S5PV210 Android Overlay系统（视频输出系统）分析

Overlay是Android经常看到的名字，我们可以理解为视频叠加，Overlay也可以理解为视频输出

视频输出和视频叠加是密切相关的，一般来说，输出的视频背景是系统UI层，而视频输出是叠加到UI层上的。

视频输出和系统UI一般使用独立的显存区，系统UI通过framebuffer显示；而视频输出在驱动层可以有两种实现方式：1. framebuffer方式，2. V4L2的output设备实现方式，具体使用哪种，是和平台密切相关的，甚至有的平台两种方式都实现了，比如freescale imx51，应用层既可以通过/dev/fb2实现视频输出，又可以通过output设别/dev/video16实现视频输出，具体使用哪个就是overlayHAL的工作了。

三星s5PV210平台使用output设备来输出视频，设备节点/dev/video1（对应fimc1控制器），其实不一定非要使用fimc1控制器的，fimc0 fimc2也可以实现视频输出，具体是用哪个FIMC作为视频输出，是overlayHAL的实现决定的。

参看文件device/samsung/proprietary/liboverlay/v4l2_utilc.c

 76 int v4l2_overlay_open(int id)
 77 {
 78     LOG_FUNCTION_NAME
 79     return open("/dev/video1", O_RDWR);
 80 }

这里直接hardcode overlay设备节点为/dev/video1

主显示区和overlay显示区的叠加是通过硬件来实现的，至于主FB和overlay的层次关系，blending方式一般是由驱动层来实现的；当然应用层可以控制层次关系，叠加层的位置，大小旋转和透明等。

Android视频输出系统结构

Android视频输出系统包括：驱动层(output 驱动，framebuffer驱动)， OverlayHAL，Overlay服务器SurfaceFlinger，本地框架

Overlay视频输出系统结构图如下：

1. Overlay驱动层：Framebuffer驱动程序，V4L2 output 驱动程序

2. OverlayHAL：hardware/libhardware/include/hardware/overlay.h，三星s5pv210 overlayHAL实现在device/samsung/proprietary/liboverlay/目录下

3. Overlay服务器SurfaceFlinger：SurfaceFlinger中的LayerBuffer用在Camera preview/ video playback上，LayerBuffer提供了两种实现方式：一种是post buffer，另外一种就是这里讨论的overlay方法
4. Overlay的本地框架代码：

头文件路径：frameworks/base/inlcude/ui

源文件路径：frameworks/base/libs/ui

Overlay系统框架是库libui.so的一部分，提供的方法供camera 取景器以及视频输出的render环节使用，三星平台取景器调用参见device/samsung/proprietary/libcamera/SecCameraHWInterface.cpp，视频输出render参见samsung/proprietary/libstagefrighthw/SecHardwareRenderer.cpp。在这两个文件中要实现对overlay系统的调用。

Overlay 驱动层

S5PV210 Overlay在驱动层涉及到output 驱动和framebuffer驱动

output驱动实际上是FIMC控制器驱动的一种特殊形式，FIMC是S5PV210平台的图像处理单元，FIMC控制器的输入可以是camera sensor或者mem，输出则是mem。

如果输入是camera sensor，那么FIMC就是fimc_capture；如果输入是mem，那么FIMC就是fimc_ouput。

当FIMC用做Overlay时，工作流程如下：

1. FIMC的输入设置为camera preview或者视频解码输出的数据地址

2. FIMC的输出地址设置为framebuffer的mem_base

3. 启动FIMC控制器，进行旋转，缩放以及颜色空间转换处理，FIMC控制器把处理结果存放到输出地址

4. FIMC做完转换后，调用fb_set_par，通过这个函数间接的调用到s3c_set_par和s3c_pan_display，这一步非常重要，前面step2 step3是把要显示的内容转换到framebuffer指向的内存，但是并没有刷新到display，fb_set_par的目的就是刷新framebuffer的内容到LCD上。

Note：步骤4，framebuffer中保存的是显示在屏上的内容，改写framebuffer内容后，并不会自动更新到LCD上，必须设置CPU的display 控制器显示内容地址寄存器，使之指向framebuffer的物理内存地址后，内容才会刷到屏上。

display 控制器的地址寄存器只支持物理地址，这也解释了为什么framebuffer需要一大块连续的物理内存。