Android OpenGL库加载过程源码分析

Android系统采用OpenGL绘制3D图形，使用skia来绘制二维图形;OpenGL源码位于：

frameworks/native/opengl

frameworks/base/opengl

本文简单介绍OpenGL库的加载过程。OpenGL以动态库的方式提供，因此在使用OpenGL的接口函数绘图前，需要加载OpenGL库，并得到接口函数指针。函数EGLBoolean egl_init_drivers()就是负责OpenGL库的加载。

cpp代码

EGLBoolean egl_init_drivers() { 
 
　　EGLBoolean res; 
　　pthread_mutex_lock(&sInitDriverMutex); 
　　res = egl_init_drivers_locked(); 
　　pthread_mutex_unlock(&sInitDriverMutex); 
　　return res; 
　　} 

为保证多线程访问的安全性，使用线程锁来放完另一个接口函数egl_init_drivers_locked

cpp代码

static EGLBoolean egl_init_drivers_locked() { 
 
　　if (sEarlyInitState) { 
　　// initialized by static ctor. should be set here. 
　　return EGL_FALSE; 
　　} 
　　// 得到Loader对象实例 
　　Loader& loader(Loader::getInstance()); 
　　//加载EGL库 
　　egl_connection_t* cnx = &gEGLImpl; 
　　if (cnx->dso == 0) { 
　　cnx->hooks[egl_connection_t::GLESv1_INDEX] 
=&gHooks[egl_connection_t::GLESv1_INDEX]; 
　　cnx->hooks[egl_connection_t::GLESv2_INDEX] 
=&gHooks[egl_connection_t::GLESv2_INDEX]; 
　　cnx->dso = loader.open(cnx); 
　　} 
　　return cnx->dso ? EGL_TRUE : EGL_FALSE; 
　　} 

函数首先定义指针cnx指向全局变量gEGLImpl，并且将cnx的域hooks指向gHooks，最后通过loader对象的open函数打开EGL动态库，因此最后从EGL库中加载的接口函数指针都保存到了变量gEGLImpl和gHooks中了。

frameworks\native\opengl\libs\EGL\Loader.cpp

cpp代码

Loader::Loader() 
 
　　{ 
　　char line[256]; 
　　char tag[256]; 
　　/* Special case for GLES emulation 针对模拟器处理*/ 
　　if (checkGlesEmulationStatus() == 0) { 
　　ALOGD("Emulator without GPU support detected. ""Fallback to software 
renderer."); 
　　mDriverTag.setTo("android"); 
　　return; 
　　} 
　　/*打开/system/lib/egl/egl.cfg文件 */ 
　　FILE* cfg = fopen("/system/lib/egl/egl.cfg", "r"); 
　　if (cfg == NULL) { 
　　//如果打开失败，mDriverTag ="android" 
　　ALOGD("egl.cfg not found, using default config"); 
　　mDriverTag.setTo("android"); 
　　} else {//否则读取文件内容 
　　while (fgets(line, 256, cfg)) { 
　　int dpy, impl; 
　　if (sscanf(line, "%u %u %s", &dpy, &impl, tag) == 3) { 
　　// /system/lib/egl/egl.cfg文件内容为：0 1 mali 
　　if (tag != String8("android")) { 
　　mDriverTag = tag; //mDriverTag = "mali" 
　　} 
　　} 
　　} 
　　fclose(cfg); 
　　} 
　　} 

如果/system/lib/egl/egl.cfg文件不存在，则默认配置为0 0 android，否则就读取/system/lib/egl/egl.cfg文件内容，内容定义如下：

因此变量dpy=0, impl = 1, tag = mali

cpp代码

void* Loader::open(egl_connection_t* cnx) 
 
　　{ 
　　void* dso; 
　　driver_t* hnd = 0; 
　　char const* tag = mDriverTag.string();//tag="mali" 
　　if (tag) { 
　　//加载GLES库函数 
　　dso = load_driver("GLES", tag, cnx, EGL | GLESv1_CM | GLESv2); 
　　if (dso) { 
　　hnd = new driver_t(dso); 
　　} else {//如果加载GLES库失败，则加载EGL，GLESv1_CM，GLESv2三个库 
　　dso = load_driver("EGL", tag, cnx, EGL); 
　　if (dso) {//只有EGL库加载成功，才加载GLESv1_CM，GLESv2库 
　　hnd = new driver_t(dso); 
　　// TODO: make this more automated 
　　hnd->set(load_driver("GLESv1_CM", tag, cnx, GLESv1_CM), GLESv1_CM ); 
　　hnd->set(load_driver("GLESv2", tag, cnx, GLESv2), GLESv2 ); 
　　} 
　　} 
　　} 
　　return (void*)hnd; 
　　} 

这个函数首先去加载/system/lib/egl/libGLES_mali.so，如果加载成功，那么对EGL | GLESv1_CM | GLESv2三个函数库，进行初始化。如果加载不成功，那么就加载 libEGL_mali.so，libGLESv1_CM_mali.so，libGLESv2_mali.so这三个库，/system/lib /egl目录下的库如下：

由于libGLES_mali.so库不存在，因此最终加载的是libEGL_mali.so，libGLESv1_CM_mali.so，libGLESv2_mali.so三个库

cpp代码

void *Loader::load_driver(const char* kind, const char *tag, 
 
　　egl_connection_t* cnx, uint32_t mask) 
　　{ 
　　char driver_absolute_path[PATH_MAX]; 
　　const char* const search1 = "/vendor/lib/egl/lib%s_%s.so"; 
　　const char* const search2 = "/system/lib/egl/lib%s_%s.so"; 
　　//首先从/vendor/lib/egl/目录下查找对应的库，如果该目录下没有，则查找/system/lib/egl/目录 
　　snprintf(driver_absolute_path, PATH_MAX, search1, kind, tag); 
　　//driver_absolute_path="/vendor/lib/egl/libEGL_mali.so" 
　　//driver_absolute_path="/vendor/lib/egl/libGLESv1_CM_mali.so" 
　　//driver_absolute_path="/vendor/lib/egl/libGLESv2_mali.so" 
　　//判断该路径下的动态库是否可以访问 
　　if (access(driver_absolute_path, R_OK)) { 
　　snprintf(driver_absolute_path, PATH_MAX, search2, kind, tag); 
　　//driver_absolute_path="/system/lib/egl/libEGL_mali.so" 
　　//driver_absolute_path="/system/lib/egl/libGLESv1_CM_mali.so" 
　　//driver_absolute_path="/system/lib/egl/libGLESv2_mali.so" 
　　if (access(driver_absolute_path, R_OK)) { 
　　return 0; 
　　} 
　　} 
　　//打开so动态库到cnx->egl中 
　　void* dso = dlopen(driver_absolute_path, RTLD_NOW | RTLD_LOCAL); 
　　if (dso == 0) { 
　　const char* err = dlerror(); 
　　ALOGE("load_driver(%s): %s", driver_absolute_path, err?err:"unknown"); 
　　return 0; 
　　} 
　　ALOGD("loaded %s", driver_absolute_path); 
　　//从动态库中加载EGL函数库到cnx->egl中，EGL库函数定义在egl_names数组中 
　　if (mask & EGL) { 
　　//读取动态库中eglGetProcAddress函数指针 
　　getProcAddress = (getProcAddressType)dlsym(dso, "eglGetProcAddress"); 
　　ALOGE_IF(!getProcAddress, "can't find eglGetProcAddress() in %s", 
driver_absolute_path); 
　　#ifdef SYSTEMUI_PBSIZE_HACK 
　　#warning "SYSTEMUI_PBSIZE_HACK enabled" 
　　/* 
　　* Here we adjust the PB size from its default value to 512KB which 
　　* is the minimum acceptable for the systemui process. 
　　*/ 
　　const char *cmdline = getProcessCmdline(); 
　　if (strstr(cmdline, "systemui")) { 
　　void *imgegl = dlopen("/vendor/lib/libIMGegl.so", RTLD_LAZY); 
　　if (imgegl) { 
　　unsigned int *PVRDefaultPBS =(unsigned int *)dlsym(imgegl, 
"PVRDefaultPBS"); 
　　if (PVRDefaultPBS) { 
　　ALOGD("setting default PBS to 512KB, was %d KB", *PVRDefaultPBS / 
1024); 
　　*PVRDefaultPBS = 512*1024; 
　　} 
　　} 
　　} 
　　#endif 
　　egl_t* egl = &cnx->egl; 
　　__eglMustCastToProperFunctionPointerType* curr = 
　　(__eglMustCastToProperFunctionPointerType*)egl; 
　　/*定义指向egl_names数组的指针 
　　* char const * const egl_names[] = { 
　　* #include "egl_entries.in" 
　　* NULL 
　　* }; 
　　* 文件frameworks/native/opengl/libs/EGL/egl_entries.in声明了EGL库中的所有函数 
　　*/ 
　　char const * const * api = egl_names; 
　　//遍历数组egl_names，将数组中定义的函数指针保存到cnx->egl中 
　　while (*api) { 
　　char const * name = *api; 
　　//根据函数名称从动态库EGL中取得函数指针 
　　__eglMustCastToProperFunctionPointerType f = 
　　(__eglMustCastToProperFunctionPointerType)dlsym(dso, name); 
　　if (f == NULL) { 
　　//如果在动态库中查找不到该函数指针，则使用getProcAddress函数来获取 
　　f = getProcAddress(name); 
　　if (f == NULL) {//如果依然得不到该函数指针，则设置为0 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)0; 
　　} 
　　} 
　　*curr++ = f; 
　　api++; 
　　} 
　　} 
　　//char const * const gl_names[] = { 
　　// #include "entries.in" 
　　// NULL 
　　//}; 
　　//从动态库中加载GLESv1_CM函数库到cnx->hooks[egl_connection_t::GLESv1_INDEX]->gl中，GLESv1_CM库函数定义在gl_names数组中 
　　if (mask & GLESv1_CM) { 
　　init_api(dso, gl_names,(__eglMustCastToProperFunctionPointerType*) 
　　&cnx->hooks[egl_connection_t::GLESv1_INDEX]->gl, 
　　getProcAddress); 
　　} 
　　//从动态库中加载GLESv2函数库到cnx->hooks[egl_connection_t::GLESv2_INDEX]->gl中，GLESv2库函数定义在gl_names数组中 
　　if (mask & GLESv2) { 
　　init_api(dso, gl_names,(__eglMustCastToProperFunctionPointerType*) 
　　&cnx->hooks[egl_connection_t::GLESv2_INDEX]->gl, 
　　getProcAddress); 
　　} 
　　return dso; 
　　} 

该函数就是从动态库libEGL_mali.so中查询egl_names数组，即frameworks/native/opengl/libs/EGL /egl_entries.in文件中声明的接口函数，及从动态库libGLESv1_CM_mali.so，libGLESv2_mali.so中查询 gl_names数组，即frameworks/native/opengl/libs/entries.in文件中声明的接口函数，函数声明如下：

cpp代码

void Loader::init_api(void* dso, char const * const * api, 
 
　　__eglMustCastToProperFunctionPointerType* curr, 
　　getProcAddressType getProcAddress) 
　　{ 
　　const ssize_t SIZE = 256; 
　　char scrap[SIZE]; 
　　while (*api) { 
　　char const * name = *api; 
　　//根据函数名称从动态库中查找函数指针 
　　__eglMustCastToProperFunctionPointerType f = 
(__eglMustCastToProperFunctionPointerType)dlsym(dso, name); 
　　if (f == NULL) { 
　　//使用eglGetProcAddress()得到指定函数指针 
　　f = getProcAddress(name); 
　　} 
　　if (f == NULL) { 
　　//将函数名称去掉后缀OES 
　　ssize_t index = ssize_t(strlen(name)) - 3; 
　　if ((index>0 && (index 
　　strncpy(scrap, name, index); 
　　scrap[index] = 0; 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)dlsym(dso, scrap); 
　　} 
　　} 
　　if (f == NULL) { 
　　//将函数名称增加后缀OES 
　　ssize_t index = ssize_t(strlen(name)) - 3; 
　　if (index>0 && strcmp(name+index, "OES")) { 
　　snprintf(scrap, SIZE, "%sOES", name); 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)dlsym(dso, scrap); 
　　} 
　　} 
　　if (f == NULL) { 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)gl_unimplemented; 
　　if (!strcmp(name, "glInsertEventMarkerEXT")) { 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)gl_noop; 
　　} else if (!strcmp(name, "glPushGroupMarkerEXT")) { 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)gl_noop; 
　　} else if (!strcmp(name, "glPopGroupMarkerEXT")) { 
　　f = (__eglMustCastToProperFunctionPointerType)gl_noop; 
　　} 
　　} 
　　*curr++ = f; 
　　api++; 
　　} 
　　} 

load_driver函数所做的工作：首先通过dlopen加载/system/lib/egl/libGLES_mali.so库，然后从 /system/lib/egl/libGLES_mali.so库中提取EGL的各个API函数的地址放到cnx->egl中，从 libGLES_mali.so获取GLESv1_CM的API保存到cnx->hooks[GLESv1_INDEX]->gl中，从 libGLES_mali.so获取GLESv1_CM的API保存到cnx->hooks[GLESv2_INDEX]->gl。提取 EGLAPI地址的方法是首先通过dlsym函数获得一个获取函数地址的函数eglGetProcAddress的地址，然后遍历EGL的API所在文件 frameworks/base/opengl/libs/EGL/egl_entries.in。先通过dlsym获取各个API地址，如果返回 NULL再利用eglGetProcAddress去获得，如果依旧为空就把函数地址赋值为0;提取GLESv1_CM和GLESv1_CM库中函数地址 方法和提取EGL差不多，只是他们的函数文件保存在frameworks/base/opengl/libs/entries.in中。还有它们把函数地 址复制给了cnx->hooks[GLESv1_INDEX]->gl和 cnx->hooks[GLESv2_INDEX]->gl。