AOSP开机动画调测技术点(基于Android13)

开机动画替换

首先，在你的计算机上创建一个名为"bootanimation"的文件夹，并将"part0"、"part1"和"desc.txt"这三个文件复制到该文件夹中。这些文件包含了开机动画的图像帧和描述信息。
在命令行中切换到bootanimation文件夹，并执行以下命令将文件夹中的内容打包成一个名为"bootanimation.zip"的压缩文件：

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

这个命令的含义是将当前目录下的"part0"、"part1"和"desc.txt"三个文件打包成一个名为"bootanimation.zip"的压缩文件。

-r：表示递归地将指定目录下的所有文件和子目录都包含在压缩文件中。
-0：表示使用不进行压缩的存储模式，即不对文件进行压缩处理，直接存储到压缩包中。

使用ADB（Android Debug Bridge）将生成的bootanimation.zip文件复制到设备的/system/media/目录中。请注意，这一步需要设备具有root权限以及重新挂载/system分区。你可以使用以下命令完成这一步骤：

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

执行以下命令来启动新的开机动画：

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

现在你可以观察到新的开机动画效果。如果想退出新的开机动画，执行以下命令：

   adb shell setprop service.bootanim.exit 1

Android开机动画(desc.txt)格式

开机动画分为2个阶段的图片资源加载，part0和part2，加载规则在desc.txt文件中进行描述

desc.txt  part0  part1

part0与part1中的图片需要按照数字大小顺序标记。

desc.txt内容如下：

通用参数

第一行定义了动画的一般参数：

WIDTH HEIGHT FPS [PROGRESS]

WIDTH: 动画的宽度（像素）
HEIGHT: 动画的高度（像素）
FPS: 每秒的帧数，例如60
PROGRESS: 是否在最后一部分显示进度百分比
- 百分比将以"x"坐标为基准，在动画高度的1/3处显示。

动态着色属性

如果使用动态着色功能，则提供一个可选的行来指定动态着色属性的格式。如果不使用动态着色，则可以跳过此行。

动画部分

接下来，根据以下格式提供多行来定义动画的各个部分：

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

TYPE: 单个字符，表示此动画段的类型：
- p – 该部分会播放，除非在启动结束之前被中断
- c – 该部分将播放到完成，无论如何
- f – 与 p 类似，但在继续播放的同时，指定的帧数正在淡出。只有第一个被中断的 f 部分会被淡出，其他后续的 f 部分会被跳过。
COUNT: 播放动画的次数，或者为0以无限循环，直到启动完成
PAUSE: 此部分结束后延迟的帧数
PATH: 包含此部分帧图片的目录（例如 part0）
FADE: (仅适用于 f 类型) 被中断时要淡出的帧数，其中 0 表示立即淡出，使 f ... 0 的行为类似于 p，并且不将其视为淡出部分
RGBHEX: (可选) 背景颜色，表示为 #RRGGBB
CLOCK1, CLOCK2: (可选) 绘制当前时间（用于手表）的坐标：
- 如果只提供 CLOCK1，则它是时钟的y坐标，x坐标默认为 c
- 如果同时提供 CLOCK1 和 CLOCK2，则 CLOCK1 是x坐标，CLOCK2 是y坐标
- 值可以是正整数、负整数或 c
  - c – 将文本居中
  - n – 将文本定位到距起始位置的n像素处；在x轴上为左边缘，在y轴上为底部边缘
  - -n – 将文本定位到距结束位置的n像素处；在x轴上为右边缘，在y轴上为顶部边缘
- 示例：
  - -24 或 c -24 将文本定位到距离屏幕顶部24像素处，水平居中
  - 16 c 将文本定位到距离屏幕左侧16像素处，垂直居中
  - -32 32 将文本定位到距离屏幕边缘向上32像素，向左32像素的位置

此外，还有一个特殊的类型 $SYSTEM，它加载并播放 /system/media/bootanimation.zip。
以上是关于Android开机动画的desc.txt配置文件的格式说明。该文件定义了动画的属性和各个部分的行为。

源码分析

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

定义服务

开启动画启动规则定义在bootanim.rc中

service bootanim /system/bin/bootanimation
    class core animation
    user graphics
    group graphics audio
    disabled
    oneshot
    ioprio rt 0
    task_profiles MaxPerformance

开机动画的服务配置文件字段解释如下：

service: 指明服务的名称为"bootanim"，即开机动画服务。
/system/bin/bootanimation: 指定了开机动画的执行文件路径为"/system/bin/bootanimation"。
class core animation: 表示此服务属于核心服务，并且是与动画相关的服务。
user graphics: 指定服务运行的用户为"graphics"。
group graphics audio: 指定服务运行的组为"graphics audio"，表示具有这两个组的权限。
disabled: 表示此服务当前处于禁用状态，不会自动启动。
oneshot: 表示此服务只执行一次，完成任务后即退出。
ioprio rt 0: 设置了I/O调度优先级。
task_profiles MaxPerformance: 指定了任务的性能规格为最大性能。

根据你提供的信息，开机动画服务当前处于禁用状态，不会自动启动。

启动开机动画

开机动画在SurfaceFlinger初始化完成之后播放

//frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp
void SurfaceFlinger::init() {
   
	......
	......
	//启动mStartPropertySetThread线程播放开机动画
	mStartPropertySetThread = getFactory().createStartPropertySetThread(presentFenceReliable);

    if (mStartPropertySetThread->Start() != NO_ERROR) {
   
        ALOGE("Run StartPropertySetThread failed!");
    }
}

那么看看StartPropertySetThread线程中具体如何运行

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

在StartPropertySetThread中通过设置属性方式启动动画播放。

所以如果需要手动运行bootanimation，需要通过下面命令完成：

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

接下来我们进入bootanimation实现的代码分析动画播放的具体流程。

动画播放流程

首先从main函数分析，开机动画运行在一个线程中

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

找寻开机动画文件

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
void BootAnimation::onFirstRef() {
   
	......
	preloadAnimation();
	......
}
bool BootAnimation::preloadAnimation() {
   
	  //查找开机动画
	  findBootAnimationFile();
    if (!mZipFileName.isEmpty()) {
   
    	//加载开机动画
        mAnimation = loadAnimation(mZipFileName);
        return (mAnimation != nullptr);
    }
    return false;
}
//找寻开机动画文件主要流程即在该函数中完成
void BootAnimation::findBootAnimationFile() {
   
	......
	//加密设备开机动画路径
	static const std::vector<std::string> encryptedBootFiles = {
   
            PRODUCT_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE, SYSTEM_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE,
        };
    // 启动动画路径
    static const std::vector<std::string> bootFiles = {
   
        APEX_BOOTANIMATION_FILE, playDarkAnim ? PRODUCT_BOOTANIMATION_DARK_FILE : PRODUCT_BOOTANIMATION_FILE,
        OEM_BOOTANIMATION_FILE, SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE
    };   
    ......    
}

加载开机动画文件并解析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Animation
    Animation *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对象
    parseAnimationDesc(*animation);
    if (!preloadZip(*animation)) {
   
        releaseAnimation(animation);
        return nullptr;
    }
    mLoadedFiles.remove(fn);
    return animation;
}

初始化显示参数

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
status_t BootAnimation::readyToRun() {
   

//设置分辨率、创建Surface等
ui::Size resolution = displayMode.resolution;
    resolution = limitSurfaceSize(resolution.width, resolution.height);
    // create the native surface
    sp<SurfaceControl> control = session()->createSurface(String8("BootAnimation"),
            resolution.getWidth(), resolution.getHeight(), PIXEL_FORMAT_RGB_565);

}

// initialize opengl and egl
    EGLDisplay display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);
    eglInitialize(display, nullptr, nullptr);

进入最终播放流程

//frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp
bool BootAnimation::threadLoop() {
   
    bool result;
    initShaders();
    // 初始化着色器

    // 为启动视频功能进行初始化
    mStartbootanimaTime = 0;
    mBootVideoTime = -1;
	//Android还支持播放视频文件，这样可以方便广告植入，开展开机广告业务
    if (mVideoAnimation) {
   
        result = video();
    } else {
   
        // 如果没有启动动画文件，那么使用默认的安卓logo动画。
        if (mZipFileName.isEmpty()) {
   
            ALOGD("No animation file");
            result = android();
        } else {
   
            result = movie();
        }
    }

    // 关闭回调
    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 package
        if (part.animation != nullptr) {
   
            playAnimation(*part.animation);
            if (exitPending())
                break;
            continue; //to next part
        }
        //
        /
        //使用gl绘制每一帧的图像
        //第2轮及以后的播放
         if (r > 0) {
   
                    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);
                } else {
   
                //第一轮播放需要初始化
                    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 */);
                }
       //
       //
   }
}

动画退出时机

//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;
            }
	
	///
}