CN114489888B - 基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法 - Google Patents

基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，是在Linux系统兼容Android的环境中，通过打通视频数据流，将Linux端的桌面数据流共享至Android客户端的Android应用。本发明通过实现一种在Linux兼容Android系统上基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，解决了在兼容Android运行的Linux系统下运行的Android应用程序无法将Linux桌面共享出来的技术问题，使Linux和Android实现更加深入的融合。

Description

基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法
技术领域
本发明关于一种在操作系统上进行文件共享的技术领域，具体涉及一种在Linux兼容Android系统时基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法。
背景技术
近年来，随着Android用户的增长以及Android软硬件产品的成熟和发展，Android应用生态呈现出爆发式发展，在很多领域都已经超过Windows应用生态和iOS应用生态，成为目前使用最广泛的应用生态。Android基于Linux内核发展而来，是目前移动终端市场中市场份额最高的Linux类操作系统，在移动终端领域具有极好的生态环境。Windows系统占据着PC市场的最大份额，其作为美国闭源操作系统，在信息网络安全方面存在巨大安全隐患；而Linux操作系统，其作为Android的前身，由于开发人员数目和市场份额的限制，发展较为缓慢，生态环境长期处于不良状态，一直不见起色。
随着信息技术的飞速发展，国家对信息安全的重视程度日益提升，国内基于开源Linux操作系统的自主操作系统日益发展壮大，但Linux操作系统生态应用的严重缺乏仍旧是困扰Linux操作系统真正推向市场的一大痛点。要解决Linux操作系统的生态问题，必须解决用户数不足和平台应用软件数不足这两个关键点。Android在移动终端领域具有广泛的用户群，并且具有成熟的开发平台和应用软件群体，对于解决Linux操作系统目前的窘境具有一定的参考价值。
由于Android操作系统基于Linux内核发展而来，其针对移动终端设备的特点在用户空间做了大幅的改进和增强，所以给Linux操作系统兼容Android应用提供了极大的可能性和便利，使得移动端的丰富应用很有可能成功运行在PC端。近年来，Android应用生态在Linux操作系统上的兼容支持成为了研究热点，国内外有许多研究人员尝试将Android运行环境迁移到Linux类计算机平台以实现Android应用生态在Linux操作系统上兼容支持的效果，各种兼容技术衍生而出，其中就包括Google的 ARC(App Runtime for Chrome)技术、虚拟机和模拟器技术、Anbox（Android in a Box）项目等，这些技术将PC端和移动端进行融合，成功将Android应用生态迁移到Linux上来，极大地推动了Linux应用生态的发展，很大程度上弥补了Linux应用缺乏的诟病，方便了Linux操作系统用户的日常办公、娱乐等需求，也加快了Linux操作系统走向消费市场的步伐，但它们都还存在着无法忽视的用户体验问题，包括稳定性、易用性、功能完备性等，导致这块技术领域没有显著的提升。
在Windows系统和Android系统上安装一些视频会议类软件时，用户可以通过这类软件将桌面进行共享，这样可以很方便的将桌面上打开的文档同步显示给参会的其他人员，提高了会议的效率；而在Linux兼容Android应用运行的环境下，虽然这些适配会议类软件可以正常安装，并可以正常使用大部分功能，但是桌面共享却无法进行，参会人员无法实时查看到会议上正在分享的Linux桌面上显示的文档内容。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，解决了现有技术中存在的Android应用程序无法将Linux桌面共享出来的技术问题，极大地提升了用户体验感受。
为达到上述目的，本发明所采取的技术手段是：
一种基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，是在Linux系统兼容Android的环境中，通过打通视频数据流，将Linux端的桌面数据流共享至Android客户端的Android应用。
本发明所述方法包括以下步骤：
S1：在Linux系统上运行能够兼容Android端的环境准备；
S2：建立Linux系统和该Linux系统内Android端环境的通信通道，该通信通道包括Linux端的渲染服务程序与Android端的DRM-GRALLOC建立本地socket通信；
S3：Android端的DRM-GRALLOC新创建一块DRM BUFFER，并将该DRM BUFFER的ID通过socket发送给Linux端的渲染服务程序；
S4：Linux端的渲染服务程序通过EGL将接收到的该DRM BUFFER的ID绑定为渲染的目标BUFFER；
S5：Android客户端的Android应用发送录屏请求，由Android端的Android应用创建VirtualDisplay，通过Android端的事件服务程序向Linux端的事件服务程序发送通知录屏请求，并等待Linux端的主屏数据；
S6：Linux端的渲染服务程序接收到录屏请求后，获取Linux屏幕数据并将该数据渲染到目标BUFFER，并通知Android端的DRM-GRALLOC，告知数据传送已完成；
S7：Android端的DRM-GRALLOC接收到数据传送已完成的信息后，将VirtualDisplay中的显存BUFFER替换为该目标BUFFER；
S8：Android端共享发送当前VirtualDisplay的图像，Android客户端的Android应用接收到Linux端的当前VirtualDisplay的图像为桌面的共享界面，完成Linux桌面共享。
其中，所述在Linux系统上运行能够兼容Android的环境准备包括以下步骤：
S11：在Linux系统上使用docker加载Android镜像，使Linux和Android共享同一Linux内核；
S12：在Linux系统中启动Android环境；
S13：实现Linux和Linux系统中的Android兼容环境的文件互通和数据共享目录。
其中，所述建立Linux系统和该Linux系统内Android环境的通信通道包括以下步骤：
S21：输入显示Android应用画面的图形程序，每个Android应用在Linux端对应一个图形窗口；
S22：输入Android端基于Unix domain socker事件服务程序；
S23：输入Linux端的渲染服务程序与Android端的DRM-GRALLOC建立本地socket通信。
其中，所述由Android应用创建VirtualDisplay包括以下步骤：
S51：通过Framework初始化VirtualDisplay的参数；
S52：SurfaceComposerClient远程调用SurfaceFlinger子系统的createDisplay方法为VirtualDisplay创建display的句柄；
S53：SurfaceFlinger子系统服务接收Android客户端的请求后通过DRM-GRALLOC分配图形缓存区并提供操作这个缓存区的句柄。
进一步来说，所述VirtualDisplay的参数包括displayID、surface、宽、高、密度。
具体来说，步骤S6包括下面的子步骤：
S61：Linux端的渲染服务程序通过XServer获取到屏幕数据；
S62：Linux端的渲染服务程序以固定帧率将获取到的屏幕数据通过OpenGLES渲染到目标BUFFER；
S63：Linux端的渲染服务程序每渲染完一帧即通过Socket通知Android端的DRM-GRALLOC数据已完成。
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明通过实现一种在Linux兼容Android系统上基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，解决了在兼容Android运行的Linux系统下运行的Android应用程序无法将Linux桌面共享出来的技术问题，使Linux和Android实现更加深入的融合，并且实现了数据从Linux端到Android端的零拷贝，效率极高。
附图说明
图1为本发明Android应用发起共享桌面后创建VirtualDisplay并执行录屏操作的流程图；
图2为本发明的双向数据交互示意图。
具体实施方式
本发明中所涉及到的名词解释参考如下：
Linux Render Server：Linux端的渲染服务程序。
Android Render Server：Android端的渲染服务程序。
Linux Event Server：Linux端的事件服务程序。
Socket：套接字，进程通信的一端，提供应用层进程利用网络协议交换数据的机制。套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议栈进行交互的接口。
DRM：直接渲染管理器（Direct Render Manager）的简称，是给予DRI客户端直接访问硬件的内核模块，该模块处理DMA，AGP内存管理，资源锁和安全硬件访问。
DRM-GRALLOC：GRALLOC是Android中负责申请和释放GraphicBuffer的HAL层模块，由硬件驱动提供实现，为BufferQueue机制提供了基础。DRM-GRALLOC则是基于DRM的GRALLOC模块。
DRM BUFFER：通过DRM申请的Buffer。
EGL：OpenGL(ES) 渲染 API 和本地窗口系统(native platform window system)之间的一个中间接口层。
VirtualDisplay：Android虚拟屏幕，通常App需要创建虚拟屏来用于抓取屏幕数据以实现录屏等功能。
Unix domain socket：允许同一系统上不同进程之间相互通信的一种方式。
本发明提供了一种基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，所述方法是在Linux系统兼容Android的环境中，通过打通视频数据流，将Linux端的桌面数据流共享至外部的Android应用。以此实现外部的Android应用共享Linux系统的屏幕数据。
所述方法包括以下步骤：
S1：在Linux系统上运行能够兼容Android端的环境准备，其运行过程主要包括：
S11：在Linux系统上使用docker加载Android镜像，使Linux和Android共享同一Linux内核；
S12：在Linux系统中启动Android环境；
S13：实现Linux和Linux系统中的Android兼容环境的文件互通和数据共享目录。
S2：环境准备完成后，开始建立Linux系统和该Linux系统内Android端的通信通道，该通信通道包括为Linux端的渲染服务程序（Linux Render Server）与Android端的DRM-GRALLOC建立本地socket通信，其建立过程为：
S21：输入显示Android应用画面的图形程序，每个Android应用在Linux端分别对应一个图形窗口；
S22：在Android端输入基于Unix domain socker事件服务程序；
S23：输入Linux端的渲染服务程序与Android端的DRM-GRALLOC，建立本地socket通信。
S3：建立起本地socket通信后，Android端的DRM-GRALLOC新创建一块DRM BUFFER，并将该DRM BUFFER对应的ID通过socket发送给Linux端的渲染服务程序。
S4：Linux端的渲染服务程序通过EGL将接收到的该DRM BUFFER的ID绑定为渲染的目标BUFFER。
S5：当Android客户端的Android应用向Linux端发起录屏请求后，由Android端的Android应用创建VirtualDisplay，通过Android客户端的事件服务程序向Linux端的事件服务程序发送通知录屏请求，并等待Linux端的主屏数据。
具体来说，Android应用创建VirtualDisplay包括的步骤如下：
S51：Framework层使用MediaProjection的方法调用函数createVirtualDisplay，通过DisplayManagerGloble创建VirtualDisplay，并初始化VirtualDisplay的参数；所述VirtualDisplay的参数包括displayID、surface、宽、高、密度等数据。
S52：通过SurfaceComposerClient远程调用SurfaceFlinger子系统的函数createDisplay为该VirtualDisplay创建display的句柄；
S53：SurfaceFlinger子系统服务接收到Android客户端的请求后通过DRM-GRALLOC分配图形缓存区并提供操作这个缓存区的句柄。
S6：Linux端的渲染服务程序接收到录屏请求后，获取Linux屏幕数据并将该数据渲染到目标BUFFER，并通知Android端的DRM-GRALLOC，告知数据传送已完成。
具体来说，上述步骤S6具体包括如下实施步骤：
S61：Linux端的渲染服务程序通过XServer获取到屏幕数据；
S62：Linux端的渲染服务程序以固定帧率将获取到的屏幕数据通过OpenGLES渲染到目标BUFFER；该目标BUFFER即为步骤S4通过EGL和Android端传送过来的DRM BUFFER的ID绑定的目标BUFFER；
S63：Linux端的渲染服务程序每渲染完一帧即通过Socket通知Android端的DRM-GRALLOC数据已完成。
S7：Android端的DRM-GRALLOC接收到数据传送已完成的信息后，将VirtualDisplay中的显存BUFFER替换为该目标BUFFER；
S8：Android应用共享发送当前主屏VirtualDisplay的图像，Android客户端接收到主屏图像实际为Linux端桌面的共享界面，以此完成Linux桌面共享。
本发明解决在兼容Android运行的Linux系统下运行的Android应用程序无法将Linux桌面（屏幕）共享出来的技术问题，使Linux和Android实现更加深入的融合。
参看图1，显示了Android应用在发起屏幕共享后的主要流程图。Android客户端在Android应用APP中选择屏幕共享后，Android端的架构层Android Framework通过调用createVirtualDisplay函数，通过SurfaceComposerClient远程调用SurfaceFlinger子系统的createDisplay函数，进而使得SurfaceFlinger子系统创建VirtualDisplay，开始进行录屏操作，并等待Linux端将桌面图形数据渲染到目标Buffer，而后进行Buffer替换并共享显示。
图2是本发明的双向数据交互示意图。Android客户端在Android应用中选择屏幕共享后，Android Framework通过Android事件服务程序以本地socket通信的方式将请求发送给Linux事件服务程序，如图2中①所示。Linux事件服务程序收到请求后，通知RenderServer捕获Linux的屏幕数据，并将读取到的屏幕数据渲染到目标Buffer中，所述目标Buffer已通过EGL及传送过来的DRM BUFFER ID与Android端DRM-GRGALLOC所创建的DRMBUFFER绑定。待Render Server将数据渲染完成后，通过socket通知DRM-GRGALLOC，如图2中②所示，而后DRM-GRGALLOC将VirtualDisplay的显存Buffer替换为所述的目标 BUFFER，即DRM BUFFER。 最后一直处于等待数据完成状态的Framework开始读取VirtualDisplay的显存Buffer数据，完成Linux桌面图像在Andorid应用中的共享，如图2中的③所示。

Claims (6)

1.一种基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，其特征在于：所述方法是在Linux系统兼容Android的环境中，将Linux端的桌面数据流共享至Android客户端的Android应用；
所述方法包括以下步骤：
S1：在Linux系统上运行能够兼容Android端的环境准备；
S2：建立Linux系统和该Linux系统内Android端环境的通信通道，该通信通道包括Linux端的渲染服务程序与Android端的DRM-GRALLOC建立本地socket通信；
S3：Android端的DRM-GRALLOC新创建一块DRM BUFFER，并将该DRM BUFFER的ID通过socket发送给Linux端的渲染服务程序；
S4：Linux端的渲染服务程序通过EGL将接收到的该DRM BUFFER的ID绑定为渲染的目标BUFFER；
S5：Android客户端的Android应用发送录屏请求，由Android端的Android应用创建VirtualDisplay，VirtualDisplay通过DRM-GRALLOC申请一显存BUFFER，通过Android端的事件服务程序向Linux端的事件服务程序发送通知录屏请求，并等待Linux端的主屏数据；
S6：Linux端的渲染服务程序接收到录屏请求后，获取Linux屏幕数据并将该数据渲染到目标BUFFER，并通知Android端的DRM-GRALLOC，告知数据传送已完成；
S7：Android端的DRM-GRALLOC接收到数据传送已完成的信息后，将VirtualDisplay中的显存BUFFER替换为该目标BUFFER；
S8：Android端共享发送当前VirtualDisplay的图像，Android客户端的Android应用接收到Linux端的当前VirtualDisplay的图像为桌面的共享界面，完成Linux桌面共享。
2.根据权利要求1所述的基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，其特征在于：步骤S1中，在Linux系统上运行能够兼容Android端的环境准备包括以下步骤：
S11：在Linux系统上使用docker加载Android镜像，使Linux和Android共享同一Linux内核；
S12：在Linux系统中启动Android环境；
S13：实现Linux和Linux系统中的Android兼容环境的文件互通和数据共享目录。
3.根据权利要求1所述的基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，其特征在于：步骤S2中，建立Linux系统和该Linux系统内Android端环境的通信通道包括以下步骤：
S21：输入显示Android应用画面的图形程序，每个Android应用在Linux端对应一个图形窗口；
S22：输入Android端基于Unix domain socker事件服务程序；
S23：输入Linux端的渲染服务程序与Android端的DRM-GRALLOC建立本地socket通信。
4.根据权利要求1所述的基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，其特征在于：步骤S5中，由Android端的Android应用创建VirtualDisplay包括以下步骤：
S51：通过Framework初始化VirtualDisplay的参数；
S52：SurfaceComposerClient远程调用SurfaceFlinger子系统的createDisplay方法为VirtualDisplay创建display的句柄；
S53：SurfaceFlinger子系统服务接收Android客户端的请求后通过DRM-GRALLOC分配图形缓存区并提供操作这个缓存区的句柄。
5.根据权利要求4所述的基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，其特征在于：所述VirtualDisplay的参数包括displayID、surface、宽、高、密度。
6.根据权利要求1所述的基于DRM的Android应用共享Linux系统屏幕数据的方法，其特征在于：步骤S6包括下面的子步骤：
S61：Linux端的渲染服务程序通过XServer获取到屏幕数据；
S62：Linux端的渲染服务程序以固定帧率将获取到的屏幕数据通过OpenGLES渲染到目标BUFFER；
S63：Linux端的渲染服务程序每渲染完一帧即通过Socket通知Android端的DRM-GRALLOC数据已完成。
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