Android Camera架构简析2

  次阅读 作者:智能小宝 来源:互联网 2015-09-29 10:07 我要评论(0)

l应用框架层

Camera框架层将应用与底层的实现隔离开来,实现了一套Android定义的对上对下接口规范,方便应用及底层硬件的开发和移植。这一层对上以Java类的形式包装出android.hardware.Camera,提供给应用层调用;对下在CameraHardwareInterface.h头文件中定义了Camera硬件抽象层的接口,这是一个包含纯虚函数的类,必须被实现类继承才能使用。这个实现类也即是下层中将讲到的用户库层,它继承CameraHardwareInterface接口,实例化对底层硬件驱动的封装,最终生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so调用。这样做的好处是让Camera的应用框架代码独立,不受底层硬件驱动改变的影响,方便在不同平台上porting 驱动代码,而保持上层的代码不用变化。

从代码上看,这一层包含Java到JNI到C++的代码。源代码主要在以下路径:

\android\frameworks\base\core\java\android\hardware\Camera.java

这个类作为Android SDK Camera部分提供给上层应用,并通过JNI的方式调用本地C++代码。

\android\frameworks\base\core\jni\android_hardware_Camera.cpp

Camera 的JAVA本地调用部分,是承接JAVA代码到C++代码的桥梁。编译生成libandroid_runtime.so。

\android\frameworks\base\libs\ui 包含文件:

Camera.cpp

CameraParameters.cpp

ICamera.cpp

ICameraClient.cpp

ICameraService.cpp

它们的头文件在\android\frameworks\base\include\ui目录下。

这部分的内容编译生成libui.so。在Camera模块的各个库中,libui.so位于核心的位置,作为Camera框架的Client客户端部分,与另外一部分内容服务端

libcameraservice.so通过进程间通讯(即Binder机制)的方式进行通讯。

\android\frameworks\base\camera\libcameraservice

CameraService是Camera服务,Camera框架的中间层,用于链接CameraHardwareInterface 和 Client,它通过调用实际的Camera硬件接口来实现功能。这部分内容被编译成库libcameraservice.so。

libandroid_runtime.so和libui.so两个库是公用的,其中除了Camera还有其他方面的功能。整个Camera在运行的时候,可以大致上分成Client和Server两个部分,它们分别在两个进程中运行,它们之间使用Binder机制实现进程间通讯。这样在client调用接口,功能则在server中实现,但是在client中调用就好像直接调用server中的功能,进程间通讯的部分对上层程序不可见。

以上应用层到框架层的分析可以用下图来表示调用流程。

图3. Camera调用流程图

当Camera Client端通过Binder机制与Camera Server端通讯,Server端的实现传递到Client端。而Server端的实现又是调用硬件接口来实现。这就延伸到我们要介绍的Camera的下一个层次――库层。

l库层(硬件抽象层HAL Hardware Abstraction Layer)

这个层次其实就是用户空间的驱动代码。前面有介绍过框架层对下在CameraHardwareInterface.h头文件中定义了Camera硬件抽象层的接口,它是包含纯虚函数的类,必须被实现类继承才能使用。HAL层正好继承CameraHardwareInterface接口,依据V4l2规范实例化底层硬件驱动,使用ioctl方式调用驱动,最终生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so调用。

这层的代码在\android\hardware\XXX\libcamera目录下(也有可能在vendor目录中对应的libcamera下)。注意这里的XXX是不同厂商为不同产品(板子)而建的目录,以高通msm平台为例,这里XXX用msm7k表示,这样高通msm平台下这个HAL的目录即为\android\hardware\msm7k\libcamera。不难看出,如果要在某硬件平台上运行Android,也就主要在这一层进行修改,因为它是直接和底层硬件驱动相关的。上面也讲过,应用框架层对上对下都定义的标准接口,这样做的目的也就是使上层的代码独立,在porting中不受影响。所以我们现在可以基本确定,如果要改Camera的硬件,框架层以上的部分都可以不动,要改就改HAL到内核层的部分,这也是Android底层开发的主要工作。这个在后续的文章中会具体介绍。

l内核层

这一层主要是基于Linux的设备驱动。对Camera来说,一般是按V4l2规范将Camera原子功能以ioctl的形式暴露出来供HAL层调用的实现。主要功能的实现代码在\android\kernel\drivers\media\video\XXX下。跟HAL层目录一样,XXX是不同厂商不同平台的目录,以高通msm平台为例,这个目录就是\android\kernel\drivers\media\video\msm。所以要在Android平台上添加硬件功能,首先考虑将它的驱动加到Android的Linux内核中。

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