Android 4.0 Camera架构分析之Camera初始化
Android Camera 采用C/S架构，client 与server两个独立的线程之间使用Binder通信，这已经是众所周知的了。这里将介绍Camera从设备开机，到进入相机应用是如何完成初始化工作的。
首先既然Camera是利用binder通信，它肯定要将它的service注册到ServiceManager里面，以备后续Client引用，那么这一步是在哪里进行的呢？细心的人会发现，在frameworks\base\media\mediaserver\Main_MediaServer.cpp下有个main函数，可以用来注册媒体服务。没错就是在这里，CameraService完成了服务的注册
int main(int argc, char** argv) { sp<ProcessState> proc(ProcessState::self()); sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager(); LOGI("ServiceManager: %p", sm.get()); waitBeforeAdding( String16("media.audio_flinger") ); AudioFlinger::instantiate(); waitBeforeAdding( String16("media.player") ); MediaPlayerService::instantiate(); waitBeforeAdding( String16("media.camera") ); CameraService::instantiate(); waitBeforeAdding( String16("media.audio_policy") ); AudioPolicyService::instantiate(); ProcessState::self()->startThreadPool(); IPCThreadState::self()->joinThreadPool(); }
可是我们到CameraService文件里面却找不到instantiate()这个函数，它在哪？继续追到它的一个父类BinderService
static void instantiate() { publish(); }
static status_t publish() { sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager()); return sm->addService(String16(SERVICE::getServiceName()), new SERVICE()); }
可以发现在publish(）函数中，CameraService完成服务的注册 。这里面有个SERVICE，源码中有说明
template<typename SERVICE>
这表示SERVICE是个模板，这里是注册CameraService，所以可以用CameraService代替
return sm->addService(String16(CameraService::getServiceName()), new CameraService());
好了这样，Camera就在ServiceManager完成服务注册，提供给client随时使用。
Main_MediaServer主函数由init.rc在启动是调用，所以在设备开机的时候Camera就会注册一个服务，用作binder通信。
service media /system/bin/mediaserver class main user media group audio camera inet net_bt net_bt_admin net_bw_acct drmrpc ioprio rt 4
Binder服务已注册，那接下来就看看client如何连上server端，并打开camera模块。
咱们先从camera app的源码入手。在onCreate()函数中专门有一个open Camera的线程
public void onCreate(Bundle icicle) {
......
mCameraOpenThread.start();
}
再看看mCameraOpenThread
Thread mCameraOpenThread = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
qcameraUtilProfile("open camera");
mCameraDevice = Util.openCamera(Camera.this, mCameraId);
qcameraUtilProfile("camera opended");
} catch (CameraHardwareException e) {
mOpenCameraFail = true;
} catch (CameraDisabledException e) {
mCameraDisabled = true;
}
}
});
继续追Util.openCamera
return CameraHolder.instance().open(cameraId)
又来了个CameraHolder，该类用一个实例openCamera
public synchronized android.hardware.Camera open(int cameraId)
throws CameraHardwareException {
mCameraDevice = android.hardware.Camera.open(cameraId);
return mCameraDevice;
}
在这里就开始进入framework层了，调用frameworks\base\core\java\android\hardware\Camera.java类的open方法 。
public static Camera open(){
return new Camera(i);
}
这里调用了Camera的构造函数,在看看构造函数
Camera(int cameraId){
native_setup(new WeakReference<Camera>(this), cameraId)
}
好，终于来到JNI了
继续看camera的JNI文件android_hardware_camera.cpp
static void android_hardware_Camera_native_setup(JNIEnv *env, jobject thiz,
jobject weak_this, jint cameraId)
{
sp<Camera> camera = Camera::connect(cameraId);
sp<JNICameraContext> context = new JNICameraContext(env, weak_this, clazz, camera);
camera->setListener(context);
}
JNI函数里面，我们找到Camera C/S架构的客户端了，它调用connect函数向服务器发送连接请求。JNICameraContext这个类是一个监听类，用于处理底层Camera回调函数传来的数据和消息
看看客户端的connect函数有什么
sp<Camera> Camera::connect(int cameraId)
{
LOGV("connect");
sp<Camera> c = new Camera();
const sp<ICameraService>& cs = getCameraService();
if (cs != 0) {
c->mCamera = cs->connect(c, cameraId);
}
if (c->mCamera != 0) {
c->mCamera->asBinder()->linkToDeath(c);
c->mStatus = NO_ERROR;
} else {
c.clear();
}
return c;
}
先看标红的第一句，通过getCameraService()函数获取一个Camera服务实例。
const sp<ICameraService>& Camera::getCameraService()
{
if (mCameraService.get() == 0) {
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
sp<IBinder> binder;
do {
binder = sm->getService(String16("media.camera"));
if (binder != 0)
break;
LOGW("CameraService not published, waiting...");
usleep(500000); // 0.5 s
} while(true);
mCameraService = interface_cast<ICameraService>(binder);
}
LOGE_IF(mCameraService==0, "no CameraService!?");
return mCameraService;
}
可以看出，该CameraService实例是通过binder获取的，由binder机制可以知道，该服务就是CameraService一个实例。
c->mCamera = cs->connect(c, cameraId);
然后执行服务端的connect(）函数，并返回一个ICamera对象赋值给Camera 的mCamera, 服务端connect()返回的其实是它内部类client的一个实例。
sp<ICamera> CameraService::connect(）{
hardware = new CameraHardwareInterface(camera_device_name);
if (hardware->initialize(&mModule->common) != OK) {
hardware.clear();
return NULL;
}
client = new Client(this, cameraClient, hardware, cameraId, info.facing, callingPid);
mClient[cameraId] = client;
LOG1("CameraService::connect X");
return client;
}
先实例化Camera Hal接口 hardware，hardware调用initialize()进入HAL层打开Camear驱动
status_t initialize(hw_module_t *module)
{
LOGI("Opening camera %s", mName.string());
int rc = module->methods->open(module, mName.string(),
(hw_device_t **)&mDevice);
if (rc != OK) {
LOGE("Could not open camera %s: %d", mName.string(), rc);
return rc;
}
initHalPreviewWindow();
return rc;
}
module->methods->open(module, mName.string(),
(hw_device_t **)&mDevice)这一句作用就是打开Camera底层驱动
hardware->initialize(&mModule->common)中mModule模块是一个结构体camera_module_t，他是怎么初始化的呢？我们发现CameraService里面有个函数
void CameraService::onFirstRef()
{
BnCameraService::onFirstRef();
if (hw_get_module(CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID,
(const hw_module_t **)&mModule) < 0) {
LOGE("Could not load camera HAL module");
mNumberOfCameras = 0;
}
}
了解HAL层的都知道hw_get_module函数就是用来获取模块的Hal stub，这里是通过CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID 获取Camera Hal层的代理stub，并赋值给mModule，后面就可通过操作mModule完成对Camera模块的控制。那么onFirstRef()函数又是何时调用的？
onFirstRef（）属于其父类RefBase，该函数在强引用sp新增引用计数时调用，什么意思？就是当 有sp包装的类初始化的时候调用，那么camera是何时调用的呢？可以发现在
客户端发起连接时候
sp<Camera> Camera::connect(int cameraId)
{
LOGV("connect");
sp<Camera> c = new Camera();
const sp<ICameraService>& cs = getCameraService();
}
这个时候初始化了一个CameraService实例，且用Sp包装，这个时候sp将新增计数，相应的CameraService实例里面onFirstRef（）函数完成调用。
CameraService::connect（）返回client的时候，就表明客户端和服务端连接建立。Camera完成初始化，可以进行拍照和preview等动作。一个看似简单Camera初始化的过程，研究起来却也让人费劲啊。。。
下面是整个过程的时序图
