11@ cameraService的注册

cameraService的注册
在ServiceManager的初始化过程中,会启动MediaService进程,而在MediaService进程中会初始化一系列的服务,这其中就包括CameraService.
int main(int argc __unused, char** argv)
{
...
sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
AudioFlinger::instantiate();
MediaPlayerService::instantiate();
ResourceManagerService::instantiate();
CameraService::instantiate();
AudioPolicyService::instantiate();
SoundTriggerHwService::instantiate();
RadioService::instantiate();
registerExtensions();
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}
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在MediaServer的main方法中,会调用CameraService的instantiate方法来进行CameraService的注册。继续分析instantiate方法:
static void instantiate() {
publish();
}
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instantiate调用了publish()方法,继续看publish()方法:
public:
static status_t publish(bool allowIsolated = false) {
sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
return sm->addService(String16(
SERVICE::getServiceName()),
new SERVICE(), allowIsolated);
}
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由此可知,此处将CameraService服务add到了ServiceManager进程中,即CameraService完成了注册。

2、应用层初始化流程

android6.0源码分析之Camera框架简介中已经介绍了Camera子系统的代码结构,应用层的初始化以Camera.java的onCreate方法最为入口:
@Override
public void onCreate(Bundle icicle) {
super.onCreate(icicle);
getPreferredCameraId();
mFocusManager = new FocusManager(mPreferences,
defaultFocusModes);
/*To reduce startup time, we start the camera open and
preview threads.
We make sure the preview is started at the end of
onCreate.
*/
mCameraOpenThread.start();

...

// Make sure camera device is opened.
try {
mCameraOpenThread.join();
mCameraOpenThread = null;
if (mOpenCameraFail) {
Util.showErrorAndFinish(this,
R.string.cannot_connect_camera);
return;
} else if (mCameraDisabled) {
Util.showErrorAndFinish(this,
R.string.camera_disabled);
return;
}
} catch (InterruptedException ex) {
// ignore
}
mCameraPreviewThread.start()

...

// Make sure preview is started.
try {
mCameraPreviewThread.join();
} catch (InterruptedException ex) {
// ignore
}
...
}
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在onCreate方法中会启动一个mCameraOpenThread线程,它负责Camera的open,由注释可知,启动一个线程是为了减少启动时间,在open成功之后,才会启动mCameraPreviewThread线程进行预览。在mCameraOpenThread线程中会调用Util的openCamera()方法并返回一个Camera对象mCameraDevice,之后对Camera的操作都可以通过此mCameraDevice进行。
Thread mCameraOpenThread = new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        try {
            mCameraDevice = Util.openCamera(Camera.this
                                 mCameraId);
        } catch (CameraHardwareException e) {
            mOpenCameraFail = true;
        } catch (CameraDisabledException e) {
            mCameraDisabled = true;
        }
    }
});

接着看Util.openCamera()方法:
public static android.hardware.Camera openCamera(...){
...

try {
return CameraHolder.instance().open(cameraId);
} catch (CameraHardwareException e) {
...
}
}
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调用CameraHolder的open方法,根据cameraId打开Camera并返回一个android.hardware.Camera对象,即赋值给mCameraDevice。接下来分析如何打开此Camera并返回Camera对象。
public synchronized android.hardware.Camera open(int cameraId){
...
mCameraDevice = android.hardware.Camera.open(cameraId);
...
return mCameraDevice ;
}
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至此,应用层的打开流程就分析结束了,其流程图如下: 
        
  

3、framework层的Camera初始化流程

应用层调用frameworks层的Camera类的open方法来继续进行Camera的初始化:
public static Camera open(int cameraId) {
return new Camera(cameraId);
}
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调用此静态方法以及cameraId来创建一个新的Camera对象,继续看Camera的构造函数:
Camera(int cameraId) {
int err = cameraInitNormal(cameraId);
...
}
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在构造函数中只调用了cameraInitNormal方法,它最后会通过JNI调用Native方法native_setup来进行Camera的初始化,现在分析native_setup方法,在android_hardware_Camera.cpp找到android_hardware_Camera_native_setup本地方法:
static jint android_hardware_Camera_native_setup(...)
{
    ...
    sp<Camera> camera;
    if (halVersion == CAMERA_HAL_API_VERSION_NORMAL_CONNECT) {
        // Default path: hal version is don't care, do normal 
        //camera connect.
        camera = Camera::connect(cameraId, clientName,
                Camera::USE_CALLING_UID);
    } else {
        jint status = Camera::connectLegacy(cameraId, halVersion, 
                    clientName,Camera::USE_CALLING_UID, camera);
        if (status != NO_ERROR) {
            return status;
        }
    }
    ...
    jclass clazz = env->GetObjectClass(thiz);
    ...
    // We use a weak reference so the Camera object can be 
    //garbage collected.
    // The reference is only used as a proxy for callbacks.
    sp<JNICameraContext> context = new JNICameraContext(env, 
                weak_this, clazz, camera);
    context->incStrong(
        (void*)android_hardware_Camera_native_setup);
    camera->setListener(context);
    // save context in opaque field
    env->SetLongField(thiz, fields.context, 
           (jlong)context.get());
    return NO_ERROR;
}

代码中,会调用本地Camera client的connect方法,在此处有两个方法:一个是connect,它不关心HAL的版本。另一个是connectLegacy方法,它关心HAL的版本。这里只分析第一种,connect代码如下:
sp<Camera> Camera::connect(...)
{
return CameraBaseT::connect(cameraId, clientPackageName,
clientUid);
}
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它根据cameraId,clientPackageName,clientUid等参数,直接调用CameraBaseT的connect方法:
template <typename TCam, typename TCamTraits>
sp<TCam> CameraBase<TCam, TCamTraits>::connect(...)
{
sp<TCam> c = new TCam(cameraId);
sp<TCamCallbacks> cl = c;
const sp<ICameraService>& cs = getCameraService();
if (cs != 0) {
TCamConnectService fnConnectService =
TCamTraits::fnConnectService;
status = (cs.get()->*fnConnectService)(cl, cameraId,
clientPackageName, clientUid,/*out*/ c->mCamera);
}
if (status == OK && c->mCamera != 0) {
IInterface::asBinder(c->mCamera)->linkToDeath(c);
c->mStatus = NO_ERROR;
} else {
c.clear();
}
return c;
}
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它首先通过getCameraService方法来获取作为server的CameraService服务,然后调用它的connect方法来对client的初始化操作进行真正的响应,而具体的进程间通信机制(IPC Binder)此处不作介绍,所以借着看CameraService的connect方法,它直接调用connectHelper方法,connectHelper的定义和实现都在CameraService.h文件中:
template<class CALLBACK, class CLIENT>
status_t CameraService::connectHelper(...) {
    ...
    sp<CLIENT> client = nullptr;
    {
        // Enforce client permissions and do basic sanity checks
        if((ret = validateConnectLocked(cameraId, 
                /*inout*/clientUid)) != NO_ERROR) {
            return ret;
        }
        sp<BasicClient> clientTmp = nullptr;
        ...
        // give flashlight a chance to close devices if necessary
        mFlashlight->prepareDeviceOpen(cameraId);
        // TODO: Update getDeviceVersion + HAL interface to use 
        //strings for Camera IDs
        int id = cameraIdToInt(cameraId);
        ...
        sp<BasicClient> tmp = nullptr;
        if((ret = makeClient(this, cameraCb, clientPackageName, 
                cameraId, facing, clientPid,clientUid, getpid(), 
                legacyMode, halVersion, deviceVersion, 
                effectiveApiLevel,/*out*/&tmp)) != NO_ERROR) {
            return ret;
        }
        client = static_cast<CLIENT*>(tmp.get());
        if ((ret = client->initialize(mModule)) != OK) {
            return ret;
        }

        sp<IBinder> remoteCallback = client->getRemote();
        if (remoteCallback != nullptr) {
            remoteCallback->linkToDeath(this);
        }
        ...
        if (shimUpdateOnly) {
            // If only updating legacy shim parameters, 
            //immediately disconnect client
            mServiceLock.unlock();
            client->disconnect();
            mServiceLock.lock();
        } else {
            // Otherwise, add client to active clients list
            finishConnectLocked(client, partial);
        }
    } // lock is destroyed, allow further connect calls

    // Important: release the mutex here so the client can call back into the service from its
    // destructor (can be at the end of the call)
    device = client;
    return NO_ERROR;
}

有代码可知,有几个重要的函数调用,首先makeClient方法会根据CameraDevice的api进行CameraClient对象的创建,此处分析API2,所以它会创建CameraDeviceClient对象,而在此对象中会创建Camera3Device对象,然后会调用此client的initialize方法,CameraDeviceClient类的initialize方法创建并运行一个FrameProcessorBase线程,即运行一个帧处理线程,而FrameProcessorBase线程的主要作用是处理帧并且回调其每一帧的处理结果给application层,采用ICameraDeviceCallbacks将每一视频帧数据回传,它的实现在frameworks/av/camera/camera2/ICameraDeviceCallbacks.cpp中。最后它会返回一个client对象。至此,frameworks层分析结束,其时序图如下: 

4、总结

Camera框架采用的是C/S的架构,所以需要借助IPC Binder机制,所以在Camera的API2.0下面出现了很多AIDL的方式来代替API1.0,最后都会通过CameraService来处理CameraDeviceClient的数据

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