农村四月闲人少，勤学苦攻把名扬。这篇文章主要讲述Android 上Camera分析相关的知识，希望能为你提供帮助。
http://blog.csdn.net/u010503912/article/details/52315721
一.Camera构架分析
android 的Camera包含取景（preview）和拍摄照片（take picture）的功能。目前Android发布版的Camera程序虽然功能比较简单，但是其程序的架构分成客户端和服务器两个部分，它们建立在 Android的进程间通讯Binder的结构上。Android中Camera模块同样遵循Andorid的框架，如下图所示

文章图片


Camera Architecture
Camera模块主要包含了libandroid_runtime.so、libui.so和libcameraservice.so等几个库文件，它们之间的调用关系如下所示：
文章图片


在Camera模块的各个库中，libui.so位于核心的位置，它对上层的提供的接口主要是Camera类。
    libcameraservice.so是Camera的server程序，它通过继承libui.so中的类实现server的功能，并且与libui.so中的另外一部分内容通过进程间通讯（即Binder机制）的方式进行通讯。
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。
从 框架结构上来看，源码中ICameraService.h、ICameraClient.h和ICamera.h三个类定义了MeidaPlayer的 接口和  架构，ICameraService.cpp和Camera.cpp两个文件则用于Camera架构的实现，Camera的具体功能在下层调用硬件相关的 接 口来实现。 
从Camera的整体结构上，类Camera是整个系统 核心，ICamera类提供了Camera主要功能的接口，在客户端方面调 用；CameraService是Camera服务，它通过调用实际的Camera硬件接口来实现功能。事实上，图中红色虚线框的部分都是Camera程 序的框架部分，它主要利用了Android的系统的Binder机制来完成通讯。蓝色虚线框的部分通过调用Camera硬件相关的接口完成具体的 Camera服 务功能，其它的部分是为上层的Java程序提供JNI接口。在整体结构上，左边可以视为一个客户端，右边是一个可以视为服务器，二者通过Android的 Bimder来实现进程间的通讯。
 
 
二．Camera工作流程概述
1.Camera Service的启动
①．App_main process: 进程通过AndroidRuntime调用register_jni_procs向JNI注册模块的native函数供JVM调用。
AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/hardware/Camera",
camMethods, NELEM(camMethods));
【Android 上Camera分析】              其中camMethods定义如下: 

1. static  JNINativeMethod  camMethods[]  =  { 
2.  
3.     {  "native_setup", 
4.  
5.         "(Ljava/lang/Object; )V", 
6.  
7.         (void*)android_hardware_Camera_native_setup  }, 
8.  
9.     {  "native_release", 
10.  
11.         "()V", 
12.  
13.         (void*)android_hardware_Camera_release  }, 
14.  
15.     {  "setPreviewDisplay", 
16.  
17.         "(Landroid/view/Surface; )V", 
18.  
19.         (void  *)android_hardware_Camera_setPreviewDisplay  }, 
20.  
21.     {  "startPreview", 
22.  
23.         "()V", 
24.  
25.         (void  *)android_hardware_Camera_startPreview  }, 
26.  
27.     {  "stopPreview", 
28.  
29.         "()V", 
30.  
31.         (void  *)android_hardware_Camera_stopPreview  }, 
32.  
33.     {  "previewEnabled", 
34.  
35.         "()Z", 
36.  
37.         (void  *)android_hardware_Camera_previewEnabled  }, 
38.  
39.     {  "setHasPreviewCallback", 
40.  
41.         "(ZZ)V", 
42.  
43.         (void  *)android_hardware_Camera_setHasPreviewCallback  }, 
44.  
45.     {  "native_autoFocus", 
46.  
47.         "()V", 
48.  
49.         (void  *)android_hardware_Camera_autoFocus  }, 
50.  
51.     {  "native_takePicture", 
52.  
53.         "()V", 
54.  
55.         (void  *)android_hardware_Camera_takePicture  }, 
56.  
57.     {  "native_setParameters", 
58.  
59.         "(Ljava/lang/String; )V", 
60.  
61.         (void  *)android_hardware_Camera_setParameters  }, 
62.  
63.     {  "native_getParameters", 
64.  
65.         "()Ljava/lang/String; ", 
66.  
67.         (void  *)android_hardware_Camera_getParameters  }, 
68.  
69.     {  "reconnect", 
70.  
71.         "()V", 
72.  
73.         (void*)android_hardware_Camera_reconnect  }, 
74.  
75.     {  "lock", 
76.  
77.         "()I", 
78.  
79.         (void*)android_hardware_Camera_lock  }, 
80.  
81.     {  "unlock", 
82.  
83.         "()I", 
84.  
85.         (void*)android_hardware_Camera_unlock  }, 
86.  
87. };  

JNINativeMethod的第一个成员是一个字符串，表示了JAVA本地调用方法的名称，这个名称是在JAVA程序中调用的名称；第二个成员也是一个字符串，表示JAVA本地调用方法的参数和返回值；第三个成员是JAVA本地调用方法对应的C语言函数。
②．Mediaserver proces：进程注册了以下几个server: AudioFlinger、 MediaPlayerServer、CameraService. 

1. int  main(int  argc,  char**  argv) 
2.  
3. { 
4.  
5.         sp  proc(ProcessState::self());  
6.  
7.         sp  sm  =  defaultServiceManager();  
8.  
9.         LOGI("ServiceManager:  %p",  sm.get());  
10.  
11.         AudioFlinger::instantiate();  
12.  
13.         MediaPlayerService::instantiate();  
14.  
15.         CameraService::instantiate();  
16.  
17.         ProcessState::self()-> startThreadPool();  
18.  
19.         IPCThreadState::self()-> joinThreadPool();  
20.  
21. } 

  当向ServiceManager注册了CameraService服务后就可以响应client的请求了
2.client端向service发送请求
①.在java应用层调用onCreate()函数得到一个上层的Camera对象 

1. public  void  onCreate(Bundle  icicle)  { 
2.  
3. super.onCreate(icicle);  
4.  
5. Thread  openCameraThread  =  new  Thread( 
6.  
7. new  Runnable()  { 
8.  
9. public  void  run()  { 
10.  
11.                                 mCameraDevice  =  android.hardware.Camera.open();  
12.  
13. } 
14.  
15. } 
16.  
17. );  
18.  
19. ……………………… 
20.  
21. }         

②．通过Camera对象的调用成员函数，而这些成员函数会调用已向JNI注册过的native函数来调用ICamera接口的成员函数向Binder Kernel Driver发送服务请求。
③. Binder Kernel Driver接收到client的请求后，通过唤醒service的进程来处理client的请求，处理完后通过回调函数传回数据并通知上层处理已完成。
三．Camera库文件分析
      上面已提到Camera模块主要包含libandroid_runtime.so、libui.so、libcameraservice.so和一个与 Camera硬件相关的底层库。其中libandroid_runtime.so、libui.so是与Android系统构架相关的不需要对其进行修 改， libcameraservice.so和Camera硬件相关的底层库则是和硬件设备相关联的，而Canera硬件相关的底层库实际上就是设备的  Linux驱动，所以Camera设备的系统集成主要通过移植Camera Linux驱动和修改libcameraservice.so库来完成。
      libcameraservice.so库通过以下规则来构建： 

1. LOCAL_PATH:=  $(call  my-dir) 
2.  
3. # 
4.  
5. #  Set  USE_CAMERA_STUB  for  non-emulator  and  non-simulator  builds,  if  you  want 
6.  
7. #  the  camera  service  to  use  the  fake  camera.    For  emulator  or  simulator  builds, 
8.  
9. #  we  always  use  the  fake  camera. 
10.  
11. ifeq  ($(USE_CAMERA_STUB),) 
12.  
13. USE_CAMERA_STUB:=false 
14.  
15. ifneq  ($(filter  sooner  generic  sim,$(TARGET_DEVICE)),) 
16.  
17. USE_CAMERA_STUB:=true 
18.  
19. endif  #libcamerastub 
20.  
21. endif  ifeq  ($(USE_CAMERA_STUB),true) 
22.  
23. # 
24.  
25. #  libcamerastub 
26.  
27. # 
28.  
29. include  $(CLEAR_VARS) 
30.  
31. LOCAL_SRC_FILES:=                              \ 
32.  
33.         CameraHardwareStub.cpp            \ 
34.  
35.         FakeCamera.cpp 
36.  
37. LOCAL_MODULE:=  libcamerastub 
38.  
39. LOCAL_SHARED_LIBRARIES:=  libui 
40.  
41. include  $(BUILD_STATIC_LIBRARY) 
42.  
43. endif  #  USE_CAMERA_STUB 
44.  
45. # 
46.  
47. #  libcameraservice 
48.  
49. # 
50.  
51. include  $(CLEAR_VARS) 
52.  
53. LOCAL_SRC_FILES:=                              \ 
54.  
55.         CameraService.cpp 
56.  
57. LOCAL_SHARED_LIBRARIES:=  \ 
58.  
59.         libui  \ 
60.  
61.         libutils  \ 
62.  
63.         libcutils  \ 
64.  
65.         libmedia 
66.  
67. LOCAL_MODULE:=  libcameraservice 
68.  
69. LOCAL_CFLAGS+=-DLOG_TAG=\"CameraService\" 
70.  
71. ifeq  ($(USE_CAMERA_STUB),  true) 
72.  
73. LOCAL_STATIC_LIBRARIES  +=  libcamerastub 
74.  
75. LOCAL_CFLAGS  +=  -include  CameraHardwareStub.h 
76.  
77. else 
78.  
79. LOCAL_SHARED_LIBRARIES  +=  libcamera 
80.  
81. endif 
82.  
83. include  $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 

        在上面的构建规则中可以看到使用了宏USE_CAMERA_STUB决定 是否使用真的Camera，如果宏为真，则使用 CameraHardwareStub.cpp和FakeCamera.cpp构造一个假的Camera，如果为假则使用 libcamera来构造一个实际上的Camera服务。
      在CameraHardwareStub.cpp中定义了CameraHardwareStub类，它继承并实现了抽象类 CameraHardwareInterface中定义的真正操作Camera设备的所有的纯虚函数。通过 openCameraHardware（）将返回一个CameraHardwareInterface类的对象，但由于 CameraHardwareInterface类是抽象类所以它并不能创建对象，而它的派生类CameraHardwareStub完全实现了其父类的 纯虚函数所以openCameraHardware（）返回一个指向派生类对象的基类指针用于底层设备的操作。由于CameraHardwareStub 类定义的函数是去操作一个假的Camera，故通过openCameraHardware返回的指针主要用于仿真环境对Camera的模拟操作，要想通过 openCameraHardware返回的指针操作真正的硬件设备则需完成以下步骤：
1.      将CameraHardwareInterface类中的所有纯虚函数的声明改为虚函数的声明（即去掉虚函数声明后的“= 0” ）;  

1. class  CameraHardwareInterface  :  public  virtual  RefBase  { 
2.  
3. public: 
4.  
5.         virtual  ~CameraHardwareInterface()  {  } 
6.  
7.         virtual  sp                  getPreviewHeap()  const;  
8.  
9.         virtual  sp                  getRawHeap()  const;  
10.  
11.         virtual  status_t        startPreview(preview_callback  cb,  void*  user);  
12.  
13.         virtual  bool  useOverlay()  {return  false; } 
14.  
15.         virtual  status_t  setOverlay(const  sp  & overlay)  {return  BAD_VALUE; } 
16.  
17.         virtual  void                stopPreview();  
18.  
19.         virtual  bool                previewEnabled();  
20.  
21.         virtual  status_t        startRecording(recording_callback  cb,  void*  user);  
22.  
23.         virtual  void                stopRecording();  
24.  
25.         virtual  bool                recordingEnabled();  
26.  
27.         virtual  void                releaseRecordingFrame(const  sp&   mem);  
28.  
29.         virtual  status_t        autoFocus(autofocus_callback, 
30.  
31.                                                                     void*  user);  
32.  
33.    
34.  
35.         virtual  status_t        takePicture(shutter_callback, 
36.  
37.                                                                         raw_callback, 
38.  
39.                                                                         jpeg_callback, 
40.  
41.                                                                         void*  user);  
42.  
43.         virtual  status_t        cancelPicture(bool  cancel_shutter, 
44.  
45.                                                                             bool  cancel_raw, 
46.  
47.                                                                             bool  cancel_jpeg);  
48.  
49.         virtual  status_t        setParameters(const  CameraParameters&   params);  
50.  
51.         virtual  CameraParameters    getParameters()  const;  
52.  
53.         virtual  void  release();  
54.  
55.         virtual  status_t  dump(int  fd,  const  Vector&   args)  const  ;  
56.  
57. };  

2.      编写一个源文件去定义CameraHardwareInterface类中声明的所有虚函数，并实现openCameraHardware()函数让该函数返回一个CameraHardwareInterface类对象的指针; 例如： 

1. extern  "C"  sp  openCameraHardware() 
2.  
3. { 
4.  
5.         CameraHardwareInterface  realCamera;  
6.  
7.         return  & realCamera;  
8.  
9. } 

3.      仿照其他.mk文件编写Android.mk文件用于生成一个包含步骤2编写的源文件和其他相关文件的libcamera.so文件; 例如 

1. LOCAL_PATH  :=  $(call  my-dir) 
2.  
3. include  $(CLEAR_VARS) 
4.  
5. LOCAL_MODULE  :=  libcamera 
6.  
7. LOCAL_SHARED_LIBRARIES  :=  \ 
8.  
9.         libutils  \ 
10.  
11.         librpc  \ 
12.  
13.         liblog 
14.  
15. LOCAL_SRC_FILES  +=  MyCameraHardware.cpp 
16.  
17. LOCAL_CFLAGS  += 
18.  
19. LOCAL_C_INCLUDES  += 
20.  
21. LOCAL_STATIC_LIBRARIES  +=  \ 
22.  
23.         libcamera-common  \ 
24.  
25.         libclock-rpc  \ 
26.  
27.         libcommondefs-rpc 
28.  
29. include  $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 

4.      将宏USE_CAMERA_STUB改成false，这样生成libcameraservice.so时就会包含libcamera.so库。（注：如果 CameraHardwareInterface类的成员函数并没有直接操作硬件而是调用Camera的linux驱动来间接对硬件操作，那么包含这样的 CameraHardwareInterface类的libcamera.so库就相当于一个HAL）
          上面左图中libcamera.so库直接操作Camera设备，这样相对于右图来说就相当于libcamera.so库包含了Camera驱动,而右图 则将驱动从库中分离出来并形成一层HAL这样做的好处是：移植不同型号或不同厂商的同类设备时只需修改HAL中很少代码即可。

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