayAdapterListener

protected final void sendDisplayDeviceEventLocked(                                                                                      
            final DisplayDevice device, final int event) {
        mHandler.post(new Runnable() { 
            @Override
            public void run() {            
                mListener.onDisplayDeviceEvent(device, event);
            }
        });
    }  

如果是新建就调用了DisplayManagerSerivce–>handleDisplayDeviceAdded函数，
我们先来看看handleDisplayDeviceAdded，最后将device保存在了mDisplayDevices中:
mDisplayDevices.add(device);

三、设置背光

//requestGlobalDisplayStateInternal中调用的.
        @Override
        public void initPowerManagement(final DisplayPowerCallbacks callbacks, Handler handler,
                SensorManager sensorManager) {
            synchronized (mSyncRoot) {         
                DisplayBlanker blanker = new DisplayBlanker() {
                    @Override
                    public void requestDisplayState(int state, int brightness) {
                        // The order of operations is important for legacy reasons.
                        if (state == Display.STATE_OFF) {  
                            requestGlobalDisplayStateInternal(state, brightness);
                        }
                        callbacks.onDisplayStateChange(state);
                        if (state != Display.STATE_OFF) {  
                            requestGlobalDisplayStateInternal(state, brightness);
                        }
                        // #ifdef LAVA_EDIT            
                        // liuwei.2016-11-25,optimize fingerprintd.
                        if(PowerManagerService.isFingerPrintEvent){
                           Slog.e(TAG, "driver have been finish ");
                           DisplayManagerService.mLastFingeDriverFinishTime = SystemClock.uptimeMillis();
                        }
                        // #endif
                    }
                };
                mDisplayPowerController = new DisplayPowerController(                                                                                                                                     
                        mContext, callbacks, handler, sensorManager, blanker);
            }
        }

requestGlobalDisplayStateInternal函数：
…
…

再看看applyGlobalDisplayStateLocked函数，最后遍历device调用updateDisplayStateLocked函数
…

updateDisplayStateLocked函数调用device的requestDisplayStateLocked返回是Runnable，最后放在workQueue队列中

我们再来看看LocalDisplayDevice的requestDisplayStateLocked函数

上面函数返回一个Runnable放在workQueue，在Runnable 中会调用mBacklight.setBrightness设置背光。
之前是将Runnable接口都放在了mTempDisplayStateWorkQueue中，然后遍历调用了run函数。最后就调用到了LocalDisplayDevice的Runnable接口中设置背光了。

四、背光hal层

我们先来看看LightsService

setLightLocked中最后调用了setLight_native函数。

setLight_native函数如下，其主要也是依赖上面传下来的ptr，作为devices的指针。

而mNativePointer也是调用了init_native函数

这就到驱动了，最终到hardware目录下有个lights.c文件有下面函数

下面我们再来看set_light_backlight函数：

root@lte26007:/sys/class/leds/lcd-backlight # cat brightness

andriod HAL模块也有一个通用的入口地址，这个入口地址就是HAL_MODULE_INFO_SYM变量，通过它，我们可以访问到HAL模块中的所有想要外部访问到的方法。

亮屏流程之Keyguard Window绘制: