Камера

Значок камеры Android HAL

Уровень абстракции оборудования камеры Android (HAL) соединяет API-интерфейсы платформы камеры более высокого уровня в камере 2 с базовым драйвером камеры и оборудованием. Подсистема камеры включает реализации компонентов конвейера камеры, а HAL камеры предоставляет интерфейсы для использования при реализации вашей версии этих компонентов.

Архитектура

На следующем рисунке и в списке описаны компоненты HAL.

Архитектура камеры Android

Рисунок 1. Архитектура камеры

платформа приложения
На уровне платформы приложения находится код приложения, который использует API камеры 2 для взаимодействия с оборудованием камеры. Внутри этот код вызывает соответствующие интерфейсы Binder для доступа к собственному коду, который взаимодействует с камерой.
АИДЛ
Интерфейс связывателя, связанный с CameraService можно найти по адресу frameworks/av/camera/aidl/android/hardware . Сгенерированный код вызывает собственный код нижнего уровня для получения доступа к физической камере и возвращает данные, которые используются для создания объектов CameraDevice и, в конечном итоге, объектов CameraCaptureSession на уровне платформы.
собственный фреймворк
Эта платформа, находящаяся в frameworks/av/ представляет собой собственный эквивалент классов CameraDevice и CameraCaptureSession . См. также справочник по камере NDK2 .
интерфейс IPC связующего устройства
Интерфейс связывания IPC облегчает взаимодействие через границы процесса. В каталоге frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware есть несколько классов привязки камер, которые вызывают службу камеры. ICameraService — это интерфейс службы камеры; ICameraDeviceUser — это интерфейс к конкретному открытому устройству камеры; а ICameraServiceListener и ICameraDeviceCallbacks — это соответствующие обратные вызовы CameraService и CameraDevice для платформы приложения.
сервис камеры
Служба камеры, расположенная в frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , представляет собой фактический код, который взаимодействует с HAL.
ХАЛ
Уровень абстракции оборудования определяет стандартный интерфейс, к которому обращается служба камеры и который необходимо реализовать для правильной работы оборудования камеры.

Внедрить HAL

HAL находится между драйвером камеры и платформой Android более высокого уровня и определяет интерфейс, который необходимо реализовать, чтобы приложения могли правильно управлять оборудованием камеры. Интерфейсы HIDL для HAL камеры определены в файле hardware/interfaces/camera .

Типичный HAL со связыванием должен реализовывать следующие интерфейсы HIDL:

  • ICameraProvider : для перечисления отдельных устройств и управления их статусом.
  • ICameraDevice : интерфейс устройства камеры.
  • ICameraDeviceSession : интерфейс сеанса устройства активной камеры.

Эталонные реализации HIDL доступны для CameraProvider.cpp , CameraDevice.cpp и CameraDeviceSession.cpp . Реализация охватывает старые HAL, которые все еще используют устаревший API . Начиная с Android 8.0, реализации Camera HAL должны использовать HIDL API; использование устаревшего интерфейса не поддерживается.

Проверка ввода

Поскольку HAL имеет доступ к ресурсам, отличным от службы камеры, граница между ними рассматривается как граница безопасности. Это означает, что параметры, передаваемые из службы камеры, считаются ненадежными и необработанными. Чтобы предотвратить уязвимости безопасности, которые позволяют злоумышленникам повысить привилегии или получить доступ к данным, к которым у них не должно быть доступа, HAL камеры должен проверять параметры, передаваемые из службы камеры в HAL. Это включает в себя проверку того, что значения длины буфера находятся в допустимых пределах, и очистку параметров перед использованием и перед их передачей в драйверы оборудования или ядра.

Устаревшие компоненты HAL

В этом разделе описывается архитектура устаревших компонентов HAL и способы реализации HAL. Реализации HAL камеры на Android 8.0 и выше должны использовать вместо этого API HIDL, как описано выше.

Архитектура (наследие)

На следующем рисунке и в списке описаны устаревшие компоненты HAL камеры.

Архитектура камеры Android

Рис. 2. Архитектура устаревшей камеры

платформа приложения
На уровне платформы приложения находится код приложения, который использует API android.hardware.Camera для взаимодействия с оборудованием камеры. Внутри этот код вызывает соответствующий связующий класс JNI для доступа к собственному коду, который взаимодействует с камерой.
JNI
Код JNI, связанный с android.hardware.Camera , находится в frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp . Этот код вызывает собственный код нижнего уровня для получения доступа к физической камере и возвращает данные, которые используются для создания объекта android.hardware.Camera на уровне платформы.
собственный фреймворк
Собственная платформа, определенная в frameworks/av/camera/Camera.cpp предоставляет собственный эквивалент класса android.hardware.Camera . Этот класс вызывает прокси-серверы связывания IPC для получения доступа к сервису камеры.
связующие IPC-прокси
Прокси-серверы связывания IPC облегчают взаимодействие через границы процесса. Существует три класса привязки камеры, которые расположены в каталоге frameworks/av/camera и вызывают службу камеры. ICameraService — это интерфейс к службе камеры, ICamera — это интерфейс к конкретному открытому устройству камеры, а ICameraClient — это обратный интерфейс устройства к платформе приложения.
сервис камеры
Служба камеры, расположенная в frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , представляет собой фактический код, который взаимодействует с HAL.
ХАЛ
Уровень абстракции оборудования определяет стандартный интерфейс, к которому обращается служба камеры и который необходимо реализовать для правильной работы оборудования камеры.
драйвер ядра
Драйвер камеры взаимодействует с реальным оборудованием камеры и вашей реализацией HAL. Камера и драйвер должны поддерживать форматы изображений YV12 и NV21, чтобы обеспечить возможность предварительного просмотра изображения с камеры на дисплее и записи видео.

Внедрить HAL (устаревший)

HAL находится между драйвером камеры и платформой Android более высокого уровня и определяет интерфейс, который необходимо реализовать, чтобы приложения могли правильно управлять оборудованием камеры. Интерфейс HAL определен в заголовочных файлах hardware/libhardware/include/hardware/camera.h и hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h .

camera_common.h определяет camera_module , стандартную структуру для получения общей информации о камере, такой как идентификатор камеры и свойства, общие для всех камер (то есть, является ли это фронтальной или задней камерой).

camera.h содержит код, соответствующий android.hardware.Camera . Этот заголовочный файл объявляет структуру camera_device , которая, в свою очередь, содержит структуру camera_device_ops с указателями на функции, реализующие интерфейс HAL. Документацию по параметрам камеры, которые могут устанавливать разработчики, можно найти в frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h . Эти параметры устанавливаются с помощью функции, на которую указывает int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms) в HAL.

Пример реализации HAL см. в реализации HAL для Galaxy Nexus в hardware/ti/omap4xxx/camera .

Настройка общей библиотеки

Настройте систему сборки Android для правильной упаковки реализации HAL в общую библиотеку и скопируйте ее в подходящее место, создав файл Android.mk :

  1. Создайте каталог device/<company_name>/<device_name>/camera , в котором будут храниться исходные файлы вашей библиотеки.
  2. Создайте файл Android.mk для создания общей библиотеки. Убедитесь, что make-файл содержит следующие строки:
    LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw

    Ваша библиотека должна называться camera.<device_name> ( .so добавляется автоматически), чтобы Android мог правильно загрузить библиотеку. Пример см. в make-файле камеры Galaxy Nexus, расположенном в hardware/ti/omap4xxx/Android.mk .

  3. Укажите, что ваше устройство имеет функции камеры, скопировав нужные XML-файлы функций в каталог frameworks/native/data/etc вместе с make-файлом вашего устройства. Например, чтобы указать, что ваше устройство оснащено вспышкой камеры и поддерживает автофокусировку, добавьте следующие строки в make-файл <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk вашего устройства:
    PRODUCT_COPY_FILES := \ ...

PRODUCT_COPY_FILES += \
frameworks/native/data/etc/android.hardware.camera.flash-autofocus.xml:system/etc/permissions/android.hardware.camera.flash-autofocus.xml \

    Пример make-файла устройства см. device/samsung/tuna/device.mk .

  4. Укажите медиакодек, формат и разрешение вашей камеры в XML-файлах device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml и device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml . Подробности см. в разделе «Предоставление кодеков платформе» .
  5. Добавьте следующие строки в make-файл устройства device device/<company_name>/<device_name>/device.mk чтобы скопировать файлы media_profiles.xml и media_codecs.xml в соответствующее расположение: 
    # media config xml file
PRODUCT_COPY_FILES += \
    <device>/<company>/<device>/media_profiles.xml:system/etc/media_profiles.xml

# media codec config xml file
PRODUCT_COPY_FILES += \
    <device>/<company>/<device>/media_codecs.xml:system/etc/media_codecs.xml
  6. Чтобы включить приложение «Камера» в системный образ вашего устройства, укажите его в переменной PRODUCT_PACKAGES в make-файле устройства device/<company>/<device>/device.mk вашего устройства: 
    PRODUCT_PACKAGES := \
Gallery2 \
...