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Gralloc 接口全解析（Android 14+ 最新版本）

news 来源：原创 2025/6/18 2:23:17

前面我有篇博客说了gralloc1_perform这个函数，主要是因为我知道有刷cache这个动作，但是不知道具体在哪里实现。但是gralloc1_perform这个接口是很老版本的gralloc用的。这篇博客概括一下最新版本的Gralloc接口。

Gralloc（Graphics Allocation）主要用于 GPU/CPU 共享图形缓冲区（buffer）。最新的 Gralloc 体系由 Allocator HAL 3.x 和 Mapper HAL 4.x 组成，分别负责 buffer 分配 和 buffer 访问/管理。

1️⃣ Gralloc 最新架构

模块	作用
Allocator HAL 3.x	负责 buffer 分配
Mapper HAL 4.x	负责 buffer 访问、映射、缓存管理等

2️⃣ Allocator HAL 3.x（分配 Buffer）

接口类：android.hardware.graphics.allocator@3.0::IAllocator

🔹 主要接口

函数	作用
`IAllocator::allocate()`	申请 buffer
`IAllocator::dumpDebugInfo()`	获取 allocator 相关调试信息

🔹 代码示例

sp<IAllocator> allocator = IAllocator::getService();
if (allocator != nullptr) {
    hidl_vec<uint8_t> rawHandle;
    auto result = allocator->allocate(1, {/*请求参数*/}, 
        [&](auto error, auto buffers) {
            if (error == Error::NONE) {
                rawHandle = buffers[0];
            }
        });
}

✅ 作用：向 Gralloc 请求 1 个 buffer 并返回 handle。

3️⃣ Mapper HAL 4.x（管理 Buffer）

接口类：android.hardware.graphics.mapper@4.0::IMapper

🔹 主要接口

函数	作用
`IMapper::importBuffer()`	通过 native handle 获取 buffer
`IMapper::freeBuffer()`	释放 buffer
`IMapper::lock()`	申请 CPU 访问 buffer
`IMapper::unlock()`	释放 CPU 访问权限
`IMapper::flushLockedBuffer()`	刷新 CPU 缓存，确保数据写入内存
`IMapper::invalidateLockedBuffer()`	失效缓存，确保读取最新数据

🔹 代码示例

// 1. 获取 Mapper 服务
sp<IMapper> mapper = IMapper::getService();

// 2. Import Buffer
buffer_handle_t importedHandle = nullptr;
mapper->importBuffer(rawHandle, [&](auto error, auto buffer) {
    if (error == Error::NONE) {
        importedHandle = buffer;
    }
});

// 3. Lock Buffer 进行 CPU 读写
void* data = nullptr;
mapper->lock(importedHandle, GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN, 
             {}, [&](auto error, void* addr) {
    if (error == Error::NONE) {
        data = addr;
    }
});

// 4. Unlock Buffer 释放访问权限
mapper->unlock(importedHandle, [&](auto error, auto releaseFence) {
    if (error != Error::NONE) {
        LOG(ERROR) << "Failed to unlock buffer";
    }
});

✅ 作用：

importBuffer() 获取 buffer
lock() 获取 buffer 读写权限
unlock() 释放权限

4️⃣ 旧版本 vs. 新版本

功能	Gralloc 1.0（旧）	Gralloc 3.x/4.x（新）
分配 Buffer	`gralloc1_perform(GRALLOC1_PERFORM_ALLOCATE, …)`	`IAllocator::allocate()`
释放 Buffer	`gralloc1_perform(GRALLOC1_PERFORM_FREE, …)`	`IMapper::freeBuffer()`
CPU 读写	`gralloc1_perform(GRALLOC1_PERFORM_LOCK, …)`	`IMapper::lock()` / `IMapper::unlock()`
缓存管理	`gralloc1_perform(GRALLOC1_PERFORM_FLUSH_CACHE, …)`	`IMapper::flushLockedBuffer()` / `invalidateLockedBuffer()`

5️⃣ 总结

Gralloc 3.x/4.x 采用 IAllocator（分配）+ IMapper（管理）架构
gralloc1_perform() 已被 IMapper::lock/unlock 替代
所有 buffer 访问（如 cache flush）必须使用 IMapper::flushLockedBuffer()

Gralloc 最新版本引入了更现代化的 HIDL 接口，相比旧的 gralloc1_perform 方式，更加模块化、安全、可扩展。🚀

如果追一下代码，会发现QtiMapper::flushLockedBuffer最终会调用到：

118  int DmaManager::CleanBuffer(void * /*base*/, unsigned int /*size*/, unsigned int /*offset*/,
119                              int /*handle*/, int op, int dma_buf_fd) {
120    ATRACE_CALL();
121    ATRACE_INT("operation id", op);
122  
123    struct dma_buf_sync sync;
124    int err = 0;
125  
126    switch (op) {
127      case CACHE_CLEAN:
128        sync.flags = DMA_BUF_SYNC_END | DMA_BUF_SYNC_RW;
129        break;
130      case CACHE_INVALIDATE:
131        sync.flags = DMA_BUF_SYNC_START | DMA_BUF_SYNC_RW;
132        break;
133      case CACHE_READ_DONE:
134        sync.flags = DMA_BUF_SYNC_END | DMA_BUF_SYNC_READ;
135        break;
136      default:
137        ALOGE("%s: Invalid operation %d", __FUNCTION__, op);
138        return -1;
139    }
140  
141    if (ioctl(dma_buf_fd, INT(DMA_BUF_IOCTL_SYNC), &sync)) {
142      err = -errno;
143      ALOGE("%s: DMA_BUF_IOCTL_SYNC failed with error - %s", __FUNCTION__, strerror(errno));
144      return err;
145    }
146  
147    return 0;
148  }

这里就看到具体的ioctl操作了。