製作 fastboot 的 Boot logo
這陣子接到了新工作，繼上次製作並修改了 開機動畫(Boot animation) 之後，這次是修改 開機圖示(Boot Logo) 也就是一般剛開機的時候第一個會看到的靜態畫面，然後才是開機動畫。
簡單來說，Android系統的開機流程首先是 bootloader 啟動，然後是底層的 Linux kernel起，最後是 Android 的 Dalvik (Java VM，未來應該會換成 ART)
由於 bootloader 啟動很快，只是負責把預先設定好的東西載入到記憶體而已，所以基本上還來不及感受他的存在之後就結束了，然後由於啟動 Linux kernel 需要一點時間，而且很多基本的模組還沒有準備好，所以這時候就會顯示開機圖示。 接著開到 Android VM 的時候，由於 Linux 基本上已經開好了，所以就能夠運行比較複雜一點的開機動畫。
開機圖示跟動畫的畫面，有些廠商會做的不一樣，有些會做的像是一樣，不過有一點不會變得是：開機圖示會是靜態的畫面，而開機動畫則是會動的(類似GIF的感覺，就是簡單的連續畫面重複播放)。
由於 Linux 在啟動的時候，無法處理 File IO 以及 image decode 這種複雜動作，所以其實開機圖示其實並不是一張 PNG 圖放進去叫他秀在螢幕上這麼單純，所以這邊就記錄一下如何從一張圖製作開機的 Logo。
這邊先說明一下，由於顯示 Boot logo 的部份是 BSP 的開機流程中的某一個程式來負責，所以基本上在各個硬體平台上的實作方式會不太一樣，放的位置也不太一樣，但是基本上最終結果應該都是把圖檔用 ARGB 的格式， 然後把 raw data 儲存在某個 header 檔，然後再透過開機流程的程式去讀取，並顯示。
以下是以 nVidia 平台為例子，各家平台可能會有些許差異，但是本文最後產出的 byte array 應該是都通用的。
轉換過程的步驟如下：
1. 將原始圖檔(假設為 PNG)先行上下翻轉
2. 將圖檔轉換成 32bits (ARGB8888) 格式的 BMP 檔
3. 移除 BMP 檔的 header，讓他變成純 raw file
4. 將 raw file 轉成16進位的 C header 格式
5. 將16進位的資料中的 ARGB 分離
6. 最後生成所需要的 byte array
1. 將原始圖檔(假設為 PNG)先行上下翻轉
這部份至少NV的平台上需要，猜想是因為他畫圖的座標系是從左下到右上 (原點在左下角)，跟一般上層的繪圖座標系(原點在右上角)剛好上下相反，所以在讀取資料並依序畫圖的時候，會從左下角開始畫，所以必須要把原始圖檔先上下翻轉，否則畫出來的結果會跟預期的上下顛倒。
Note. 這部份是 NV 平台的限制，其他硬體平台不一定要做這個動作。
2. 將圖檔轉換成 32bits (ARGB8888) 格式的 BMP 檔
基本上一般的繪圖軟體應該都能夠輸出，或是另存成 BMP檔，但是不見得每個軟體都能明確的指定格式。 由於 BMP 檔區有著以下格式：
- 16bits: RGB565 (R=5bit, G=6bit, B=5bit)
- 24bits: RGB888
- 32bits: ARGB8888 (XRGB8888)
而我們這邊需要的是 ARGB8888 的格式，如果你不確定你的繪圖軟體是否能正確的輸出到正確的格式，或是根本沒有選項的話，這邊提供一個 Open source 的工具可以把 PNG 轉成 32bit 的 BMP 格式。 PNGtoBMP32 (雖然直接下載的 binary 是 Windows 的，但是他有提供 open source，如果有需要也可以自行編譯)
3. 移除 BMP 檔的 header，讓他變成純 raw file
由於檔案本身還是有他自己的 header，裡面儲存一些給 OS 使用的 metadata，而這些資訊是我們不需要的，幸好 BMP 的檔案 header 長度固定為 54 bytes，所以可以透過下面的指令來去除。
$ dd if=in.bmp of=out.raw bs=1 skip=54
4. 將 raw file 轉成16進位的 C header 格式
接著利用 xxd 指令，把 raw file 轉換成 16進位的 C header。
$ xxd -i out.raw > converter.h
5. 將16進位的資料中的 ARGB 分離
這部份請先參考以下程式碼
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include "converter.h" #define OUT_FILE "out.txt" int main() { int count = 0; int i = 0; unsigned char slot[4]; unsigned char last[4]; int entries = 0; FILE *out = fopen(OUT_FILE, "w+"); /* Process beginning 3 bytes first */ memcpy(last, out_raw, sizeof(last)); count = 1; i = 4; while (i < out_raw_len) { memcpy(slot, out_raw + i, sizeof(slot)); if ((memcmp(last, slot, sizeof(last)) == 0) && count < 65535) { ++count; } else { fprintf(out, "0x%.4x, 0x%.2x, 0x%.2x, 0x%.2x, 0x%.2x,", count, last[0], last[1], last[2], last[3]); count = 1; memcpy(last, slot, sizeof(last)); ++entries; if (entries == 4) { fprintf(out, "\n"); entries = 0; } else fprintf(out, " "); } i += 4; } fprintf(out, "\n"); fclose(out); return 0; }
基本上這是一個小工具程式，可以把剛剛產出的 converter.h 裡面的資料中的 ARGB 分離，並且加上一些所需的資訊並以16進位的格式輸出。 關鍵的地方在輸出的部份
fprintf(out, "0x%.4x, 0x%.2x, 0x%.2x, 0x%.2x, 0x%.2x,", count, last[0], last[1], last[2], last[3]);
在這裡由於 NV 平台的需求，這裡的 array 格式為 {a0, a1, a2, a3, a4}
a0: 要畫的pixel的數目，長為2個byte
a1: B
a2: G
a3: R
a4: A
所以如果您的實作硬體平台的格式不同的話，基本上只要調整輸出的這部份就可以了。
接著就直接編譯、執行這個 converter.c
$ gcc converter.c
$ ./a.out
6. 最後生成所需要的 byte array
接下來是 NV 平台相關的部份，由於真正所需的 C header 需要一些其他資訊，所以這個產出的 out.txt 主要也是方便計算這些資訊，所以還不算是最終可以使用的版本。 NV平台除了 byte array 之外，還需要以下資訊：
- width: 圖片的寬
- height: 圖片的高
- stride: 圖片的寬度*4
- byte: 這邊就要計算整個 array 的 byte 數，這部份剛才的 out.txt 中已經擺好了位置，每一行都是4個 Pixel，而每個 Pixel 的格式為 0x004d, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff，所以就是6個 byte。
所以基本上完整一行就是 24 bytes，所以基本上只要計算 out.txt 中包含完整 4 Pixel 的行數，加上最後零散的 byte 數，就會是總 byte 數。
假設 out.txt 有3521行，但是最後一行只有2個 Pixel，所以總 byte 數就是 (3520*24 + 2*6) = 84492 - bpp: 固定為24
- data[]: 這邊就是要貼上完整的 byte array
由於剛才的 out.txt為了計算 byte 方便，有故意在每4個 Pixel 的部份斷行，所以要先透過下面的指令去除斷行後再貼過來
$ cat out.txt | tr '\n' ' ' > out.h
這篇有點又臭又長，而且又很多是跟硬體平台相關的東西，本來實在是不太想寫，但是想到這個過程有點複雜，而且未來用到的機會或許還不小，所以就還是耐著性子把它寫出來了。
