CameraAPI2分析.docx

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CameraAPI2分析

Camera-API2分析

D

Camera通信，而其中的通信通过ICameraDeviceUser来实现，接下来分析ICameraDeviceUser的实现。

3、ICameraDeviceUser.aidl的通信实现

Java层与C++CameraService层之间的通信，通过封装了一个CameraDeviceUser来实现，它只是在Java层使用了AIDL技术来实现Client，即在Java层维护了一个CameraDevice，这样的好处是响应速度更快，因为这样不需要通过每次进入Native层来完成通信，而可以通过Java层的IPCBinder机制即可完成。

即API2.0通过AIDL实现一个接口ICameraDeviceUser，从而在Java层维护一个Cameraproxy，之后的通信都是通过此代理CameraDeviceImpl来实现。

相关代码及目录：

ICameraDeviceUser.aidl:

frameworks/base/core/java/android/hardware/camera2

ICameraDeviceUser.cpp:

frameworks/av/camera/camera2

CameraDeviceImpl.java:

frameworks/base/core/java/android/hardware/camera2/impl

获取CameraDevice的Java层代理的核心代码如下：

//CameraManager.java

privateCameraDeviceopenCameraDeviceUserAsync（...）{

//初始化CameraJava层代理对象

CameraDevicedevice=null;

try{

synchronized（mLock）{

//初始化ICameraDeviceUser

ICameraDeviceUsercameraUser=null;

//初始化具体的CameraDevice代理

android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpldeviceImpl=newandroid.hardware.

camera2.impl.CameraDeviceImpl（cameraId,callback,handler,characteristics）;

BinderHolderholder=newBinderHolder（）;

ICameraDeviceCallbackscallbacks=deviceImpl.getCallbacks（）;

...

try{

//如果支持HAL3.2+的devices

if（supportsCamera2ApiLocked（cameraId））{

//获取CameraService

ICameraServicecameraService=CameraManagerGlobal.get（）.getCameraService（）;

...

//连接设备

cameraService.connectDevice（callbacks,id,mContextgetOpPackageName（）

USE_CALLING_UID,holder）;

//通过Binder获得打开的Camera设备返回的Camera代理

cameraUser=ICameraDeviceUser.Stub.asInterface（holder.getBinder（））;

}else{//否则用遗产API

cameraUser=CameraDeviceUserShim.connectBinderShim（callbacks,id）;

}

}catch（...）{

...

}

//包装代理对象

deviceImpl.setRemoteDevice（cameraUser）;

device=deviceImpl;

}

}catch（...）{

...

}

返回Camera代理

returndevice;

}

由代码可知，首先获取CameraService，然后通过它来开启Camera，而开启成功后，C++层会返回一个Cameradevice代理对象，此处即为ICameraDeviceUser，所以在Java层对其进行相应的封装，变成一个CameraDeviceImpl对象，此后，只要需要对Camera进行操作，都会调用CameraDeviceImpl对象的相关方法，并通过ICameraDeviceUser以及JavaIPCBinder来与本地的Cameradevice进行通信，至此，CameraAPI2.0的框架就分析结束了，具体的操作，如Camera的初始化，preview,capture等流程的分析，请看文章开始时，所列出的分析链接。

二.android6.0源码分析之Camera2HAL分析

在上一篇文章对CameraAPI2.0的框架进行了简单的介绍，其中CameraHAL屏蔽了底层的实现细节，并且为上层提供了相应的接口，具体的HAL的原理，个人觉得老罗的文章Android硬件抽象层（HAL）概要介绍和学习计划分析的很详细，这里不做分析，本文将只分析CameraHAL的初始化等相关流程。

1、CameraHAL的初始化

CameraHAL的初始加载是在Native的CameraService初始化流程中的，而CameraService初始化是在Main_mediaServer.cpp的main方法开始的：

//Main_mediaServer.cpp

intmain（intargc__unused,char**argv）{

…

spproc（ProcessState:

:

self（））;

//获取ServieManager

spsm=defaultServiceManager（）;

ALOGI（"ServiceManager:

%p",sm.get（））;

AudioFlinger:

:

instantiate（）;

//初始化media服务

MediaPlayerService:

:

instantiate（）;

//初始化资源管理服务

ResourceManagerService:

:

instantiate（）;

//初始化Camera服务

CameraService:

:

instantiate（）;

//初始化音频服务

AudioPolicyService:

:

instantiate（）;

SoundTriggerHwService:

:

instantiate（）;

//初始化Radio服务

RadioService:

:

instantiate（）;

registerExtensions（）;

//开始线程池

ProcessState:

:

self（）->startThreadPool（）;

IPCThreadState:

:

self（）->joinThreadPool（）;

}

其中，CameraService继承自BinderService，instantiate也是在BinderService中定义的，此方法就是调用publish方法，所以来看publish方法：

//BinderService.h

staticstatus_tpublish（boolallowIsolated=false）{

spsm（defaultServiceManager（））;

//将服务添加到ServiceManager

returnsm->addService（String16（SERVICE:

:

getServiceName（））,newSERVICE（）,allowIsolated）;

}

这里，将会把CameraService服务加入到ServiceManager进行管理。

而在前面的文章android6.0源码分析之CameraAPI2.0简介中，需要通过Java层的IPCBinder来获取此CameraService对象，在此过程中会初始CameraService的sp类型的对象，而对于sp，此处不做过多的分析，具体的可以查看深入理解Android卷Ⅰ中的第五章中的相关内容。

此处，在CameraService的构造时，会调用CameraService的onFirstRef方法：

//CameraService.cpp

voidCameraService:

:

onFirstRef（）

{

BnCameraService:

:

onFirstRef（）;

...

camera_module_t*rawModule;

//根据CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID（字符串camera）来获取camera_module_t对象

interr=hw_get_module（CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID,

（consthw_module_t**）&rawModule）;

//创建CameraModule对象

mModule=newCameraModule（rawModule）;

//模块初始化

err=mModule->init（）;

...

//通过Module获取Camera的数量

mNumberOfCameras=mModule->getNumberOfCameras（）;

mNumberOfNormalCameras=mNumberOfCameras;

//初始化闪光灯

mFlashlight=newCameraFlashlight（*mModule,*this）;

status_tres=mFlashlight->findFlashUnits（）;

intlatestStrangeCameraId=INT_MAX;

for（inti=0;i

//初始化CameraID

String8cameraId=String8:

:

format（"%d",i）;

structcamera_infoinfo;

boolhaveInfo=true;

//获取Camera信息

status_trc=mModule->getCameraInfo（i,&info）;

...

//如果Module版本高于2.4，找出冲突的设备参数

if（mModule->getModuleApiVersion（）>=CAMERA_MODULE_API_VERSION_2_4&&haveInfo）{

cost=info.resource_cost;

conflicting_devices=info.conflicting_devices;

conflicting_devices_length=info.conflicting_devices_length;

}

//将冲突设备加入冲突set集中

std:

:

setconflicting;

for（size_ti=0;i

conflicting.emplace（String8（conflicting_devices[i]））;

}

...

}

//如果Module的API大于2.1，则设置回调

if（mModule->getModuleApiVersion（）>=CAMERA_MODULE_API_VERSION_2_1）{

mModule->setCallbacks（this）;

}

//若大于2.2，则设置供应商的Tag

if（mModule->getModuleApiVersion（）>=CAMERA_MODULE_API_VERSION_2_2）{

setUpVendorTags（）;

}

//将此服务注册到CameraDeviceFactory

CameraDeviceFactory:

:

registerService（this）;

CameraService:

:

pingCameraServiceProxy（）;

}

onFirstRef方法中，首先会通过HAL框架的hw_get_module来获取CameraModule对象，然后会对其进行相应的初始化，并会进行一些参数的设置，如camera的数量，闪光灯的初始化，以及回调函数的设置等，到这里，Camera2HAL的模块就初始化结束了，下面给出初始化时序图：

2、CameraHAL的open流程分析

通过阅读android6.0源码发现，它提供了高通的Camera实现，并且提供了高通的Camera库，也实现了高通的CameraHAL的相应接口，对于高通的Camera，它在后台会有一个守护进程daemon，daemon是介于应用和驱动之间翻译ioctl的中间层（委托处理）。

本节将以Camera中的open流程为例，来分析CameraHAL的工作过程，在应用对硬件发出open请求后，会通过CameraHAL来发起open请求，而CameraHAL的open入口在QCamera2Hal.cpp进行了定义：

//QCamera2Hal.cpp

camera_module_tHAL_MODULE_INFO_SYM={

//它里面包含模块的公共方法信息

common:

camera_common,

get_number_of_cameras:

qcamera:

:

QCamera2Factory:

:

get_number_of_cameras,

get_camera_info:

qcamera:

:

QCamera2Factory:

:

get_camera_info,

set_callbacks:

qcamera:

:

QCamera2Factory:

:

set_callbacks,

get_vendor_tag_ops:

qcamera:

:

QCamera3VendorTags:

:

get_vendor_tag_ops,

open_legacy:

qcamera:

:

QCamera2Factory:

:

open_legacy,

set_torch_mode:

NULL,

init:

NULL,

reserved:

{0}

};

statichw_module_tcamera_common={

tag:

HARDWARE_MODULE_TAG,

module_api_version:

CAMERA_MODULE_API_VERSION_2_3,

hal_api_version:

HARDWARE_HAL_API_VERSION,

id:

CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID,

name:

"QCameraModule",

author:

"QualcommInnovationCenterInc",

//它的方法数组里绑定了open接口

methods:

&qcamera:

:

QCamera2Factory:

:

mModuleMethods,

dso:

NULL,

reserved:

{0}

};

structhw_module_methods_tQCamera2Factory:

:

mModuleMethods={

//open方法的绑定

open:

QCamera2Factory:

:

camera_device_open,

};

CameraHAL层的open入口其实就是camera_device_open方法：

//QCamera2Factory.cpp

intQCamera2Factory:

:

camera_device_open（conststructhw_module_t*module,constchar*id,

structhw_device_t**hw_device）{

...

returngQCamera2Factory->cameraDeviceOpen（atoi（id）,hw_device）;

}

它调用了cameraDeviceOpen方法，而其中的hw_device就是最后要返回给应用层的CameraDeviceImpl在CameraHAL层的对象，继续分析cameraDeviceOpen方法：

//QCamera2Factory.cpp

intQCamera2Factory:

:

cameraDeviceOpen（intcamera_id,structhw_device_t**hw_device）{

...

//Camera2采用的CameraHAL版本为HAL3.0

if（mHalDescriptors[camera_id].device_version==CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_0）{

//初始化QCamera3HardwareInterface对象，这里构造函数里将会进行configure_streams以及

//process_capture_result等的绑定

QCamera3HardwareInterface*hw=newQCamera3HardwareInterface（

mHalDescriptors[camera_id].cameraId,mCallbacks）;

//通过QCamera3HardwareInterface来打开Camera

rc=hw->openCamera（hw_device）;

...

}elseif（mHalDescriptors[camera_id].device_version==CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0）{

//HALAPI为2.0

QCamera2HardwareInterface*hw=newQCamera2HardwareInterface（（uint32_t）camera_id）;

rc=hw->openCamera（hw_device）;

...

}else{

...

}

returnrc;

}

此方法有两个关键点：

一个是QCamera3HardwareInterface对象的创建，它是用户空间与内核空间进行交互的接口；另一个是调用它的openCamera方法来打开Camera，下面将分别进行分析。

2.1QCamera3HardwareInterface构造函数分析

在它的构造函数里面有一个关键的初始化，即mCameraDevice.ops=&mCameraOps，它会定义Device操作的接口：

//QCamera3HWI.cpp

camera3_device_ops_tQCamera3HardwareInterface:

:

mCameraOps={

initialize:

QCamera3HardwareInterface:

:

initialize,

//配置流数据的相关处理

configure_streams:

QCamera3HardwareInterface:

:

configure_streams,

register_stream_buffers:

NULL,

construct_default_request_settings:

QCamera3HardwareInterface:

:

construct_default_request_settings,

//处理结果的接口

process_capture_request:

QCamera3HardwareInterface:

:

process_capture_request,

get_metadata_vendor_tag_ops:

NULL,

dump:

QCamera3HardwareInterface:

:

dump,

flush:

QCamera3HardwareInterface:

:

flush,

reserved:

{0},

};

其中，会在configure_streams中配置好流的处理handle：

//QCamera3HWI.cpp

intQCamera3HardwareInterface:

:

configure_streams（conststructcamera3_device*device,

camera3_stream_configuration_t*stream_list）{

//获得QCamera3HardwareInterface对象

QCamera3HardwareInterface*hw=reinterpret_cast（device->priv）;

...

//调用它的configureStreams进行配置

intrc=hw->configureStreams（stream_list）;

..

returnrc;

}

继续追踪configureStream方法：

//QCamera3HWI.cpp

intQCamera3HardwareInterface:

:

configureStreams（camera3_stream_configuration_t*streamList）{

...

//初始化Camera版本

al_version=CAM_HAL_V3;

...

//开始配置stream

...

//初始化相关Channel为NULL

if（mMetadataChannel）{

deletemMetadataChannel;

mMetadataChannel=NULL;

}

if（mSupportChannel）{

deletemSupportChannel;

mSupportChannel=NULL;

}

if（mAnalysisChannel）{

deletemAnalysisChannel;

mAnalysisChannel=NULL;

}

//创建MetadataChannel，并对其进行初始化

mMetadataChannel=newQCamera3MetadataChannel（mCameraHandle->camera_handle,

mCameraHandle->ops,captureResultCb,&gCamCapability[mCameraId]->padding_info,

CAM_QCOM_FEATURE_NONE,this）;

...

//初始化