Android框架之Camera(2)HAL及so库的加载

HAL层作为纽带,把Framework层的APIs和底层驱动连接起来。简言之,上层需要什么操作接口,HAL层就负责实现之。

HAL在整个Camera框架中的位置如下图红框

Android框架之Camera(2)HAL及so库的加载_第1张图片

Android Camera框架及Camera服务HAL(红框)

HAL层的代码编译为so库,通常位于/system/lib/hw/或/vender/lib/hw/目录下。接下来看下so库的加载实现。

广而知之,C/C++的入口为main()函数,Android应用的入口是主Activity的onCreate(),那so库的入口呢?就是:

int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module)
参数id:模块的名称,HAL的so库命名规则:xxx.yyy.so,所以这里的id就是"xxx"。之所以这么定是和so的查找规则对应的,稍后详述。

参数module:通过她获取指向实际模块对象的指针。

对于Camera,启动加载流程的函数:

/**
 * The id of this module
 */
#define CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID "camera"
CameraService.cpp (frameworks\av\services\camera\libcameraservice)
camera_module_t *mModule;

void CameraService::onFirstRef()
{
    if (hw_get_module(CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID,
                (const hw_module_t **)&mModule) < 0) {
        ALOGE("Could not load camera HAL module");
        mNumberOfCameras = 0;
    } else {
		// so成功加载
        ALOGI("Loaded \"%s\" camera module", mModule->common.name);
        mNumberOfCameras = mModule->get_number_of_cameras();
        ....
    }
}
(const hw_module_t **)&mModule就展示了如何通过 参数module获取指向Camera模块camera_module_t指针的方法。这是如何做到的呢?

在定义自己模块的时候,把hw_module_t成员放在起始位置,如这里的camera_module_t:

typedef struct camera_module {
    hw_module_t common;
    int (*get_number_of_cameras)(void);
    int (*get_camera_info)(int camera_id, struct camera_info *info);
    int (*set_callbacks)(const camera_module_callbacks_t *callbacks);
    void (*get_vendor_tag_ops)(vendor_tag_ops_t* ops);
} camera_module_t;
结构体成员的内存地址是连续的(记得kernel中的container_of吧),此刻指向common成员的指针和指向整个模块的指针在数值上就是相等的(简单理解可以认为是同一个指针),这样通过common就获取了自己模块的指针。

整个模块在实现HAL的时候已经分配好了空间且已经初始化:

camera_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    common: {
         // init code
    },
    get_number_of_cameras: camera_get_number_of_cameras,
    get_camera_info: camera_get_camera_info,
    set_callbacks:NULL,
    get_vendor_tag_ops:NULL
};
所以就可以通过获取到的指针操作自定义的模块的所有成员。

这是对上,对下就是so库的加载,看函数hw_get_module:

int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module)
{
    return hw_get_module_by_class(id, NULL, module);
}


int hw_get_module_by_class(const char *class_id, const char *inst,
                           const struct hw_module_t **module)
{
    int status;
    int i;
    const struct hw_module_t *hmi = NULL;
    char prop[PATH_MAX];
    char path[PATH_MAX];
    char name[PATH_MAX];

    if (inst)
        snprintf(name, PATH_MAX, "%s.%s", class_id, inst);
    else
        strlcpy(name, class_id, PATH_MAX);

    /*
     * Here we rely on the fact that calling dlopen multiple times on
     * the same .so will simply increment a refcount (and not load
     * a new copy of the library).
     * We also assume that dlopen() is thread-safe.
     */

    /* Loop through the configuration variants looking for a module */
    for (i=0 ; i
这个函数很简单,主要做两件事:
1、拼凑so库的路径:路径+name+属性+".so"
路径之前提到过,/system/lib/hw、/vendor/lib/hw。
name就是穿进来的id,比如camera。
属性,这里指定的属性有:

static const char *variant_keys[] = {
    "ro.hardware",  /* This goes first so that it can pick up a different
                       file on the emulator. */
    "ro.product.board",
    "ro.product.device",
    "ro.board.platform",
    "ro.arch"
};

so库的完整路径比如/system/lib/hw/camera.default.so等等。

2、查找库是否存在

我们看到,这些so是有优先级的,找到满意的即刻break,正应了句老话:弱水三千,只取一瓢饮。
有了so库,调用load加载之。


扩展:onFirstRef()的来源及调用

C++里面有智能指针的概念,用于对象内存的自动释放;类似地,Android实现类似功能的是sp(Strong Pointer)、wp(Weak Pointer),要使用它们需要在定义自己类的时候继承RefBase类。RefBase概览:

class RefBase
{
public:
	void	incStrong(const void* id) const;
	void	decStrong(const void* id) const;

protected:
    RefBase();
    virtual	~RefBase

    virtual void  onFirstRef();
};
onFirstRef()的来源有了。来看其调用过程:

void RefBase::incStrong(const void* id) const
{
    weakref_impl* const refs = mRefs;
    refs->incWeak(id);
    
    refs->addStrongRef(id);
    const int32_t c = android_atomic_inc(&refs->mStrong);
    ALOG_ASSERT(c > 0, "incStrong() called on %p after last strong ref", refs);
#if PRINT_REFS
    ALOGD("incStrong of %p from %p: cnt=%d\n", this, id, c);
#endif
    if (c != INITIAL_STRONG_VALUE)  {
        return;
    }

    android_atomic_add(-INITIAL_STRONG_VALUE, &refs->mStrong);
    refs->mBase->onFirstRef();
}
创建一个对象,它的引用计数就自动加1;如果是第一次引用,12行分支不执行,则onFirstRef()函数会被调用,即CameraService#onFirstRef()。

我们写一个小程序体验下:

#include 
#include 
#include 
#include 

namespace android {

class ITest: public virtual RefBase
{
public:
	ITest() {
		printf("ITest create.\n");
	}

private:
	virtual void onFirstRef();
};

void ITest::onFirstRef()
{
	printf("onFirstRef\n");
}


};


using namespace android;
int main(int argc, char **argv)
{
	sp spTest(new ITest());
	return 0;
}
Log:

ITest create.
onFirstRef

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