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本篇文章次要介绍 Android 开发中的局部知识点，通过浏览本篇文章，您将播种以下内容:

一、Android O上的Treble机制
二、Camera HAL3的框架更新
三、外围概念：Request

一、Android O上的Treble机制

　　在 Android O 中，系统启动时，会启动一个 CameraProvider 服务，它是从 cameraserver 过程中分离出来，作为一个独立过程 android.hardware.camera.provider@2.4-service 用来管制 camera HAL，cameraserver通过 HIDL 机制于camera provider进行通信。HIDL源自于 Android O 版本退出的 Treble 机制，它的次要性能是将 service 与 HAL 隔离，以不便 HAL 局部进行独立降级，相似于 APP 与 Framework 之间的 Binder 通信机制，通过引入一个过程间通信机制而针对不同层级进行解耦（从 Local call 变成了 Remote call）。如下图：

cameraserver 与 provider 这两个过程启动、初始化的调用逻辑，如下图：

二、Camera HAL3的框架更新

Application framework：

用于给APP提供拜访hardware的Camera API2，通过binder来拜访camera service。

AIDL:

基于Binder实现的一个用于让App fw代码拜访natice fw代码的接口。其实现存在于下述门路：frameworks/av/camera/aidl/android/hardware。其中：

    (1) ICameraService
是相机服务的接口。用于申请连贯、增加监听等。
    (2) ICameraDeviceUser
是已关上的特定相机设施的接口。利用框架可通过它拜访具体设施。
    (3) ICameraServiceListener 和 ICameraDeviceCallbacks
别离是从 CameraService 和 CameraDevice 到利用框架的回调。

Natice framework：

frameworks/av/。提供了ICameraService、ICameraDeviceUser、ICameraDeviceCallbacks、ICameraServiceListener等aidl接口的实现。以及camera server的main函数。

Binder IPC interface：

提供过程间通信的接口，APP和CameraService的通信、CameraService和HAL的通信。其中，AIDL、HIDL都是基于Binder实现的。

Camera Service：

frameworks/av/services/camera/。同APP、HAL交互的服务，起到了承前启后的作用。

HAL：

Google的HAL定义了能够让Camera Service拜访的标准接口。对于供应商而言，必须要实现这些接口。

2.1 Camera HAL3 构建连路的过程

如下图（红色虚线是上行路线，彩色虚线则是上行路线）：

2.2 从 App 到 CameraService的调用流程

　　从 Application 连贯到 CameraService，这波及到 Android 架构中的三个档次：App 层，Framework 层，Runtime 层。其中，App 层间接调用 Framework 层所封装的办法，而 Framework 层须要通过 Binder 近程调用 Runtime 中 CameraService 的函数。
　　这一部分次要的函数调用逻辑如下图所示：
　　

　　在 App 中，须要调用关上相机的API如下:

CameraCharacteristics：

形容摄像头的各种个性，咱们能够通过CameraManager的getCameraCharacteristics(@NonNull String cameraId)办法来获取。

CameraDevice：

形容零碎摄像头，相似于晚期的Camera。

CameraCaptureSession：

Session类，当须要拍照、预览等性能时，须要先创立该类的实例，而后通过该实例里的办法进行管制（例如：拍照 capture()）。

CaptureRequest：

形容了一次操作申请，拍照、预览等操作都须要先传入CaptureRequest参数，具体的参数管制也是通过CameraRequest的成员变量来设置。

CaptureResult：

形容拍照实现后的后果。

　　例如关上camera的java代码：

mCameraManager.openCamera(currentCameraId, stateCallback, backgroundHandler);

　　Camera2拍照流程如下所示：

### 2.2.1 Framework CameraManager
/frameworks/base/core/java/android/hardware/camera2/CameraManager.java

　　最后的入口就是 CameraManager 的 openCamera 办法，但通过代码能够看到，它仅仅是调用了 openCameraForUid 办法。

@RequiresPermission(android.Manifest.permission.CAMERA) public void openCamera(@NonNull String cameraId,        @NonNull final CameraDevice.StateCallback callback, @Nullable Handler handler) throws CameraAccessException {    openCameraForUid(cameraId, callback, handler, USE_CALLING_UID);}

　　上面的代码疏忽掉了一些参数查看相干操作，最终次要调用了 openCameraDeviceUserAsync 办法。

public void openCameraForUid(@NonNull String cameraId,        @NonNull final CameraDevice.StateCallback callback, @Nullable Handler handler, int clientUid) throws CameraAccessException { /* Do something in*/ ...... /* Do something out*/ openCameraDeviceUserAsync(cameraId, callback, handler, clientUid);}

　　参考如下正文剖析：

private CameraDevice openCameraDeviceUserAsync(String cameraId,        CameraDevice.StateCallback callback, Handler handler, final int uid) throws CameraAccessException {    CameraCharacteristics characteristics = getCameraCharacteristics(cameraId);    CameraDevice device = null; synchronized (mLock) {        ICameraDeviceUser cameraUser = null;        android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl deviceImpl =   //实例化一个 CameraDeviceImpl。结构时传入了 CameraDevice.StateCallback 以及 Handler。                new android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl(                      cameraId,                    callback,                    handler,                    characteristics,                    mContext.getApplicationInfo().targetSdkVersion);        ICameraDeviceCallbacks callbacks = deviceImpl.getCallbacks(); //获取 CameraDeviceCallback 实例，这是提供给远端连贯到 CameraDeviceImpl 的接口。       try { if (supportsCamera2ApiLocked(cameraId)) {  //HAL3 中走的是这一部分逻辑，次要是从 CameraManagerGlobal 中获取 CameraService 的本地接口，通过它远端调用（采纳 Binder 机制） connectDevice 办法连贯到相机设施。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//留神返回的 cameraUser 实际上指向的是远端 CameraDeviceClient 的本地接口。 // Use cameraservice's cameradeviceclient implementation for HAL3.2+ devices                ICameraService cameraService = CameraManagerGlobal.get().getCameraService(); if (cameraService == null) { throw new ServiceSpecificException(                        ICameraService.ERROR_DISCONNECTED, "Camera service is currently unavailable");                }                cameraUser = cameraService.connectDevice(callbacks, cameraId,                        mContext.getOpPackageName(), uid);            } else { // Use legacy camera implementation for HAL1 devices                int id; try {                    id = Integer.parseInt(cameraId);                } catch (NumberFormatException e) { throw new IllegalArgumentException("Expected cameraId to be numeric, but it was: "                            + cameraId);                }                Log.i(TAG, "Using legacy camera HAL.");                cameraUser = CameraDeviceUserShim.connectBinderShim(callbacks, id);            }        } catch (ServiceSpecificException e) { /* Do something in */ ...... /* Do something out */ } // TODO: factor out callback to be non-nested, then move setter to constructor // For now, calling setRemoteDevice will fire initial // onOpened/onUnconfigured callbacks. // This function call may post onDisconnected and throw CAMERA_DISCONNECTED if // cameraUser dies during setup.        deviceImpl.setRemoteDevice(cameraUser); //将 CameraDeviceClient 设置到 CameraDeviceImpl 中进行治理。        device = deviceImpl;    } return device;}

### 2.2.2 CameraDeviceImpl /frameworks/base/core/java/android/hardware/camera2/Impl/CameraDeviceImpl.java
　　在持续向下剖析关上相机流程之前，先简略看看调用到的 CameraDeviceImpl 中的setRemoteDevice 办法，次要是将获取到的远端设施保存起来：

/** * Set remote device, which triggers initial onOpened/onUnconfigured callbacks * * <p>This function may post onDisconnected and throw CAMERA_DISCONNECTED if remoteDevice dies * during setup.</p> * */public void setRemoteDevice(ICameraDeviceUser remoteDevice) throws CameraAccessException { synchronized(mInterfaceLock) { // TODO: Move from decorator to direct binder-mediated exceptions // If setRemoteFailure already called, do nothing        if (mInError) return;        mRemoteDevice = new ICameraDeviceUserWrapper(remoteDevice); //通过 ICameraDeviceUserWrapper 给远端设施实例加上一层封装。 IBinder remoteDeviceBinder = remoteDevice.asBinder(); //应用 Binder 机制的一些根本设置。 // For legacy camera device, remoteDevice is in the same process, and // asBinder returns NULL.        if (remoteDeviceBinder != null) { try {                remoteDeviceBinder.linkToDeath(this, /*flag*/ 0); //如果这个binder隐没，为标记信息注册一个接收器。            } catch (RemoteException e) {                CameraDeviceImpl.this.mDeviceHandler.post(mCallOnDisconnected); throw new CameraAccessException(CameraAccessException.CAMERA_DISCONNECTED, "The camera device has encountered a serious error");            }        }        mDeviceHandler.post(mCallOnOpened); //需此处触发 onOpened 与 onUnconfigured 这两个回调，每个回调都是通过 mDeviceHandler 启用一个新线程来调用的。 mDeviceHandler.post(mCallOnUnconfigured);    }}

2.2.3 Runtime

通过 Binder 机制，咱们远端调用了 connectDevice 办法（在 C++ 中称为函数，但说成办法可能更顺口一些），这个办法实现在 CameraService 类中。

2.2.4 CameraService

/frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp

Status CameraService::connectDevice( const sp<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks>& cameraCb, const String16& cameraId, const String16& clientPackageName, int clientUid, /*out*/ sp<hardware::camera2::ICameraDeviceUser>* device) {    ATRACE_CALL();    Status ret = Status::ok();    String8 id = String8(cameraId);    sp<CameraDeviceClient> client = nullptr; //此处调用的 connectHelper 办法才真正实现了连贯逻辑（HAL1 时最终也调用到这个办法）。须要留神的是，设定的模板类型是 ICameraDeviceCallbacks 以及 CameraDeviceClient。    ret = connectHelper<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks,CameraDeviceClient>(cameraCb, id,            CAMERA_HAL_API_VERSION_UNSPECIFIED, clientPackageName,            clientUid, USE_CALLING_PID, API_2, /*legacyMode*/ false, /*shimUpdateOnly*/ false, /*out*/client); if(!ret.isOk()) {        logRejected(id, getCallingPid(), String8(clientPackageName),                ret.toString8()); return ret;    } *device = client; //client 指向的类型是 CameraDeviceClient，其实例则是最终的返回后果。    return ret;}

　　connectHelper 内容较多，疏忽掉咱们还无需关注的中央剖析：

template<class CALLBACK, class CLIENT> Status CameraService::connectHelper(const sp<CALLBACK>& cameraCb, const String8& cameraId, int halVersion, const String16& clientPackageName, int clientUid, int clientPid,        apiLevel effectiveApiLevel, bool legacyMode, bool shimUpdateOnly, /*out*/sp<CLIENT>& device) {    binder::Status ret = binder::Status::ok();    String8 clientName8(clientPackageName); /* Do something in */ ...... /* Do something out */ sp<BasicClient> tmp = nullptr; //调用 makeClient 生成 CameraDeviceClient 实例。        if(!(ret = makeClient(this, cameraCb, clientPackageName, cameraId, facing, clientPid,                clientUid, getpid(), legacyMode, halVersion, deviceVersion, effectiveApiLevel, /*out*/&tmp)).isOk()) { return ret;        } //初始化 CLIENT 实例。留神此处的模板类型 CLIENT 即是 CameraDeviceClient，传入的参数 mCameraProviderManager 则是与 HAL service 无关。         client = static_cast<CLIENT*>(tmp.get());        LOG_ALWAYS_FATAL_IF(client.get() == nullptr, "%s: CameraService in invalid state",                __FUNCTION__);        err = client->initialize(mCameraProviderManager); /* Do something in */ ...... /* Do something out */    // 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 ret;}

　　makeClient 次要是依据 API 版本以及 HAL 版本来抉择生成具体的 Client 实例，Client 就沿着后面剖析下来的门路返回到 CameraDeviceImpl 实例中，被保留到 mRemoteDevice。

Status CameraService::makeClient(const sp<CameraService>& cameraService, const sp<IInterface>& cameraCb, const String16& packageName, const String8& cameraId, int facing, int clientPid, uid_t clientUid, int servicePid, bool legacyMode, int halVersion, int deviceVersion, apiLevel effectiveApiLevel, /*out*/sp<BasicClient>* client) { if (halVersion < 0 || halVersion == deviceVersion) { // Default path: HAL version is unspecified by caller, create CameraClient // based on device version reported by the HAL.        switch(deviceVersion) { case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0: /* Do something in */ ...... /* Do something out */          case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_0: case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_1: case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_2: case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_3: case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_4: if (effectiveApiLevel == API_1) { // Camera1 API route                sp<ICameraClient> tmp = static_cast<ICameraClient*>(cameraCb.get()); *client = new Camera2Client(cameraService, tmp, packageName, cameraIdToInt(cameraId),                        facing, clientPid, clientUid, servicePid, legacyMode);            } else { // Camera2 API route : 实例化了 CameraDeviceClient 类作为 Client（留神此处结构传入了 ICameraDeviceCallbacks，这是连贯到 CameraDeviceImpl 的远端回调）                sp<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks> tmp = static_cast<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks*>(cameraCb.get()); *client = new CameraDeviceClient(cameraService, tmp, packageName, cameraId,                        facing, clientPid, clientUid, servicePid);            } break; default: // Should not be reachable            ALOGE("Unknown camera device HAL version: %d", deviceVersion); return STATUS_ERROR_FMT(ERROR_INVALID_OPERATION, "Camera device \"%s\" has unknown HAL version %d",                    cameraId.string(), deviceVersion);        }    } else { /* Do something in */ ...... /* Do something out */ } return Status::ok();}

　　至此，关上相机流程中，从 App 到 CameraService 的调用逻辑基本上就算走完了。

　　简图总结:

　　Ps：

CameraManagerGlobal 是真正的实现层，它与 JAVA 层的 CameraService 创立连贯，从而创立相机的连路。
CameraDeviceImpl 相当于运行上下文，它取代了 Android N 之前的 JNI 层。

2.3 从 CameraService 到 HAL Service

因为 Android O 中退出了 Treble 机制，CameraServer 一端主体为 CameraService，它将会寻找现存的 Provider service，将其退出到外部的 CameraProviderManager 中进行治理，相干操作都是通过远端调用进行的。
而 Provider service 一端的主体为 CameraProvider，它在初始化时就曾经连贯到 libhardware 的 Camera HAL 实现层，并以 CameraModule 来进行治理。
过程的启动后，连路的 “载体” 就搭建实现了（须要留神，此时 QCamera3HWI 还未创立），可用下图简略示意：
　　

　　　而在关上相机时，该层的残缺连路会被创立进去，次要调用逻辑如下图：

　　　　上回讲到，在 CameraService::makeClient 中，实例化了一个 CameraDeviceClient。当初咱们就从它的构造函数开始，持续摸索关上相机的流程。
这一部分次要流动在 Runtime 层，这里分成 CameraService 与 HAL Service 两侧来剖析。

2.3.1 CameraDeviceClient

frameworks\av\services\camera\libcameraservice\api2\CameraDeviceClient.cpp

CameraDeviceClient::CameraDeviceClient(const sp<CameraService>& cameraService, const sp<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks>& remoteCallback, const String16& clientPackageName, const String8& cameraId, int cameraFacing, int clientPid,        uid_t clientUid, int servicePid) :    Camera2ClientBase(cameraService, remoteCallback, clientPackageName,                cameraId, cameraFacing, clientPid, clientUid, servicePid),  //继承它的父类 Camera2ClientBase     mInputStream(),    mStreamingRequestId(REQUEST_ID_NONE),    mRequestIdCounter(0),    mPrivilegedClient(false) { char value[PROPERTY_VALUE_MAX];    property_get("persist.camera.privapp.list", value, "");    String16 packagelist(value); if (packagelist.contains(clientPackageName.string())) {        mPrivilegedClient = true;    }    ATRACE_CALL();    ALOGI("CameraDeviceClient %s: Opened", cameraId.string());}

　　CameraService 在创立 CameraDeviceClient 之后，会调用它的初始化函数：

//对外提供调用的初始化函数接口 initialize。status_t CameraDeviceClient::initialize(sp<CameraProviderManager> manager) { return initializeImpl(manager);} //初始化的具体实现函数，模板 TProviderPtr 在此处即是 CameraProviderManager 类。template<typename TProviderPtr>//首先将父类初始化，留神此处传入了 CameraProviderManager。status_t CameraDeviceClient::initializeImpl(TProviderPtr providerPtr) {    ATRACE_CALL();    status_t res;    res = Camera2ClientBase::initialize(providerPtr); if (res != OK) { return res;    } //这里是对于 FrameProcessor 的创立与初始化配置等等 String8 threadName;    mFrameProcessor = new FrameProcessorBase(mDevice);    threadName = String8::format("CDU-%s-FrameProc", mCameraIdStr.string());    mFrameProcessor->run(threadName.string());    mFrameProcessor->registerListener(FRAME_PROCESSOR_LISTENER_MIN_ID,                                      FRAME_PROCESSOR_LISTENER_MAX_ID, /*listener*/this, /*sendPartials*/true); return OK;}

2.3.2 Camera2ClientBase

frameworks\av\services\camera\libcameraservice\common\Camera2ClientBase.cpp**

template <typename TClientBase>　//模板 TClientBase，在 CameraDeviceClient 继承 Camera2ClientBase 时被指定为 CameraDeviceClientBase。Camera2ClientBase<TClientBase>::Camera2ClientBase( //结构的相干参数，以及初始化列表，这外面须要留神 TCamCallbacks 在 CameraDeviceClientBase 中被指定为了 ICameraDeviceCallbacks。         const sp<CameraService>& cameraService, const sp<TCamCallbacks>& remoteCallback, const String16& clientPackageName, const String8& cameraId, int cameraFacing, int clientPid,        uid_t clientUid, int servicePid):        TClientBase(cameraService, remoteCallback, clientPackageName,                cameraId, cameraFacing, clientPid, clientUid, servicePid),        mSharedCameraCallbacks(remoteCallback),        mDeviceVersion(cameraService->getDeviceVersion(TClientBase::mCameraIdStr)),        mDeviceActive(false){    ALOGI("Camera %s: Opened. Client: %s (PID %d, UID %d)", cameraId.string(),            String8(clientPackageName).string(), clientPid, clientUid);    mInitialClientPid = clientPid;    mDevice = new Camera3Device(cameraId); //创立了一个 Camera3Device。    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mDevice == 0, "Device should never be NULL here.");}

　　回去再看看初始化函数：

template <typename TClientBase> //初始化函数接口，真正的实现局部在 initializeImpl 中。status_t Camera2ClientBase<TClientBase>::initialize(sp<CameraProviderManager> manager) { return initializeImpl(manager);} //TClientBase 对应 CameraDeviceClientBase，而 TProviderPtr 对应的是 CameraProviderManager。template <typename TClientBase> template <typename TProviderPtr> status_t Camera2ClientBase<TClientBase>::initializeImpl(TProviderPtr providerPtr) {    ATRACE_CALL();    ALOGV("%s: Initializing client for camera %s", __FUNCTION__,          TClientBase::mCameraIdStr.string());    status_t res; // Verify ops permissions    res = TClientBase::startCameraOps(); //调用 CameraDeviceClientBase 的 startCameraOps 办法，查看 ops 的权限。    if (res != OK) { return res;    } if (mDevice == NULL) {        ALOGE("%s: Camera %s: No device connected",                __FUNCTION__, TClientBase::mCameraIdStr.string()); return NO_INIT;    }    res = mDevice->initialize(providerPtr); //初始化 Camera3Device 的实例，留神此处传入了 CameraProviderManager。    if (res != OK) {        ALOGE("%s: Camera %s: unable to initialize device: %s (%d)",                __FUNCTION__, TClientBase::mCameraIdStr.string(), strerror(-res), res); return res;    } //在 Camera3Device 实例中设置 Notify 回调。    wp<CameraDeviceBase::NotificationListener> weakThis(this);    res = mDevice->setNotifyCallback(weakThis); return OK;}

2.3.3 Camera3Device

frameworks\av\services\camera\libcameraservice\device3\Camera3Device.cpp**

Camera3Device::Camera3Device(const String8 &id):        mId(id),        mOperatingMode(NO_MODE),        mIsConstrainedHighSpeedConfiguration(false),        mStatus(STATUS_UNINITIALIZED),        mStatusWaiters(0),        mUsePartialResult(false),        mNumPartialResults(1),        mTimestampOffset(0),        mNextResultFrameNumber(0),        mNextReprocessResultFrameNumber(0),        mNextShutterFrameNumber(0),        mNextReprocessShutterFrameNumber(0),        mListener(NULL),        mVendorTagId(CAMERA_METADATA_INVALID_VENDOR_ID){    ATRACE_CALL();　　//在这个察看构造函数中设定了两个回调接口：    camera3_callback_ops::notify = &sNotify;    camera3_callback_ops::process_capture_result = &sProcessCaptureResult;    ALOGV("%s: Created device for camera %s", __FUNCTION__, mId.string());}

　　其初始化函数篇幅较长，这里省略掉了对于 RequestMetadataQueue 的相干操作。

status_t Camera3Device::initialize(sp<CameraProviderManager> manager) {    ATRACE_CALL();    Mutex::Autolock il(mInterfaceLock);    Mutex::Autolock l(mLock);    ALOGV("%s: Initializing HIDL device for camera %s", __FUNCTION__, mId.string()); if (mStatus != STATUS_UNINITIALIZED) {        CLOGE("Already initialized!"); return INVALID_OPERATION;    } if (manager == nullptr) return INVALID_OPERATION;    sp<ICameraDeviceSession> session;    ATRACE_BEGIN("CameraHal::openSession");    status_t res = manager->openSession(mId.string(), this, //调用CameraProviderManager的openSession办法，开启了远端的**Session**            /*out*/ &session);    ATRACE_END(); if (res != OK) {        SET_ERR_L("Could not open camera session: %s (%d)", strerror(-res), res); return res;    } /* Do something in */ ...... /* Do something out */    return initializeCommonLocked();}

2.3.4 CameraProviderManager

frameworks\av\services\camera\libcameraservice\common\CameraProviderManager.cpp

status_t CameraProviderManager::openSession(const std::string &id, const sp<hardware::camera::device::V3_2::ICameraDeviceCallback>& callback, /*out*/ sp<hardware::camera::device::V3_2::ICameraDeviceSession> *session) {    std::lock_guard<std::mutex> lock(mInterfaceMutex);    auto deviceInfo = findDeviceInfoLocked(id, //首先调用 findDeviceInfoLocked，获取 HAL3 相干的 DeviceInfo3            /*minVersion*/ {3,0}, /*maxVersion*/ {4,0}); if (deviceInfo == nullptr) return NAME_NOT_FOUND;    auto *deviceInfo3 = static_cast<ProviderInfo::DeviceInfo3*>(deviceInfo);    Status status;    hardware::Return<void> ret; //通过远端调用 CameraDevice 的 open 办法，创立 CameraDeviceSession 实例并将其本地调用接口通过入参 session 返回。    ret = deviceInfo3->mInterface->open(callback, [&status, &session]            (Status s, const sp<device::V3_2::ICameraDeviceSession>& cameraSession) {                status = s; if (status == Status::OK) { *session = cameraSession;                }            }); if (!ret.isOk()) {        ALOGE("%s: Transaction error opening a session for camera device %s: %s",                __FUNCTION__, id.c_str(), ret.description().c_str()); return DEAD_OBJECT;    } return mapToStatusT(status);}

### 2.3.5 CameraDevice

hardware\interfaces\camera\device\3.2\default\CameraDevice.cpp

　　CameraDevice 的实例实际上在初始化 HAL Service 之后就存在了。后面说到，通过 CameraProviderManager 中的 deviceInfo 接口，调用远端 CameraDevice 实例的 open 办法，上面就来看看它的代码实现：

Return<void> CameraDevice::open(const sp<ICameraDeviceCallback>& callback, open_cb _hidl_cb)  {    Status status = initStatus();    sp<CameraDeviceSession> session = nullptr; if (callback == nullptr) {        ALOGE("%s: cannot open camera %s. callback is null!",                __FUNCTION__, mCameraId.c_str());        _hidl_cb(Status::ILLEGAL_ARGUMENT, nullptr); return Void();    } if (status != Status::OK) { /* Do something in */ ...... /* Do something out */ } else {        mLock.lock(); /* Do something in */ ...... /* Do something out */        /** Open HAL device */ status_t res;        camera3_device_t *device;        ATRACE_BEGIN("camera3->open");        res = mModule->open(mCameraId.c_str(), //留神 mModule 是在 HAL Service 初始化时就曾经配置好的，它对从libhardware库中加载的 Camera HAL 接口进行了一层封装，从这里往下就会一路走到 QCamera3HWI 的结构流程去。                reinterpret_cast<hw_device_t**>(&device));        ATRACE_END(); /* Do something in */ ...... /* Do something out */　　　　 //创立 session 并让外部成员 mSession 持有，具体实现的函数为 creatSession。        session = createSession(                device, info.static_camera_characteristics, callback); /* Do something in */ ...... /* Do something out */ mSession = session;        IF_ALOGV() {            session->getInterface()->interfaceChain([](                ::android::hardware::hidl_vec<::android::hardware::hidl_string> interfaceChain) {                    ALOGV("Session interface chain:"); for (auto iface : interfaceChain) {                        ALOGV("  %s", iface.c_str());                    }                });        }        mLock.unlock();    }    _hidl_cb(status, session->getInterface()); return Void();}

　　而 createSession 中间接创立了一个 CameraDeviceSession。当然在其构造函数中会调用外部的初始化函数，而后会进入 HAL 接口层 QCamera3HWI 的初始化流程，至此，从 CameraService 到 HAL Service 这一部分的关上相机流程就根本走通了。
　　简图总结:

2.4 从 HAL Service 到 Camera HAL

　在 HAL3 中，Camera HAL 的接口转化层（以及流解析层）由 QCamera3HardwareInterface 担当，而接口层与实现层与 HAL1 中根本没什么差异，都是在 mm_camera_interface.c 与 mm_camera.c 中。
　　那么接口转化层的实例是何时创立的，又是怎么初始化的，创立它的时候，与接口层、实现层又有什么交互？通过下图展现的次要调用流程:

2.4.1 CameraModule(HAL Service)

hardware\interfaces\camera\common\1.0\default\CameraModule.cpp

　　　　上回说到，CameraDevice::open 的实现中，调用了 mModule->open，即 CameraModule::open，通过代码来看，它做的事并不多，次要是调用 mModule->common.methods->open，来进入下一层级的流程。
　　　　而这里则须要留神了，open 是一个函数指针，它指向的是 QCamera2Factory 的 camera_device_open 办法，至于为什么和 QCamera2Factory 无关，这就要回头看 HAL Service 的启动初始化流程了。

int CameraModule::open(const char* id, struct hw_device_t** device) { int res;    ATRACE_BEGIN("camera_module->open");    res = filterOpenErrorCode(mModule->common.methods->open(&mModule->common, id, device));    ATRACE_END(); return res;}

2.4.2 QCamera2Factory（Camera HAL）

/*=========================================================================== * FUNCTION   : camera_device_open * * DESCRIPTION: static function to open a camera device by its ID * * PARAMETERS : *   @camera_id : camera ID *   @hw_device : ptr to struct storing camera hardware device info * * RETURN     : int32_t type of status *              NO_ERROR  -- success *              none-zero failure code *==========================================================================*/int QCamera2Factory::camera_device_open( const struct hw_module_t *module, const char *id,    struct hw_device_t **hw_device){ /* Do something in */ ...... /* Do something out */ #ifdef QCAMERA_HAL1_SUPPORT //留神到这里通过宏定义增加了对 HAL1 的兼容操作。实际上是要调用 cameraDeviceOpen 来进行下一步操作。    if(gQCameraMuxer)        rc =  gQCameraMuxer->camera_device_open(module, id, hw_device); else #endif        rc = gQCamera2Factory->cameraDeviceOpen(atoi(id), hw_device); return rc;}struct hw_module_methods_t QCamera2Factory::mModuleMethods = {    .open = QCamera2Factory::camera_device_open, //这里就将后面所说的 open 函数指针指定为了 camera_device_open 这个办法。};

　　cameraDeviceOpen 的工作：

/*=========================================================================== * FUNCTION   : cameraDeviceOpen * * DESCRIPTION: open a camera device with its ID * * PARAMETERS : *   @camera_id : camera ID *   @hw_device : ptr to struct storing camera hardware device info * * RETURN     : int32_t type of status *              NO_ERROR  -- success *              none-zero failure code *==========================================================================*/int QCamera2Factory::cameraDeviceOpen(int camera_id,                    struct hw_device_t **hw_device){ /* Do something in */ ...... /* Do something out */    if ( mHalDescriptors[camera_id].device_version == CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_0 ) {        QCamera3HardwareInterface *hw = new QCamera3HardwareInterface(mHalDescriptors[camera_id].cameraId, //首先创立了 QCamera3HardwareInterface 的实例。 mCallbacks); if (!hw) {            LOGE("Allocation of hardware interface failed"); return NO_MEMORY;        }        rc = hw->openCamera(hw_device); //调用实例的 openCamera 办法。        if (rc != 0) {            delete hw;        }    } /* Do something in */ ...... /* Do something out */    return rc;}

2.4.3 QCamera3HardwareInterface

hardware\qcom\camera\qcamera2\hal3\QCamera3HWI.cpp

　　首先须要留神的是外部成员 mCameraOps 的定义。在结构实例时，有 mCameraDevice.ops = &mCameraOps;(关键点)

camera3_device_ops_t QCamera3HardwareInterface::mCameraOps = {    .initialize = QCamera3HardwareInterface::initialize,    .configure_streams = QCamera3HardwareInterface::configure_streams,    .register_stream_buffers = NULL,    .construct_default_request_settings = QCamera3HardwareInterface::construct_default_request_settings,    .process_capture_request = QCamera3HardwareInterface::process_capture_request,    .get_metadata_vendor_tag_ops = NULL,    .dump = QCamera3HardwareInterface::dump,    .flush = QCamera3HardwareInterface::flush,    .reserved = {0},};

　　再来持续看看 openCamera 实现：

int QCamera3HardwareInterface::openCamera(struct hw_device_t **hw_device){ /* Do something in */ ...... /* Do something out */ rc = openCamera(); //调用另一个 openCamera 办法，这是具体实现的局部。    if (rc == 0) { *hw_device = &mCameraDevice.common; //关上相机胜利后，将设施构造中的 common 局部通过双重指针 hw_device 返回。    } else        *hw_device = NULL; /* Do something in */ ...... /* Do something out */    return rc;} int QCamera3HardwareInterface::openCamera(){ /* Do something in */ ...... /* Do something out */ rc = camera_open((uint8_t)mCameraId, &mCameraHandle);  //这里就开始进入接口层了，调用的是接口层中的 camera_open 接口。留神此处获取到了 mCameraHandle.    /* Do something in */ ...... /* Do something out */ rc = mCameraHandle->ops->register_event_notify(mCameraHandle->camera_handle, //留神这里传入了一个 camEvtHandle            camEvtHandle, (void *)this); /* Do something in */ ...... /* Do something out */ rc = mCameraHandle->ops->get_session_id(mCameraHandle->camera_handle,         &sessionId[mCameraId]); /* Do something in */ ...... /* Do something out */    return NO_ERROR;}

　　下面是接口转化层中，对于 openCamera 的局部，上面持续看看它的初始化函数。在后面曾经剖析过，创立 CameraDeviceSession 实例时，会调用它外部的初始化办法，而这其中蕴含了调用 QCamera3HWI 的初始化办法 initialize

int QCamera3HardwareInterface::initialize(const struct camera3_device *device, const camera3_callback_ops_t *callback_ops){    LOGD("E");    QCamera3HardwareInterface *hw = reinterpret_cast<QCamera3HardwareInterface *>(device->priv); if (!hw) {        LOGE("NULL camera device"); return -ENODEV;    } int rc = hw->initialize(callback_ops); //调用了真正实现的初始化逻辑的函数    LOGD("X"); return rc;} int QCamera3HardwareInterface::initialize( const struct camera3_callback_ops *callback_ops){    ATRACE_CALL(); int rc;    LOGI("E :mCameraId = %d mState = %d", mCameraId, mState);    pthread_mutex_lock(&mMutex); // Validate current state    switch (mState) { case OPENED: /* valid state */            break; default:            LOGE("Invalid state %d", mState);            rc = -ENODEV; goto err1;    }    rc = initParameters(); //参数（mParameters）初始化，留神这里的参数和 CameraParameter 是不同的，它是 metadata_buffer 相干参数的构造。    if (rc < 0) {        LOGE("initParamters failed %d", rc); goto err1;    }    mCallbackOps = callback_ops; //这里将 camera3_call_back_ops 与 mCallbackOps 关联了起来。 mChannelHandle = mCameraHandle->ops->add_channel( //获取 mChannelHandle 这一句柄，调用的办法理论是 mm_camera_interface.c 中的 mm_camera_intf_add_channel。            mCameraHandle->camera_handle, NULL, NULL, this); if (mChannelHandle == 0) {        LOGE("add_channel failed");        rc = -ENOMEM;        pthread_mutex_unlock(&mMutex); return rc;    }    pthread_mutex_unlock(&mMutex);    mCameraInitialized = true;    mState = INITIALIZED;    LOGI("X"); return 0;err1:    pthread_mutex_unlock(&mMutex); return rc;}

2.4.4 mm_camera_interface.c(接口层)

hardware\qcom\camera\qcamera2\stack\mm-camera-interface\src\mm_camera_interface.c

　　　　camera_open 中干的事也不多，省略掉了对于为 cam_obj 分配内存以及初始化的局部。实际上是调用实现层中的 mm_camera_open来真正实现关上相机设施的操作，设施的各种信息都填充到 cam_obj 构造中。

int32_t camera_open(uint8_t camera_idx, mm_camera_vtbl_t **camera_vtbl){    int32_t rc = 0;    mm_camera_obj_t *cam_obj = NULL; /* Do something in */ ...... /* Do something out */     rc = mm_camera_open(cam_obj); /* Do something in */ ...... /* Do something out */ }

而对于初始化时调用的 mm_camera_intf_add_channel 代码如下:

static uint32_t mm_camera_intf_add_channel(uint32_t camera_handle,                                           mm_camera_channel_attr_t *attr,                                           mm_camera_buf_notify_t channel_cb, void *userdata){    uint32_t ch_id = 0;    mm_camera_obj_t * my_obj = NULL;    LOGD("E camera_handler = %d", camera_handle);    pthread_mutex_lock(&g_intf_lock);    my_obj = mm_camera_util_get_camera_by_handler(camera_handle); if(my_obj) {        pthread_mutex_lock(&my_obj->cam_lock);        pthread_mutex_unlock(&g_intf_lock);        ch_id = mm_camera_add_channel(my_obj, attr, channel_cb, userdata); //通过调用实现层的 mm_camera_add_channel 来获取一个 channel id，也就是其句柄。    } else {        pthread_mutex_unlock(&g_intf_lock);    }    LOGD("X ch_id = %d", ch_id); return ch_id;}

2.4.5 mm_camera.c(实现层)

hardware\qcom\camera\qcamera2\stack\mm-camera-interface\src\mm_camera.c

　终于来到最底层的实现了，mm_camera_open 次要工作是填充 my_obj，并且启动、初始化一些线程相干的货色，对于线程的局部我这里就省略掉了。

int32_t mm_camera_open(mm_camera_obj_t *my_obj){ char dev_name[MM_CAMERA_DEV_NAME_LEN];    int32_t rc = 0;    int8_t n_try=MM_CAMERA_DEV_OPEN_TRIES;    uint8_t sleep_msec=MM_CAMERA_DEV_OPEN_RETRY_SLEEP; int cam_idx = 0; const char *dev_name_value = NULL; int l_errno = 0;    pthread_condattr_t cond_attr;    LOGD("begin\n"); if (NULL == my_obj) { goto on_error;    }    dev_name_value = mm_camera_util_get_dev_name(my_obj->my_hdl); //此处调用的函数是为了获取 my_obj 的句柄，这里不深入分析。    if (NULL == dev_name_value) { goto on_error;    }    snprintf(dev_name, sizeof(dev_name), "/dev/%s",             dev_name_value);    sscanf(dev_name, "/dev/video%d", &cam_idx);    LOGD("dev name = %s, cam_idx = %d", dev_name, cam_idx); do{        n_try--;        errno = 0;        my_obj->ctrl_fd = open(dev_name, O_RDWR | O_NONBLOCK); //读取设施文件的文件描述符，存到 my_obj->ctrl_fd 中。        l_errno = errno;        LOGD("ctrl_fd = %d, errno == %d", my_obj->ctrl_fd, l_errno); if((my_obj->ctrl_fd >= 0) || (errno != EIO && errno != ETIMEDOUT) || (n_try <= 0 )) { break;        }        LOGE("Failed with %s error, retrying after %d milli-seconds",              strerror(errno), sleep_msec);        usleep(sleep_msec * 1000U);    }while (n_try > 0); if (my_obj->ctrl_fd < 0) {        LOGE("cannot open control fd of '%s' (%s)\n",                  dev_name, strerror(l_errno)); if (l_errno == EBUSY)            rc = -EUSERS; else rc = -1; goto on_error;    } else {        mm_camera_get_session_id(my_obj, &my_obj->sessionid); //胜利获取到文件描述符后，就要获取 session 的 id 了。        LOGH("Camera Opened id = %d sessionid = %d", cam_idx, my_obj->sessionid);    } /* Do something in */ ...... /* Do something out */    /* unlock cam_lock, we need release global intf_lock in camera_open(),     * in order not block operation of other Camera in dual camera use case.*/ pthread_mutex_unlock(&my_obj->cam_lock); return rc;}

　　初始化的相干局部，mm_camera_add_channel 代码如下：

uint32_t mm_camera_add_channel(mm_camera_obj_t *my_obj,                               mm_camera_channel_attr_t *attr,                               mm_camera_buf_notify_t channel_cb, void *userdata){    mm_channel_t *ch_obj = NULL;    uint8_t ch_idx = 0;    uint32_t ch_hdl = 0; //从现有的 Channel 中找到第一个状态为 NOTUSED 的，获取到 ch_obj 中    for(ch_idx = 0; ch_idx < MM_CAMERA_CHANNEL_MAX; ch_idx++) { if (MM_CHANNEL_STATE_NOTUSED == my_obj->ch[ch_idx].state) {            ch_obj = &my_obj->ch[ch_idx]; break;        }    }　　/*初始化 ch_obj 构造。首先调用 mm_camera_util_generate_handler 为其生成一个句柄（也是该函数的返回值），　　 *而后将状态设置为 STOPPED，留神这里还保留了 my_obj 的指针及其 session id，最初调用 mm_channel_init 实现了 Channel 的初始化。*/    if (NULL != ch_obj) { /* initialize channel obj */ memset(ch_obj, 0, sizeof(mm_channel_t));        ch_hdl = mm_camera_util_generate_handler(ch_idx);        ch_obj->my_hdl = ch_hdl;        ch_obj->state = MM_CHANNEL_STATE_STOPPED;        ch_obj->cam_obj = my_obj;        pthread_mutex_init(&ch_obj->ch_lock, NULL);        ch_obj->sessionid = my_obj->sessionid;        mm_channel_init(ch_obj, attr, channel_cb, userdata);    }    pthread_mutex_unlock(&my_obj->cam_lock); return ch_hdl;}

　　简图总结:

　　总而言之，下面这一顿操作下来后，相机从上到下的整个连路就曾经买通，接下来应该只有 APP 依照流程下发 Preview 的 Request 就能够开始获取预览数据了。

三、外围概念：Request

　　request是贯通camera2数据处理流程最为重要的概念，利用框架是通过向camera子系统发送request来获取其想要的result。
　
　request有下述几个重要特色：

一个request能够对应一系列的result
request该当蕴含所有必要的配置信息，寄存于metadata中。如：分辨率和像素格局；sensor、镜头、闪光等的管制信息；3A 操作模式；RAW 到 YUV 解决控件；以及统计信息的生成等。
request须要携带对应的surface（也就是框架外面的stream），用于接管返回的图像。
多个request能够同时处于in-flight状态，并且submit request是non-blocking形式的。也就是说，上一个request没有解决完，也能够submit新的request。
队列中request的解决总是依照FIFO的模式。
snapshot的request比preview的request领有更高的优先级。

3.1request的整体解决流程图

open 流程（彩色箭头线条）
CameraManager注册AvailabilityCallback回调，用于接管相机设施的可用性状态变更的告诉。
CameraManager通过调用getCameraIdList()获取到以后可用的camera id，通过getCameraCharacteristcs()函数获取到指定相机设施的个性。
CameraManager调用openCamera()关上指定相机设施，并返回一个CameraDevice对象，后续通过该CameraDevice对象操控具体的相机设施。
应用CameraDevice对象的createCaptureSession()创立一个session，数据申请（预览、拍照等）都是通过session进行。在创立session时，须要提供Surface作为参数，用于接管返回的图像。
configure stream流程（蓝色箭头线条）
申请Surface，如上图的OUTPUT STREAMS DESTINATIONS框，用于在创立session时作为参数，接管session返回的图像。
创立session后，surface会被配置成框架的stream。在框架中，stream定义了图像的size及format。
每个request都须要携带target surface用于指定返回的图像是归属到哪个被configure的stream的。
- request解决流程（橙色箭头线条）
  CameraDevice对象通过createCaptureRequest()来创立request，每个reqeust都须要有surface和settings（settings就是metadata，request蕴含的所有配置信息都是放在metadata中的）。
  应用session的capture()、captureBurst()、setStreamingRequest()、setStreamingBurst()等api能够将request发送到框架。
  预览的request，通过setStreamingRequest()、setStreamingBurst()发送，仅调用一次。将request set到repeating request list外面。只有pending request queue外面没有request，就将repeating list外面的request copy到pending queue外面。
  拍照的request，通过capture()、captureBurst()发送，每次须要拍照都会调用。每次触发，都会间接将request入到pending request queue外面，所以拍照的request比预览的request的优先级更高。
  in-progress queue代表以后正在解决的request的queue，每解决完一个，都会从pending queue外面拿进去一个新的request放到这里。
数据返回流程（紫色箭头线条）
硬件层面返回的数据会放到result外面返回，会通过session的capture callback回调响应。

3.2 request在HAL的解决形式

1.framework发送异步的request到hal。
2.hal必须程序解决request，对于每一个request都要返回timestamp（shutter，也就是帧的生成工夫）、metadata、image buffers。
3.对于request援用的每一类steam，必须按FIFO的形式返回result。比方：对于预览的stream，result id 9必须要先于result id 10返回。然而拍照的stream，以后能够只返回到result id 7，因为拍照和预览用的stream不一样。
4.hal须要的信息都通过request携带的metadata接管，hal须要返回的信息都通过result携带的metadata返回。

　　HAL解决request的整体流程如下图。
　　

request解决流程（彩色箭头线条）
framework异步地submit request到hal，hal顺次解决，并返回result。
每个被submit到hal的request都必须携带stream。stream分为input stream和output stream：input stream对应的buffer是已有图像数据的buffer，hal对这些buffer进行reprocess；output stream对应的buffer是empty buffer，hal将生成的图像数据填充的这些buffer外面。

input stream解决流程（图像的INPUT STREAM 1）
request携带input stream及input buffer到hal。
hal进行reprocess，而后新的图像数据从新填充到buffer外面，返回到framework。
output stream解决流程（图像的OUTPUT STREAM 1…N）
request携带output stream及output buffer到hal。
hal通过一系列模块的的解决，将图像数据写到buffer中，返回到frameowork。

原文链接：https://www.cnblogs.com/blogs...

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