【Camera专题】mm-qcamera-daemon浅析

一、随便聊聊

• 国庆时，去了重庆游玩，可太有意思了，某天去姐夫的奶茶店喝奶茶，就听到了忽然之间这首歌，阿虾和崔铭嘉的男生合唱版，觉得真的好听，于是最近都在疯狂循环。

• 就像这首歌的名称，很多想法都是忽然之间，我有了新的想法，希望未来几个月能实现！！！

• 本文基本参考前辈总结的文档，加自己一丢丢的思考和改动。

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二、老版mm-camera框架图

• mm-camera架构有2个版本，最老的版本是有一个守护进程mm-qcamera-daemon的，
  如msm8909平台，后来新版的架构改过，移除了这个守护进程，如msm8937(sdm429)平台。

• camera一直在发展，现在最新的架构是CamX，camera架构的变化，是否可以给我们带来一些思考？

• 2个进程通信
  
• 最老版本的mm-camera架构，实际上有2个进程，cameraserver和mm-qcamera-deamon；
• 这2个进程通信的方式：Domain socket(本地套接字)进行通信的

2.1 mm-qcamera-daemon是什么

• mm-qcamera-daemon是一个守护进程
  Linux下的daemon进程是是运行在后台的一种特殊进程。
  它独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。
  守护进程常常在系统引导装入时启动，在系统关闭时终止。
  由于它真正的父进程在它被fork出来之后就退出了，所以守护进程会被init进程收养、管理，init进程成为它的父进程。
  Linux下大多数系统服务都是由守护进程实现的。

2.2 mm-qcamera-daemon的作用

mm-qcamera-daemo进程是hal和kernel沟通的桥梁。
mm-qcamera-daemon处于hal与kernel之间，进行hal与kernel的通信，

例如：
应用在发出操作camera的执行命令之后，通过framwork、hal，
之后通过ioctl调用到kernel中，kernel则发送消息到daemon中，
daemon接到消息之后再发送消息到各个module中，
各个module操作实际硬件完成相应操作。

2.3、mm-qcamera-daemon的启动

device/qcom/msm8909w/init.target.rc

整个系统在启动的时候会读取、装载 .rc文件，该文件以AIL脚本编写（Android init Lang），
系统启动会解析该文件来启动一些需要初始化启动的服务，
例如：在8909平台下的一个init.target.rc文件，

 service qcamerasvr /system/bin/mm-qcamera-daemon

该行代码要表述的是一个系统服务，服务名为qcamerasvr，
服务程序所在路径为 /system/bin/mm-qcamera-daemon。
system/core/init/init.cpp在解析.rc文件之后就会到对应的路径下启动该服务

2.4、 mm-qcamera-daemon程序入口和流程

vendor/qcom/proprietary/mm-camera/mm-camera2/server-imaging/server.c

该服务主要完成三大工作：

• (1)、找到服务节点dev/video0，并打开该节点，用来接收消息，提供服务。
• (2)、初始化各个模块，这里有sensor、iface、isp、stats、pproc以及imagelib。
• (3)、订阅V4L2事件之后，进入do...while(1)循环，循环中select监听服务节点，接收三类消息：
  • a、来自hal通过kernel传来的消息。(RD_DS_FD_HAL )——Buffer mapping
  • b、hal直接传来的消息。(RD_FD_HAL)——Video node updates from kernel
  • c、来自于mct的消息。（RD_PIPE_FD_MCT)——Updates from MCT (over Unix pipe)

Ps：关于b中的DS指domain socket，是在socket架构上发展起来的用于同一台主机的进程间通讯（IPC），
它不需要经过网络协议栈，不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等，
只是将数据从一个进程拷贝到另一个进程。
UNIX Domain Socket有SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM两种工作模式，类似于UDP和TCP，
但是面向消息的UNIX Domain Socket也是可靠的，消息既不会丢失也不会顺序错乱。
这里主要用作Buffer mapping.

int main(int argc __unused, char *argv[] __unused)
{

  CLOGD(CAM_MCT_MODULE, "CAMERA_DAEMON: start of camera Daemon.");
  /* 1. find server node name and open the node */

  if (get_server_node_name(serv_hal_node_name) == FALSE){
    CLOGE(CAM_MCT_MODULE, "Going to bad node");
    goto bad_node_fd;
  }

  CLOGD(CAM_MCT_MODULE, "after get_server_node_name");
···
  snprintf(dev_name, sizeof(dev_name), "/dev/%s", serv_hal_node_name);
  hal_fd->fd[0] = open(dev_name, O_RDWR | O_NONBLOCK);

  hal_fd->type = RD_FD_HAL;
···

  CLOGD(CAM_MCT_MODULE, "CAMERA_DAEMON: start all modules init");
  /* 2. after open node, initialize modules */
  if(server_process_module_sensor_init() == FALSE)
    goto module_init_fail;
  CLOGD(CAM_MCT_MODULE, "CAMERA_DAEMON:End of all modules init");

  /* 3. Subcribe V4L2 event */
  memset(&subscribe, 0, sizeof(struct v4l2_event_subscription));
  subscribe.type = MSM_CAMERA_V4L2_EVENT_TYPE;
  for (i = MSM_CAMERA_EVENT_MIN + 1; i < MSM_CAMERA_EVENT_MAX; i++) {
    subscribe.id = i;
    if (ioctl(hal_fd->fd[0], VIDIOC_SUBSCRIBE_EVENT, &subscribe) < 0)
      goto subscribe_failed;
  }

···

  CLOGD(CAM_MCT_MODULE, "CAMERA_DAEMON:waiting for camera to open");
  do {

    FD_ZERO(&(select_fds.fds));
    mct_list_traverse(listen_fd_list, server_reset_select_fd, &select_fds);

    /* no timeout */
    ret = select(select_fds.select_fd + 1, &(select_fds.fds), NULL, NULL, NULL);

    if (ret > 0) {
     ···
      switch (fd_info->type) {
      case RD_FD_HAL: {

        if (ioctl(fd_info->fd[0], VIDIOC_DQEVENT, &event) < 0) {
          continue;
        }
        /* server process HAL event:*/
      ···
        break;

      case RD_DS_FD_HAL:
      ···
        break;

      case RD_PIPE_FD_MCT:
        /* server process message sent by media controller
         * through pipe: */
        proc_ret = server_process_mct_msg(fd_info->fd[0],
          fd_info->session);
        break;

      default:
        continue;
      } /* switch (fd_info->type) */

流程图如下：

三、总结

• 1 、在Server.c中从mian()函数进入
  (1) find server node name and open the node，找到server节点并且打开节点
  (2) after open node, initialize modules，打开节点后初始化模块
• 2、在初始化模块中
  (1) 调用server_process_module_sensor_init() 进入server_process.c中的boolean server_process_module_sensor_init(void)函数
  (2) 根据modules_list[0]初始化list数组中的模块,初始化模块包含sensor,iface,isp,stats,pproc和imglib

static mct_module_init_name_t modules_list[] = {
 {"sensor", module_sensor_init,   module_sensor_deinit, NULL},
 {"iface",  module_iface_init,   module_iface_deinit, NULL},
 {"isp",    module_isp_init,      module_isp_deinit, NULL},
 {"stats",  stats_module_init,    stats_module_deinit, NULL},
 {"pproc",  pproc_module_init,    pproc_module_deinit, NULL},
 {"imglib", module_imglib_init, module_imglib_deinit, NULL},
};

• 3、Sensor模块初始化过程
  (1) 调用module_sensor_init函数进入module_sensor.c中的mct_module_t *module_sensor_init(const char *name)函数
  (2) Create MCT module for sensor,为sensor创建MCT Module
  (3) Fill function table in MCT module,填充功能表
  (4) Create sensor module control structure that consists of bundle　information，创建sensor module control结构体：module_ctrl = malloc(sizeof(module_sensor_ctrl_t))
  (5) module_sensor_probe_sensors，sensor识过程，在server_init.c中调用sensor_init_probe函数
  1 > 打开设备节点"/dev/video0"
  2 > Open sensor_init subdev，找到subdev并且打开
  3 > sensor识别过程
  (6) module_sensor_find_other_subdev(module_ctrl),找到sensor外的其他子设备，为每一个自设备创建sensor_bundle，并填充设备信息到sensor_bundle
  (7) Create ports based on CID info,为sensor_bundle创建端口
  (8) intiialize the eeprom,初始化eeprom，module_sensor_init_eeprom
• 4、iface、isp、stats、pproc和imglib相继进行初始化操作
• 5、进入主循环来处理来自HAL及MCT的事件及消息，处理完之后的结果反馈给kernel

Stay hungry，Stay foolish！