AOSP15开机动画 (BootAnimation) 流程全解析与实战

张小潇
186 阅读5分钟

本文档详细记录了 Android 15 (AOSP 15) 系统中，从 init 进程启动到 SurfaceFlinger 触发，再到 BootAnimation 执行与结束的完整代码流转及架构设计。

一、BootAnimation动画流程源码分析

1. init 阶段：解析与服务定义

在系统启动初期，init 进程解析 .rc 文件，定义服务的启动类别和权限。

1.1 SurfaceFlinger 配置

  • 路径：frameworks/native/services/surfaceflinger/surfaceflinger.rc
  • 说明：SF 属于 core 和 animation 类，通常在系统显示驱动加载后启动。
service surfaceflinger /system/bin/surfaceflinger
    class core animation
    user system
    group graphics drmrpc readproc
    capabilities CHOWN DAC_OVERRIDE SYS_NICE
    onrestart restart zygote
    task_profiles ServiceCapacityLow HighPerformance

1.2 BootAnimation 配置

  • 路径：frameworks/base/cmds/bootanimation/bootanim.rc
  • 说明：默认标记为 disabled，必须由其他进程（SF）通过属性显式启动。
service bootanim /system/bin/bootanimation
   class core
   user graphics
   group graphics audio
   disabled       # 初始状态不启动
   oneshot        # 运行一次后不自动重启
   ioprio rt 4
   task_profiles MaxPerformance

2. SurfaceFlinger 阶段：触发逻辑

AOSP 15 对 SF 初始化进行了重构，删除了旧版本的异步属性设置线程类。

2.1 入口：main_surfaceflinger.cpp

  • 路径：frameworks/native/services/surfaceflinger/main_surfaceflinger.cpp
  • 操作：实例化 SurfaceFlinger 并执行 flinger->init()。

2.2 关键方法：initBootProperties

  • 路径：frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp
// init()方法中执行异步
mInitBootPropsFuture.callOnce([this] {
    return std::async(std::launch::async, &SurfaceFlinger::initBootProperties, this);
});

// 设置开始启动动画
void SurfaceFlinger::initBootProperties() {
    property_set("service.sf.present_timestamp", mHasReliablePresentFences ? "1" : "0");

    if (base::GetBoolProperty("debug.sf.boot_animation"s, true)) {
        // Reset and (if needed) start BootAnimation.
        property_set("service.bootanim.exit", "0");
        property_set("service.bootanim.progress", "0");
        property_set("ctl.start", "bootanim");
    }
}

3. 执行阶段：BootAnimation 进程渲染

bootanimation 进程启动后，核心逻辑由 BootAnimation 类驱动。

3.1 核心初始化流程

  • 路径：frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp

1、 onFirstRef(): 初始化 Binder 通信。

2、 readyToRun():

  • 调用 waitForSurfaceFlinger() 确保 SF 已注册。
  • 创建 SurfaceComposerClient 连接。
  • 创建渲染 Layer（通常名为 "BootAnimation"）。

3、threadLoop(): 核心渲染循环。

  • 如果 /system/media/bootanimation.zip 存在，则解析并执行 movie()。
  • 否则执行默认的 android()（即渐变 Logo 动画）。
bool BootAnimation::threadLoop() {
    ATRACE_CALL();
    bool result;
    initShaders();

    // We have no bootanimation file, so we use the stock android logo
    // animation.
    if (mZipFileName.empty()) {
        ALOGD("No animation file");
        result = android(mDisplays.front());
    } else {
        result = movie();
    }

    .....
    return result;
}

4. 结束阶段：从 WMS 到退出

动画的停止是由 WindowManagerService 根据系统加载状态决定的。

4.1 WMS 发出完成信号

当系统完成启动且桌面（Launcher）准备好显示首帧时：

  • 路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowManagerService.java
  • 调用：SurfaceControl.bootFinished()

4.2 SF 修改退出属性

SF 收到 WMS 的 Binder 调用后，更新系统属性

  • 路径：frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp
void SurfaceFlinger::bootFinished() {
    if (mBootFinished == true) {
        ALOGE("Extra call to bootFinished");
        return;
    }
    mBootFinished = true;
    FlagManager::getMutableInstance().markBootCompleted();

    ......

    // 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.
    property_set("service.bootanim.exit", "1");

    ......
}

4.3 动画进程响应

BootAnimation 在渲染循环中会调用 checkExit()：

void BootAnimation::checkExit() {
    ATRACE_CALL();
    // Allow SurfaceFlinger to gracefully request shutdown
    char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get(EXIT_PROP_NAME, value, "0");
    int exitnow = atoi(value);
    if (exitnow) {
        requestExit();
    }
}

二、bootanimation.zip制作实战

在 AOSP 15 中，系统支持通过自定义 bootanimation.zip 来替换默认的启动动画。该文件必须以 存储（Store） 模式进行压缩（即压缩率为 0），先上效果图。

1. 目录结构

一个标准的 bootanimation.zip 结构如下：

bootanimation.zip
├── desc.txt                # 核心控制文件（必选）
├── part0/                  # 第一阶段动画图片文件夹
│   ├── 00001.jpg
│   └── ...
├── part1/                  # 第二阶段动画图片文件夹
└── ...

2. desc.txt 语法详解

desc.txt 是一个纯文本文件，定义了动画的分辨率、帧率以及各阶段的播放逻辑。

2.1 文件格式示例

1080 2400 30
p 1 0 part0
p 0 0 part1

2.2 参数含义

  • 第一行 (Header)：[宽度] [高度] [帧率]

    • 示例中：1080x2400 分辨率，每秒播放 30 帧。

  • 后续行 (Part Definition)：[类型] [循环次数] [暂停帧数] [文件夹名]

    • 类型：

      • p (Plain)：播放完该阶段后，如果系统启动未完成，则进入下一阶段。
      • c (Complete)：必须完整播放该阶段的所有帧，即使系统已经准备好进入桌面（AOSP 15 常用此项确保品牌 Logo 完整展示）。

    • 循环次数：0 表示无限循环，直到系统发出退出信号。

    • 暂停帧数：播放完当前阶段后，停留在最后一帧的帧数。

3. AOSP 15 高级配置技巧

3.1 动态颜色 (Dynamic Coloring)

AOSP 15 支持根据系统主题色渲染动画（通常用于 Google Pixel 风格）。这需要在 desc.txt 中加入特殊的动态颜色标记，并配合特定的图片格式，但这通常需要修改 BootAnimation.cpp 中的像素处理逻辑

3.2 多显示器支持

针对折叠屏或车机（多屏环境），AOSP 15 支持为不同显示器指定动画：

  • 主屏：bootanimation.zip
  • 副屏：bootanimation_secondary.zip

3.3 压缩注意事项（关键）

在打包时，严禁使用默认压缩，如果使用了压缩（Deflate），bootanim 进程在映射 Buffer 时会失败，导致黑屏或显示默认的 "ANDROID" 文字。用window要设置“zip”和设置存储格式,或在Linux 命令行中，应使用：

zip -0qr bootanimation.zip

4. 集成到 AOSP 镜像

要将自定义动画集成到系统编译中，请修改你的 Product Makefile（如 device.mk）：

# 将本地的 zip 文件拷贝到系统的媒体目录下
PRODUCT_COPY_FILES += \
    device/provider/project/bootanimation.zip:system/media/bootanimation.zip

如果报没有权限，可以添加一下system/media白名单权限

PRODUCT_ARTIFACT_PATH_REQUIREMENT_ALLOWED_LIST += \
    system/media/bootanimation.zip

5. 调试实用命令

# 1. 过滤开机动画进程日志
adb logcat -s BootAnimation

# 2. 手动停止/启动动画（用于调试，需 root）
adb shell setprop ctl.stop bootanim
adb shell setprop ctl.start bootanim

# 3. 检查系统启动状态属性
adb shell getprop | grep boot
# 查看 service.bootanim.exit 的值

6. 常见问题排查 (Troubleshooting)

在 AOSP 15 开发过程中，如果自定义动画未能如期显示或出现异常，通常可以从压缩方式、配置文件逻辑、系统权限以及底层架构四个维度进行排查。

现象可能原因解决方法
开机完全黑屏压缩格式错误必须使用 zip -0（存储模式）打包，严禁压缩
显示 "ANDROID" 闪烁文字资源文件丢失或路径错误检查 /system/media/bootanimation.zip 是否存在
动画异常卡顿/跳帧图片过大或 CPU 负载过高降低分辨率，建议使用 JPG 格式减小解码压力
动画播不完就跳到桌面desc.txt 逻辑配置问题将关键阶段的类型从 p 改为 c (Complete)
多屏设备副屏不亮缺少副屏资源包需提供 bootanimation_secondary.zip
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