之前主要做的是MTK平臺camera驅動，高通平臺這塊只是簡單了解架構，為了做成一個系列，簡單梳理下高通camx架構

一、Android分層架構

圖片內容來自：https://source.android.google.cn/setup

Android分層架構：

APP層：每一個應用程式由一個或多個活動組成，都是java寫的

Framework層：用java撰寫一些規范化的模塊封裝框架，用Java Native Interface(JNI 是java呼叫native語言的一種特性，通過JNI可以使java可以呼叫C/C++的代碼)

Libraries系統庫：核心庫，主要包含基本的C庫等，和我們相關主要是Bionic系統C庫

Android運行時庫：提供Java編程語言核心庫的大多數功能，每一個Android應用程式都在它自己的行程中運行，都有一個獨立的Dalvik虛擬機實體，

HAL層：硬體抽象層，Android frameworks中JNI呼叫hardware.c中定義hw_get_module函式來獲取硬體模塊，然后呼叫硬體模塊中的方法，硬體模塊中的方法直接呼叫內核介面完成相應功能，

Linux核心層：Android的核心系統服務依賴于Linux內核，如安全性、記憶體管理、行程管理、網路協議堆疊、和驅動模型，

SELinux：是Linux內核模塊，也是Linux的一個安全子系統，主要作用最大限度地減少系統中服務行程可訪問的的資源（最小權限原則）

1.1、Camera分層架構

圖片來源：me

高通平臺《80-pc212-1_a_chi_api_specifications_for_qualcomm_spectra_2xx_camera.pdf》所示，對高通平臺對Camxhal3有個初步的認識，

1.2 高通平臺camera架構

二、準備作業

camera驅動開發需要在source insight 中需要加入的檔案：

system倉下： camera_metadata_tags.h、camera_metadata_tag.c、camera_metadata.c、camera_metadata.h

kernel倉下: arch/arm/boot/dts

hardware倉下：camera3.h、CameraDevice.cpp、CameraDeviceSession.cpp

framework/av倉下：framework層camera檔案， camerametadata.cpp、camerametadata.h、CameraService.cpp

vendor倉下：vendor/qcom/proprietary/camx

vendor\qcom\proprietary\chi-cdk\vendor\

驅動檔案：actuator eeprom fd flash ois sensor

usecase：topology

//TODO,完善細節

三、名詞解釋

Usecase ：攝像機管道的特定配置，實作了已經定義良好的功能，例如，20萬像素的ZSL快照和2k顯示的預覽是單一的用途的情況，Chi API被設計為在一定范圍內指定任何可想象的用戶定義用例底層硬體，不需要修改驅動程式，

Session：單個會話是攝像機管道配置完成，從隨時準備處理影像，直到攝像機管道被破壞，而另一個管道可能在它的位置配置，支持多個并行會話，

Request：使攝像機管道處理資料的動作，這可以是請求處理從影像傳感器中提取的一幀資料，或處理從存盤器中提取的一幀資料，結果必須從驅動程式回傳到相機應用程式，

Sub-Request：將單個請求分解為多個內部請求的操作，驅動處理完的子請求的結果不會直接回傳，而是合并成為單個結果對應原始請求，子請求用于啟用諸如HDR，其中多次曝光變化的傳感器需要產生單一的影像，或

多幀后處理，其中多個影像合并創建一個單一的輸出影像，

Steam：用于處理的具有相同大小和格式的緩沖區序列影像資料，可以指定多個不同型別的流作為相機的輸入和輸出管道，這組流是定義用例的關鍵組件，

Per-session setting：影響相機處理管道的設定，這些設定不在會話開始時更改，例如，允許影像穩定處理，

Per-request setting：影響單個請求的設定，例如，手動曝光值，

拓撲結構：表示單個用例的有向無環圖(DAG)，劃好了道格一系列處理節點和一組鏈接，它們描述正在處理的緩沖區通過這些節點，拓撲是通過XML檔案指定的，

Engine：可以用來處理資料的硬體，光譜ISP，驍龍CPU，Adreno，和DSP是Chi API可用引擎的例子，

Node：camera管道中的一個邏輯功能塊，它在單個引擎節點連接在一起形成拓撲結構，在Chi API的初始版本中，所有ISP外部的節點通過CPU代碼呼叫，CPU代碼呼叫本機API，本機API驅動OpenCL和FastCV等引擎，Chi API可以在未來擴展到允許快取和重用硬體命令，而不需要重用本地api，

Pipeline：支持資料操作的惟一背景關系，每個管道都可以維護自己的狀態跨多個請求，而不受其他管道的影響，管道利用拓撲來定義使用的引擎和資料處理流程，

Statistics：演算法包括3A，這是用來自動控制影像傳感器和相機ISP，以達到更好的影像質量，這些領域特定的演算法是作為Chi API的專用部分處理，

Live Stream：處理從影像傳感器接收資料的任何配置，并且不能修改以前請求中的任何資料，實時流處理速度不適合的處理傳感器資料速率可以移動到offline stream去處理，

Offline Stream：離線流處理程序不接收來自影像傳感器的資料的任何配置，在Chi API中，離線流可以與實時流配對，而無需額外添加延遲，離線流的結果可以回傳給相機應用程式，

四、Framework層

MTK和高通用的都是Android的架構，在framework層的都是一樣的代碼，但是為了讀者有更好的閱讀體驗，我還這里寫一下這部分的代碼（Android Q 之MTK代碼分析（一）--Camera Hal3 Service_Cam_韋的博客-CSDN博客）

CameraService服務啟動是通過LoadBootScripts() 函式加載cameraserver.rc

camera provider行程和cameraserver行程和底層的驅動互動，camera provider行程非常重要，camera HAL層幾乎全部運行在camera provider行程中完成，

首先看下camera provider所在原始碼中的位置：hardware/interfaces/camera/provider/2.4/default/android.hardware.camera.provider@2.4-service.rc

根據Android Camera分層架構可以看出來，framework有四個組件，（CameraService、CameraDeviceClient、Camera3Device、CameraProviderManager）

1、CameraService（frameworks\av\services\camera\libcameraservice\CameraService.cpp）

CameraService::CameraService() {
    ALOGI("CameraService started (pid=%d)", getpid());   
}

void CameraService::onFirstRef()
{
    ALOGI("CameraService process starting");
    res = enumerateProviders();
}

status_t CameraService::enumerateProviders() {
    status_t res;

    //創建物件，要判斷Provider物件為0才能創建
    mCameraProviderManager = new CameraProviderManager(); 
    res = mCameraProviderManager->initialize(this);
 
    deviceIds = mCameraProviderManager->getCameraDeviceIds();

    return OK;
}

從camera分層架構來看，CameraService要創建CameraProviderMangaer

cameraservice.cpp中 enumerateProviders列舉Provider開始創建CameraProviderManager物件并初始化

2、CameraDeviceClient (frameworks\av\services\camera\libcameraservice\api2\CameraDeviceClient.cpp）

CameraDeviceClient::CameraDeviceClient(const sp<CameraService>& cameraService,
{

    ALOGI("CameraDeviceClient %s: Opened", cameraId.string());
}

status_t CameraDeviceClient::initialize(sp<CameraProviderManager> manager,
        const String8& monitorTags) {
    return initializeImpl(manager, monitorTags);
}
status_t CameraDeviceClient::initializeImpl(TProviderPtr providerPtr, const String8& monitorTags) {

    res = Camera2ClientBase::initialize(providerPtr, monitorTags);

    return OK;
}

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

Camera2ClientBase<TClientBase>::Camera2ClientBase(
mDevice(new Camera3Device(cameraId)),
{
ALOGI("Camera %s: Opened. Client: %s (PID %d, UID %d)", cameraId.string(),String8(clientPackageName).string(), clientPid, clientUid);
}

從這塊CameraDeviceClient就創建Camera3Device物件

template <typename TClientBase>
status_t Camera2ClientBase<TClientBase>::initialize(sp<CameraProviderManager> manager,
        const String8& monitorTags) {
    return initializeImpl(manager, monitorTags);
}

template <typename TClientBase>
template <typename TProviderPtr>
status_t Camera2ClientBase<TClientBase>::initializeImpl(TProviderPtr providerPtr,
        const String8& monitorTags) {

    res = mDevice->initialize(providerPtr, monitorTags);

    return OK;
}

3、Camera3Device（frameworks\av\services\camera\libcameraservice\device\Camera3Device.cpp）

ICameraDeviceSession 這塊讓framework和HAL又聯系在一起

status_t Camera3Device::initialize(sp<CameraProviderManager> manager, const String8& monitorTags) {

    ALOGV("%s: Initializing HIDL device for camera %s", __FUNCTION__, mId.string());

    sp<ICameraDeviceSession> session;
}

4、CameraProviderManager（frameworks\av\services\camera\libcameraservice\common\CameraProviderManager.cpp）

#include <android/hardware/camera/device/3.5/ICameraDevice.h>

這樣通過頭檔案的形式ICameraDevice.h，framework就和HAL的聯系上

status_t CameraProviderManager::ProviderInfo::initialize(
        sp<provider::V2_4::ICameraProvider>& interface,
        hardware::hidl_bitfield<provider::V2_5::DeviceState> currentDeviceState) {
 
    ALOGI("Connecting to new camera provider: %s, isRemote? %d",
            mProviderName.c_str(), interface->isRemote());

    Status status;
    // Get initial list of camera devices, if any
    std::vector<std::string> devices;
    hardware::Return<void> ret = interface->getCameraIdList([&status, this, &devices](

    hardware::Return<Status> st = interface->setCallback(this); //這塊用ICameraProvider 介面連接上HAL
    ALOGI("Camera provider %s ready with %zu camera devices",
            mProviderName.c_str(), mDevices.size());

    mInitialized = true;
    return OK;
}

ICameraProvider ，interface->setCallback(this)讓framework連上HAL之后，

以上就是framework的四個組件，以及framework和HAL的聯系

五、高通平臺HAL3 camx

5.1、這邊附上一個架構圖，簡單直接了解camx架構

圖片內容來自：Android Camera簡單整理(二)-Qcom HAL3 Camx架構學習 - 簡書 (jianshu.com)

5.2、CameraServer 到Provider的呼叫關系

在CameraService中，主要介面在CameraService.cpp 和 Camera3Device.cpp中

在CameraProvider中，主要介面在CameraDevice.cpp 和CameraDeviceSession.cpp

5.3、Provider 到 hal3的呼叫關系

在provider中，mDevice->ops即為Camera3.h中的camera3_device_ops結構體

hardware\libhardware\modules\camera\3_0\Camera.cpp

這樣就找到Camera hal層的函式指標的映射關系，

映射到vendor\qcom\proprietary\camx\src\core\hal\camxhal3entry.cpp 的g_Camera3DeviceOps

Camx的架構入口為Camx包中的camxhal3entry.cpp（\vendor\qcom\proprietary\camx\src\core\hal\camxhal3entry.cpp）

/// Array containing hw_module_methods_t methods
static hw_module_methods_t g_hwModuleMethods =
{
    CamX::open
};

/// Array containing camera3_device_ops_t methods
#if defined (_LINUX)
static camera3_device_ops_t g_camera3DeviceOps =
{
    .initialize                         = CamX::initialize,
    .configure_streams                  = CamX::configure_streams,
    .construct_default_request_settings = CamX::construct_default_request_settings,
    .process_capture_request            = CamX::process_capture_request,
    .dump                               = CamX::dump,
    .flush                              = CamX::flush,
};
#else // _LINUX
static camera3_device_ops_t g_camera3DeviceOps =
{
    CamX::initialize,
    CamX::configure_streams,
    NULL,
    CamX::construct_default_request_settings,
    CamX::process_capture_request,
    NULL,
    CamX::dump,
    CamX::flush,
    NULL,
    {0},
};
#endif // _LINUX

/// Array of HwDeviceCloseOps to hold the close method
static HwDeviceCloseOps g_hwDeviceCloseOps =
{
    close
};

5.4、Camx到Chi的映射

在camhal3.cpp中，定義了g_jumpTableHAL3

camxchitypes.h定義了CHIAppCallback結構體

camxhal3module.h中定義了 chi_hal_callback_ops_t

camhal3module.cpp 中的建構式HAL3Module中

                CHIHALOverrideEntry funcCHIHALOverrideEntry =
                    reinterpret_cast<CHIHALOverrideEntry>(
                        CamX::OsUtils::LibGetAddr(m_hChiOverrideModuleHandle, "chi_hal_override_entry"));

chxextensioninterface.cpp中函式chi_hal_override_entry

chi這塊代碼有點生疏了，看個博客快速回憶下，感謝xiaozi63大佬的博客

圖片內容來自：深入理解Android相機體系結構之六_u012596975的博客-CSDN博客

5.5、Chi到 Camx的呼叫

5.6、Camx 到 kernel的呼叫

//TODO

以上將介紹高通平臺的camx架構，后面會對這塊補充細節，

參考檔案：Android Camera簡單整理(二)-Qcom HAL3 Camx架構學習 - 簡書 (jianshu.com)

推薦檔案：深入理解Android相機體系結構之六_u012596975的博客-CSDN博客

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