新しいピクセル形式を Android に追加する

Android に追加される新しいピクセル形式はすべて、Android インターフェース定義言語（AIDL）と Android ハードウェア バッファ（AHB）に含まれている必要があります。AIDL と AHB には安定性と標準化に関する厳格な要件があるため、機能を拡張する際には慎重なプロセスが必要となります。新しいピクセル形式はすべて AOSP に対応している必要があり、すべてのアップデートは個々に AIDL および AHB エキスパートによって確認されている必要があります。この慎重な確認プロセスはプラットフォームでの新しいピクセル形式の標準化において重要な要素です。

このページでは必要となる AOSP でのコード変更と、AOSP での新しいピクセル形式の追加に必要なプロセスを説明します。

新しいピクセル形式を追加する前に、パッチの送信で説明のとおり、ソースをダウンロードして、パッチをアップロードします。

新しいピクセル形式を AIDL に追加する

新しいピクセル形式のサポートを追加するには、AIDL 内にある両方の PixelFormat.aidl ファイルへの変更が必要です。AIDL ソースコードについては hardware/interfaces/graphics/common/aidl/ をご参照ください。

新しいピクセル形式を AIDL に追加するには、次の手順に沿って行います。

  1. 新しいピクセル形式を新規エントリとして PixelFormat.aidl の PixelFormat 列挙型の最後に追加します。既存のコード規則に従い、エントリの 16 進数値をその前のエントリより 1 つ増やして設定します。コード変更をその前のエントリと一致させます。以下の RGBA_8888 ピクセル形式のエントリの例をご覧ください。
    /**
 * 32-bit format that has 8-bit R, G, B, and A components, in that order,
 * from the lowest memory address to the highest memory address.
 *
 * The component values are unsigned normalized to the range [0, 1], whose
 * interpretation is defined by the dataspace.
 */
RGBA_8888 = 0x1,

    PixelFormat.aidl に変更を加えた後にコードをビルドすると次のエラー メッセージが表示されます。

    android_developer:~/android/aosp-main: m
...
###############################################################################
# ERROR: AIDL API change detected                                             #
###############################################################################
Above AIDL file(s) has changed. Run `m android.hardware.graphics.common-update-api` to reflect the changes
to the current version so that it is reviewed by
android-aidl-api-council@google.com
And then you need to change dependency on android.hardware.graphics.common-V(n)-* to android.hardware.graphics.common-V(n+1)-* to use
new APIs.

  2. このエラーを消去するには、エラー メッセージで説明されているとおり、次のコマンドを実行して aidl_api ディレクトリの PixelFormat.aidl を変更します。

    m android.hardware.graphics.common-update-api

    このコマンドを実行すると、正しいファイルがアップデートされ、通常どおりにビルドできるようになります。

新しいピクセル形式を AHB に追加する

新しいピクセル形式のサポートを追加するには、hardware_buffer.h と AHardwareBuffer.cpp を変更する必要があります。AHB ソースコードについては frameworks/native/libs/nativewindow をご覧ください。

新しいピクセル形式を AHB に追加するには、次の手順に沿って行います。

  1. hardware_buffer.h で新しいピクセル形式を新規エントリとして AHardwareBuffer_Format 列挙型の最後に追加します。既存のコード規則に従います。

    RGBA_8888 ピクセル形式の例を使用して、新しいピクセル形式のエントリを次のように追加します。

    /**
 * Corresponding formats:
 *   Vulkan: VK_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM
 *   OpenGL ES: GL_RGBA8
 */
AHARDWAREBUFFER_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM = 1,

    新しいピクセル形式は AHB で名前が付与されます。名前は AHARDWAREBUFFER_FORMAT_ で始まり、その後にチャネルの略称とビット深度が続き、エンコードで終わります。この列挙型エントリは PixelFormat.aidl にあるものと同じ 16 進数値である必要があります。

    ピクセル形式は関連する Vulkan または OpenGL ES 形式のいずれかまたは両方を保持していることがあります。該当する場合は関連する形式を指定します。関連する形式が存在しない場合は、N/A と指定します。

  2. 関連する OpenGL ES 形式がある場合には、ピクセル形式を CTS のオプション テストに追加します。そのためには、次のように新しい GL 形式を AHBFormatAsString(int32_t format) の AHardwareBufferGLTest.cpp に新しい形式の FORMAT_CASE(...) と GL_FORMAT_CASE(...) を使って追加します。

    const char* AHBFormatAsString(int32_t format) {
  switch (format) {
      ...
      FORMAT_CASE(R8G8B8A8_UNORM);
      ...
      GL_FORMAT_CASE(GL_RGB8);
  }
  return "";
}

  3. 次に新しいテストを次のように AHardwareBufferGLTest.cpp に追加します。

    class RGBA8Test : public AHardwareBufferGLTest {};

// Verify that if we can allocate an RGBA8 AHB we can render to it.
TEST_P(RGBA8Test, Write) {
    AHardwareBuffer_Desc desc = GetParam();
    desc.usage = AHARDWAREBUFFER_USAGE_GPU_FRAMEBUFFER;
    if (!SetUpBuffer(desc)) {
        return;
    }

    ASSERT_NO_FATAL_FAILURE(SetUpFramebuffer(desc.width, desc.height, 0, kBufferAsRenderbuffer));
    ASSERT_NO_FATAL_FAILURE(
        SetUpProgram(kVertexShader, kColorFragmentShader, kPyramidPositions, 0.5f));

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, kPyramidVertexCount);
    ASSERT_EQ(GLenum{GL_NO_ERROR}, glGetError());
}

INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
    SingleLayer, RGBA8Test,
    ::testing::Values(
        AHardwareBuffer_Desc{57, 33, 1, AHARDWAREBUFFER_FORMAT_R16G16_UINT, 0, 0, 0, 0}),
    &GetTestName);

    AHardwareBuffer_Desc 値のセットを 1 つ以上指定します。必要に応じてさらに値を追加します。

  4. AHardwareBuffer.cpp 内にある静的アサートの最後の部分を見つけます。

    // ----------------------------------------------------------------------------
// Validate hardware_buffer.h and PixelFormat.aidl agree
// ----------------------------------------------------------------------------

    新しいピクセル形式の新しい static_assert を追加します。PixelFormat:: 列挙型を使用し、HAL_PIXEL_FORMAT 定数は使用しません。新しいピクセル形式を AIDL に追加するに記載の RGBA_8888 ピクセル形式の例を使って、次のように新しいピクセル形式のエントリを追加します。

    static_assert(static_cast(aidl::android::hardware::graphics::common::PixelFormat::RGBA_8888) ==
  AHARDWAREBUFFER_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM,
"HAL and AHardwareBuffer pixel format don't match");

  5. 新しいピクセル形式を適切なテストに追加するために、新しいピクセル形式を AHardwareBufferTest.cpp の PrintAhbFormat() の最後に追加します。以下のとおり既存のコード規則に従います。

    void PrintAhbFormat(std::ostream& os, uint64_t format) {
    switch (format) {
        ...
        FORMAT_CASE(R8G8B8A8_UNORM);
        default: os << "unknown"; break;
    }
}

  6. 新しいピクセル形式を HardwareBuffer.java の HardwareBuffer SDK に追加するために、新しいエントリを @IntDef に追加します。たとえば、RGBA_8888 形式のエントリは次のようになります。

    @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
@IntDef(prefix = { "RGB", "BLOB", "YCBCR_", "D_", "DS_", "S_" }, value = {
  ...
  RGBA_8888,
})

    コンポーネントの値が符号なし正規化整数でない場合は、変数名で明示的に値を示します。たとえば、16 ビットの符号なし整数の赤チャネルのみの形式の変数名は R_16UI とします。同じ形式で追加の 16 ビットの符号なし整数の緑チャネル形式を含む場合は RG_16UI16UI とします。

  7. 新しいピクセル形式を HardwareBuffer.java に static int として追加するために、@Format の最後に新しいパブリック メンバー変数を追加します。

    @Format
...
/** Format: 8 bits each red, green, blue, alpha */
public static final int RGBA_8888 = 0x1;

    この列挙型エントリは PixelFormat.aidl と hardware_buffer.h にあるものと同じ 16 進数値である必要があります。既存の規則に従います。

  8. このコード変更でビルドしようとすると、ビルドエラーが生成されます。

    android_developer:~/android/aosp-main: m
...
******************************
You have tried to change the API from what has been previously approved.

To make these errors go away, you have two choices:
   1. You can add '@hide' javadoc comments (and remove @SystemApi/@TestApi/etc)
      to the new methods, etc. shown in the above diff.

   2. You can update current.txt and/or removed.txt by executing the following command:
         m api-stubs-docs-non-updatable-update-current-api

      To submit the revised current.txt to the main Android repository,
      you will need approval.
******************************
...

    このエラーを消去するには、エラー メッセージで説明されているとおり、次のコマンドを実行して current.txt を変更します。

    m api-stubs-docs-non-updatable-update-current-api

    このコマンドを実行すると、正しいファイルがアップデートされ、通常どおりにビルドできるようになります。

  9. 新しいピクセル形式を Java テストに追加するために、次のように新しいピクセル形式を HardwareBufferTest.java の paramsForTestCreateOptionalFormats() の最後に追加します。

    private static Object[] paramsForTestCreateOptionalFormats() {
  return new Integer[]{
      HardwareBuffer.RGBA_8888
  };

新しいピクセル形式をウィンドウ システム統合に追加する

新しいピクセル形式を Graphics API でフレームバッファの形式として使用するには、関連する Graphics API の適切なウィンドウ システム統合（WSI）に追加します。Vulkan API を使用したアプリまたはシステム プロセスの場合は、Vulkan スワップチェーンを更新します。OpenGL ES API を使用したアプリまたはシステム プロセスの場合は、EGL API を更新します。

新しいピクセル形式のための Vulkan WSI での変更

Vulkan WSI を次のように更新します。

  1. 新しいケースを swapchain.cpp の GetNativePixelFormat(VkFormat format) 関数に追加します。

    android::PixelFormat GetNativePixelFormat(VkFormat format) {
  ...
  switch (format) {
      ...
      case VK_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM:
          native_format = PixelFormat::RGBA_8888;
          break;
      ...
      default:
          ALOGV("unsupported swapchain format %d", format);
          break;
  }
  return native_format;
}
  2. ピクセル形式で Vulkan 拡張機能が必要な場合は、Vulkan 拡張機能をクエリします。インスタンス側の拡張機能の場合は、以下のように instance_data を使用します。
    bool colorspace_ext = instance_data.hook_extensions.test(ProcHook::EXT_swapchain_colorspace);

    デバイス側の拡張機能の場合は、以下を使用します。

    bool rgba10x6_formats_ext = false;
uint32_t exts_count;
const auto& driver = GetData(pdev).driver;
driver.EnumerateDeviceExtensionProperties(pdev, nullptr, &exts_count,
                                          nullptr);
std::vector props(exts_count);
driver.EnumerateDeviceExtensionProperties(pdev, nullptr, &exts_count,
                                          props.data());
for (uint32_t i = 0; i < exts_count; i++) {
    VkExtensionProperties prop = props[i];
    if (strcmp(prop.extensionName,
               VK_EXT_RGBA10X6_FORMATS_EXTENSION_NAME) == 0) {
        rgba10x6_formats_ext = true;
    }
}

    Google がインスタンスまたはデバイス拡張機能を swapchain.cpp に公開するために必要なインフラストラクチャを管理します。初回の変更リストでは、拡張機能が Vulkan ローダーから正しくセットアップされている必要はありません。

  3. 次に形式と色空間ペアを列挙します。
    desc.format = AHARDWAREBUFFER_FORMAT_R10G10B10A10_UNORM;
if (AHardwareBuffer_isSupported(&desc) && rgba10x6_formats_ext) {
  all_formats.emplace_back(
      VkSurfaceFormatKHR{VK_FORMAT_R10X6G10X6B10X6A10X6_UNORM_4PACK16,
                         VK_COLOR_SPACE_SRGB_NONLINEAR_KHR});
  if (colorspace_ext) {
    all_formats.emplace_back(
        VkSurfaceFormatKHR{VK_FORMAT_R10X6G10X6B10X6A10X6_UNORM_4PACK16,
                           VK_COLOR_SPACE_PASS_THROUGH_EXT});
    all_formats.emplace_back(
        VkSurfaceFormatKHR{VK_FORMAT_R10X6G10X6B10X6A10X6_UNORM_4PACK16,
                           VK_COLOR_SPACE_DISPLAY_P3_NONLINEAR_EXT});
}

    互換性のある形式と色空間ペアについての知識が必要となります。

  4. 新しい形式を external/deqp にある dEQP-VK に追加します。
  5. 既存のソースから必要な変更を推測するか、Android サポートに問い合わせて情報を入手し、vktApiExternalMemoryTests.cpp と vktExternalMemoryUtil.cpp の Vulkan 適合性テストを更新します。

新しいピクセル形式のための EGL での変更

EGL を次のように更新します。

  1. getNativePixelFormat() 関数で if-else ツリーを修正して、新しいピクセル形式の AIDL 形式を返すようにします。RGBA_8888 ピクセル形式の例を使用します。
    if (a == 0) {
  ...
} else {
  if (componentType == EGL_COLOR_COMPONENT_TYPE_FIXED_EXT) {
      if (colorDepth > 24) {
          ...
      } else {
          *format = PixelFormat::RGBA_8888;
      }
  } else {
    ...
  }
}
  2. 新しい形式を dEQP に追加するには、以下のように新しいエントリを androidFormats 列挙型に追加します。
    static const GLenum androidFormats[] =
{
  ...
  GL_RGBA8,
  ...
};

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