AOSP開機動畫調測技術點(基于Android13)

開機動畫替換

1. 首先，在你的計算機上創建一個名為"bootanimation"的文件夾，并將"part0"、"part1"和"desc.txt"這三個文件復制到該文件夾中。這些文件包含了開機動畫的圖像幀和描述信息。

2. 在命令行中切換到bootanimation文件夾，并執行以下命令將文件夾中的內容打包成一個名為"bootanimation.zip"的壓縮文件：

zip -r -0 bootanimation.zip part0 part1 desc.txt

這個命令的含義是將當前目錄下的"part0"、"part1"和"desc.txt"三個文件打包成一個名為"bootanimation.zip"的壓縮文件。

• -r：表示遞歸地將指定目錄下的所有文件和子目錄都包含在壓縮文件中。
• -0：表示使用不進行壓縮的存儲模式，即不對文件進行壓縮處理，直接存儲到壓縮包中。

3. 使用ADB（Android Debug Bridge）將生成的bootanimation.zip文件復制到設備的/system/media/目錄中。請注意，這一步需要設備具有root權限以及重新掛載/system分區。你可以使用以下命令完成這一步驟：

adb root
adb remount
adb push bootanimation.zip /system/media/

4. 執行以下命令來啟動新的開機動畫：

   adb shell setprop service.bootanim.exit 0adb shell setprop ctl.start bootanim

5. 現在你可以觀察到新的開機動畫效果。如果想退出新的開機動畫，執行以下命令：

   adb shell setprop service.bootanim.exit 1

Android開機動畫(desc.txt)格式

開機動畫分為2個階段的圖片資源加載，part0和part2， 加載規則在desc.txt文件中進行描述

desc.txt  part0  part1

part0與part1中的圖片需要按照數字大小順序標記。

desc.txt內容如下：

通用參數

第一行定義了動畫的一般參數：

WIDTH HEIGHT FPS [PROGRESS]

• WIDTH: 動畫的寬度（像素）
• HEIGHT: 動畫的高度（像素）
• FPS: 每秒的幀數，例如60
• PROGRESS: 是否在最后一部分顯示進度百分比
  • 百分比將以"x"坐標為基準，在動畫高度的1/3處顯示。

動態著色屬性

如果使用動態著色功能，則提供一個可選的行來指定動態著色屬性的格式。如果不使用動態著色，則可以跳過此行。

動畫部分

接下來，根據以下格式提供多行來定義動畫的各個部分：

TYPE COUNT PAUSE PATH [FADE [#RGBHEX [CLOCK1 [CLOCK2]]]]

• TYPE: 單個字符，表示此動畫段的類型：
  • p – 該部分會播放，除非在啟動結束之前被中斷
  • c – 該部分將播放到完成，無論如何
  • f – 與 p 類似，但在繼續播放的同時，指定的幀數正在淡出。只有第一個被中斷的 f 部分會被淡出，其他后續的 f 部分會被跳過。
• COUNT: 播放動畫的次數，或者為0以無限循環，直到啟動完成
• PAUSE: 此部分結束后延遲的幀數
• PATH: 包含此部分幀圖片的目錄（例如 part0）
• FADE: (僅適用于 f 類型) 被中斷時要淡出的幀數，其中 0 表示立即淡出，使 f ... 0 的行為類似于 p，并且不將其視為淡出部分
• RGBHEX: (可選) 背景顏色，表示為 #RRGGBB
• CLOCK1, CLOCK2: (可選) 繪制當前時間（用于手表）的坐標：
  • 如果只提供 CLOCK1，則它是時鐘的y坐標，x坐標默認為 c
  • 如果同時提供 CLOCK1 和 CLOCK2，則 CLOCK1 是x坐標，CLOCK2 是y坐標
  • 值可以是正整數、負整數或 c
    • c – 將文本居中
    • n – 將文本定位到距起始位置的n像素處；在x軸上為左邊緣，在y軸上為底部邊緣
    • -n – 將文本定位到距結束位置的n像素處；在x軸上為右邊緣，在y軸上為頂部邊緣
  • 示例：
    • -24 或 c -24 將文本定位到距離屏幕頂部24像素處，水平居中
    • 16 c 將文本定位到距離屏幕左側16像素處，垂直居中
    • -32 32 將文本定位到距離屏幕邊緣向上32像素，向左32像素的位置

此外，還有一個特殊的類型 $SYSTEM，它加載并播放 /system/media/bootanimation.zip。
以上是關于Android開機動畫的desc.txt配置文件的格式說明。該文件定義了動畫的屬性和各個部分的行為。

源碼分析

frameworks/base/cmds/bootanimation

.
├── Android.bp
├── audioplay.cpp
├── audioplay.h
├── BootAnimation.cpp
├── BootAnimation.h
├── bootanimation_main.cpp
├── BootAnimationUtil.cpp
├── BootAnimationUtil.h
├── bootanim.rc
├── FORMAT.md
└── OWNERS

定義服務

開啟動畫啟動規則定義在bootanim.rc中

service bootanim /system/bin/bootanimationclass core animationuser graphicsgroup graphics audiodisabledoneshotioprio rt 0task_profiles MaxPerformance

開機動畫的服務配置文件字段解釋如下：

• service: 指明服務的名稱為"bootanim"，即開機動畫服務。
• /system/bin/bootanimation: 指定了開機動畫的執行文件路徑為"/system/bin/bootanimation"。
• class core animation: 表示此服務屬于核心服務，并且是與動畫相關的服務。
• user graphics: 指定服務運行的用戶為"graphics"。
• group graphics audio: 指定服務運行的組為"graphics audio"，表示具有這兩個組的權限。
• disabled: 表示此服務當前處于禁用狀態，不會自動啟動。
• oneshot: 表示此服務只執行一次，完成任務后即退出。
• ioprio rt 0: 設置了I/O調度優先級。
• task_profiles MaxPerformance: 指定了任務的性能規格為最大性能。

根據你提供的信息，開機動畫服務當前處于禁用狀態，不會自動啟動。

啟動開機動畫

開機動畫在SurfaceFlinger初始化完成之后播放

//frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp
void SurfaceFlinger::init() {............//啟動mStartPropertySetThread線程播放開機動畫mStartPropertySetThread = getFactory().createStartPropertySetThread(presentFenceReliable);if (mStartPropertySetThread->Start() != NO_ERROR) {ALOGE("Run StartPropertySetThread failed!");}
}

那么看看StartPropertySetThread線程中具體如何運行

//frameworks/native/services/surfaceflinger/StartPropertySetThread.cpp
bool StartPropertySetThread::threadLoop() {// Set property service.sf.present_timestamp, consumer need check its readinessproperty_set(kTimestampProperty, mTimestampPropertyValue ? "1" : "0");// Clear BootAnimation exit flagproperty_set("service.bootanim.exit", "0");property_set("service.bootanim.progress", "0");// Start BootAnimation if not startedproperty_set("ctl.start", "bootanim");// Exit immediatelyreturn false;
}

在StartPropertySetThread中通過設置屬性方式啟動動畫播放。

所以如果需要手動運行bootanimation， 需要通過下面命令完成：

setprop service.bootanim.exit 0
setprop ctl.start bootanim

接下來我們進入bootanimation實現的代碼分析動畫播放的具體流程。

動畫播放流程

1. 首先從main函數分析，開機動畫運行在一個線程中

//frameworks/base/cmds/bootanimation/bootanimation_main.cpp
int main()
{
sp<BootAnimation> boot = new BootAnimation(audioplay::createAnimationCallbacks());
waitForSurfaceFlinger();
boot->run("BootAnimation", PRIORITY_DISPLAY);
}

2. 找尋開機動畫文件

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
void BootAnimation::onFirstRef() {......preloadAnimation();......
}
bool BootAnimation::preloadAnimation() {//查找開機動畫findBootAnimationFile();if (!mZipFileName.isEmpty()) {//加載開機動畫mAnimation = loadAnimation(mZipFileName);return (mAnimation != nullptr);}return false;
}
//找尋開機動畫文件主要流程即在該函數中完成
void BootAnimation::findBootAnimationFile() {......//加密設備開機動畫路徑static const std::vector<std::string> encryptedBootFiles = {PRODUCT_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE, SYSTEM_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE,};// 啟動動畫路徑static const std::vector<std::string> bootFiles = {APEX_BOOTANIMATION_FILE, playDarkAnim ? PRODUCT_BOOTANIMATION_DARK_FILE : PRODUCT_BOOTANIMATION_FILE,OEM_BOOTANIMATION_FILE, SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE};   ......    
}

3. 加載開機動畫文件并解析desc文件

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
BootAnimation::Animation* BootAnimation::loadAnimation(const String8& fn) {if (mLoadedFiles.indexOf(fn) >= 0) {SLOGE("File \"%s\" is already loaded. Cyclic ref is not allowed",fn.string());return nullptr;}ZipFileRO *zip = ZipFileRO::open(fn);if (zip == nullptr) {SLOGE("Failed to open animation zip \"%s\": %s",fn.string(), strerror(errno));return nullptr;}ALOGD("%s is loaded successfully", fn.string());//解析bootanimation.zip并填充AnimationAnimation *animation =  new Animation;animation->fileName = fn;animation->zip = zip;animation->clockFont.map = nullptr;mLoadedFiles.add(animation->fileName);//解析desc.txt文件并填充Animation對象parseAnimationDesc(*animation);if (!preloadZip(*animation)) {releaseAnimation(animation);return nullptr;}mLoadedFiles.remove(fn);return animation;
}

4. 初始化顯示參數

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
status_t BootAnimation::readyToRun() {//設置分辨率、創建Surface等
ui::Size resolution = displayMode.resolution;resolution = limitSurfaceSize(resolution.width, resolution.height);// create the native surfacesp<SurfaceControl> control = session()->createSurface(String8("BootAnimation"),resolution.getWidth(), resolution.getHeight(), PIXEL_FORMAT_RGB_565);}// initialize opengl and eglEGLDisplay display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);eglInitialize(display, nullptr, nullptr);

5. 進入最終播放流程

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
bool BootAnimation::threadLoop() {bool result;initShaders();// 初始化著色器// 為啟動視頻功能進行初始化mStartbootanimaTime = 0;mBootVideoTime = -1;//Android還支持播放視頻文件，這樣可以方便廣告植入，開展開機廣告業務if (mVideoAnimation) {result = video();} else {// 如果沒有啟動動畫文件，那么使用默認的安卓logo動畫。if (mZipFileName.isEmpty()) {ALOGD("No animation file");result = android();} else {result = movie();}}// 關閉回調mCallbacks->shutdown();eglMakeCurrent(mDisplay, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);eglDestroyContext(mDisplay, mContext);eglDestroySurface(mDisplay, mSurface);mFlingerSurface.clear();mFlingerSurfaceControl.clear();eglTerminate(mDisplay);eglReleaseThread();IPCThreadState::self()->stopProcess();return result;
}bool BootAnimation::movie() {if (mAnimation == nullptr) {mAnimation = loadAnimation(mZipFileName);}......playAnimation(*mAnimation);......releaseAnimation(mAnimation);......
}bool BootAnimation::playAnimation(const Animation& animation) {const size_t pcount = animation.parts.size();nsecs_t frameDuration = s2ns(1) / animation.fps;for (size_t i=0 ; i<pcount ; i++) {const Animation::Part& part(animation.parts[i]);const size_t fcount = part.frames.size();// Handle animation packageif (part.animation != nullptr) {playAnimation(*part.animation);if (exitPending())break;continue; //to next part}/////使用gl繪制每一幀的圖像//第2輪及以后的播放if (r > 0) {glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);} else {//第一輪播放需要初始化glGenTextures(1, &frame.tid);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);int w, h;// Set decoding option to alpha unpremultiplied so that the R, G, B channels// of transparent pixels are preserved.initTexture(frame.map, &w, &h, false /* don't premultiply alpha */);}////}
}

動畫退出時機

//frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowManagerService.java
private void performEnableScreen() {////if (!mBootAnimationStopped) {Trace.asyncTraceBegin(TRACE_TAG_WINDOW_MANAGER, "Stop bootanim", 0);// stop boot animation// formerly we would just kill the process, but we now ask it to exit so it// can choose where to stop the animation.SystemProperties.set("service.bootanim.exit", "1");mBootAnimationStopped = true;}///
}