Cảm biến đa HAL

Sensors Multi-HAL là một khung cho phép các HAL cảm biến chạy cùng với các HAL cảm biến khác. Multi-HAL của cảm biến sẽ tự động tải các HAL phụ của cảm biến được lưu trữ dưới dạng thư viện động trên phân vùng của nhà cung cấp và cung cấp cho chúng một đối tượng gọi lại có thể xử lý các sự kiện đăng, cũng như thu nạp và giải phóng khoá chế độ thức. HAL phụ của cảm biến là một HAL cảm biến được tích hợp vào một đối tượng dùng chung trên phân vùng của nhà cung cấp và được khung nhiều HAL sử dụng. Các HAL phụ này không phụ thuộc lẫn nhau hoặc vào mã nhiều HAL chứa hàm chính cho quy trình.

Sensors Multi-HAL 2.1 (có trên các thiết bị chạy Android 11 trở lên) là một phiên bản lặp lại của Sensors Multi-HAL 2.0, hỗ trợ tải các HAL phụ có thể hiển thị loại cảm biến góc bản lề. Để hỗ trợ loại cảm biến này, HAL phụ phải sử dụng các API HAL phụ được xác định trong Tiêu đề SubHal 2.1.

Đối với các thiết bị chạy Android 13 trở lên sử dụng Sensors AIDL HAL, bạn có thể sử dụng lớp shim nhiều HAL để cho phép chức năng nhiều HAL. Để biết thông tin chi tiết về cách triển khai, hãy xem phần Sử dụng cảm biến Multi-HAL với cảm biến AIDL HAL.

Sự khác biệt giữa Sensors Multi-HAL 2 và Sensors HAL 2

Sensors Multi-HAL 2 (Cảm biến đa HAL 2) có trên các thiết bị chạy Android 10 trở lên, giới thiệu một số tính năng trừu tượng dựa trên Sensors HAL 2 để dễ dàng tương tác với các API HAL hơn. Sensors Multi-HAL 2 giới thiệu lớp HalProxy để xử lý việc triển khai giao diện Sensors HAL 2 và giao diện V2_1/SubHal (hoặc V2_0/SubHal) để cho phép HalProxy tương tác với các HAL phụ.

Giao diện ISensorsSubHal khác với giao diện 2.1/ISensors.hal (hoặc 2.0/ISensors.hal) ở những điểm sau:

  • Phương thức khởi tạo truyền một lớp IHalProxyCallback thay vì hai FMQ và ISensorsCallback.
  • HAL phụ phải triển khai một hàm gỡ lỗi để cung cấp thông tin gỡ lỗi trong báo cáo lỗi.
  • HAL phụ phải triển khai một hàm tên để có thể phân biệt HAL phụ đã tải với các HAL phụ khác.

Điểm khác biệt chính giữa Sensors Multi-HAL 2 và Sensors HAL 2 là ở các hàm khởi chạy. Thay vì cung cấp FMQ, giao diện IHalProxyCallback cung cấp hai phương thức, một phương thức để đăng sự kiện cảm biến lên khung cảm biến và một phương thức để tạo khoá chế độ thức. Trong phần nội dung, Multi-HAL của cảm biến quản lý tất cả các lượt tương tác với FMQ để đảm bảo phân phối kịp thời các sự kiện cảm biến cho tất cả HAL phụ. Bạn nên sử dụng phương thức createScopedWakelock để uỷ quyền cho HAL phụ chịu trách nhiệm về việc hết thời gian chờ khoá chế độ thức cho HAL đa cảm biến và tập trung việc sử dụng khoá chế độ thức vào một khoá chế độ thức chung cho toàn bộ HAL đa cảm biến, giúp giảm thiểu các lệnh gọi khoá và mở khoá.

Sensors Multi-HAL 2 cũng tích hợp sẵn một số tính năng an toàn. Phương thức này xử lý các trường hợp FMQ của cảm biến đã đầy hoặc khung cảm biến Android khởi động lại và cần đặt lại trạng thái cảm biến. Ngoài ra, khi các sự kiện được đăng lên lớp HalProxy nhưng khung cảm biến không thể chấp nhận các sự kiện ngay lập tức, Sensors Multi-HAL có thể di chuyển các sự kiện đó sang luồng nền để cho phép công việc tiếp tục trên tất cả các HAL phụ trong khi chờ đăng các sự kiện.

Mã nguồn và triển khai tham chiếu

Tất cả mã Multi-HAL của cảm biến đều có trong hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/. Sau đây là một số tài nguyên tham khảo.

  • HalProxy.h: Đối tượng HalProxy được tạo bản sao bởi nhiều HAL của cảm biến và xử lý việc truyền dữ liệu từ các HAL phụ đến khung cảm biến.
  • HalProxy.cpp: Việc triển khai HalProxy chứa tất cả logic cần thiết để truyền thông đa kênh giữa các HAL phụ và khung cảm biến.

  • SubHal.h: Giao diện ISensorsSubHal xác định giao diện mà các HAL phụ phải tuân theo để tương thích với HalProxy. HAL phụ triển khai phương thức khởi chạy để có thể sử dụng đối tượng HalProxyCallback cho postEvents và createScopedWakelock.

    Để triển khai Multi-HAL 2.0, hãy sử dụng phiên bản 2.0 của SubHal.h.

  • hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/: Các kiểm thử đơn vị này xác minh việc triển khai HalProxy.

  • hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/fake_subhal/: Ví dụ về cách triển khai HAL phụ này sử dụng các cảm biến giả để tạo dữ liệu giả. Hữu ích để kiểm thử cách nhiều HAL phụ tương tác trên một thiết bị.

Triển khai

Phần này mô tả cách triển khai Sensors Multi-HAL trong các tình huống sau:

Sử dụng Sensors Multi-HAL với Sensors AIDL HAL

Để cho phép chức năng nhiều HAL với HAL AIDL của cảm biến, hãy nhập mô-đun lớp đệm nhiều HAL AIDL có trong hardware/interfaces/sensors/aidl/default/multihal/. Mô-đun này xử lý việc chuyển đổi giữa các loại định nghĩa HAL của cảm biến AIDL và HIDL, đồng thời xác định một trình bao bọc xung quanh giao diện nhiều HAL được mô tả trong phần Triển khai cảm biến nhiều HAL 2.1. Lớp đệm nhiều HAL của AIDL tương thích với các thiết bị triển khai Sensors Multi-HAL 2.1.

Lớp đệm nhiều HAL AIDL cho phép bạn hiển thị trình theo dõi đầu và các loại cảm biến IMU trục giới hạn trong HAL AIDL của cảm biến. Để sử dụng các loại cảm biến này do giao diện AIDL HAL xác định, hãy đặt trường type trong cấu trúc SensorInfo trong quá trình triển khai getSensorsList_2_1(). Việc này là an toàn vì các trường loại cảm biến được hỗ trợ bằng số nguyên của cảm biến AIDL và HIDL HAL không trùng lặp.

Triển khai Sensors Multi-HAL 2.1

Để triển khai Sensors Multi-HAL 2.1 trên một thiết bị mới, hãy làm theo các bước sau:

  1. Triển khai giao diện ISensorsSubHal như mô tả trong SubHal.h.
  2. Triển khai phương thức sensorsHalGetSubHal_2_1 trong SubHal.h.

  3. Thêm mục tiêu cc_library_shared để tạo HAL phụ mới triển khai. Khi thêm mục tiêu:

    1. Đảm bảo mục tiêu được đẩy đến một vị trí nào đó trên phân vùng của nhà cung cấp thiết bị.
    2. Trong tệp cấu hình nằm ở /vendor/etc/sensors/hals.conf, hãy thêm đường dẫn đến thư viện trên một dòng mới. Nếu cần, hãy tạo tệp hals.conf.

    Để biết ví dụ về mục nhập Android.bp để tạo thư viện HAL phụ, hãy xem phần hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/Android.bp.

  4. Xoá tất cả mục nhập android.hardware.sensors khỏi tệp manifest.xml. Tệp này chứa danh sách các HAL được hỗ trợ trên thiết bị.

  5. Xoá tất cả tệp dịch vụ android.hardware.sensors và service.rc khỏi tệp device.mk, đồng thời thêm android.hardware.sensors@2.1-service.multihal và android.hardware.sensors@2.1-service.multihal.rc vào PRODUCT_PACKAGES.

Khi khởi động, HalProxy sẽ khởi động, tìm HAL phụ mới triển khai và khởi chạy HAL phụ đó bằng cách gọi sensorsHalGetSubHal_2_1.

Chuyển từ Sensors Multi-HAL 2.0 sang Multi-HAL 2.1

Để chuyển từ Multi-HAL 2.0 sang Multi-HAL 2.1, hãy triển khai giao diện SubHal và biên dịch lại HAL phụ.

Dưới đây là sự khác biệt giữa giao diện SubHal 2.0 và 2.1:

  • IHalProxyCallback sử dụng các loại được tạo trong phiên bản 2.1 của thông số kỹ thuật ISensors.hal.
  • Hàm initialize() truyền một IHalProxyCallback mới thay vì hàm từ giao diện SubHal 2.0
  • HAL phụ phải triển khai getSensorsList_2_1 và injectSensorData_2_1 thay vì getSensorsList và injectSensorData vì các phương thức này sử dụng các loại mới được thêm vào phiên bản 2.1 của quy cách ISensors.hal.
  • HAL phụ phải hiển thị sensorsHalGetSubHal_2_1 thay vì sensorsHalGetSubHal để Multi-HAL coi các HAL phụ đó là HAL phụ phiên bản 2.1.

Cổng từ Sensors HAL 2.0

Khi nâng cấp lên Sensors Multi-HAL 2.0 từ Sensors HAL 2.0, hãy đảm bảo việc triển khai HAL đáp ứng các yêu cầu sau.

Khởi chạy HAL

Sensors HAL 2.0 có một hàm khởi chạy cho phép dịch vụ cảm biến truyền FMQ và lệnh gọi lại cảm biến động. Trong Sensors Multi-HAL 2.0, hàm initialize() sẽ truyền một lệnh gọi lại duy nhất phải được dùng để đăng sự kiện cảm biến, lấy khoá chế độ thức và thông báo về việc kết nối và ngắt kết nối cảm biến động.

Đăng sự kiện cảm biến lên quá trình triển khai Multi-HAL

Thay vì đăng sự kiện cảm biến thông qua FMQ, HAL phụ phải ghi sự kiện cảm biến vào IHalProxyCallback khi có sự kiện cảm biến.

Sự kiện WAKE_UP

Trong Sensors HAL 2.0, HAL có thể quản lý khoá chế độ thức để triển khai. Trong Multi-HAL 2.0 của cảm biến, các HAL phụ cho phép triển khai Multi-HAL để quản lý khoá chế độ thức và có thể yêu cầu khoá chế độ thức bằng cách gọi createScopedWakelock. Bạn phải lấy và chuyển khoá chế độ thức trong phạm vi đã khoá đến postEvents khi đăng sự kiện đánh thức đến quá trình triển khai Multi-HAL.

Cảm biến động

Sensors Multi-HAL 2.0 yêu cầu onDynamicSensorsConnected và onDynamicSensorsDisconnected trong IHalProxyCallback được gọi bất cứ khi nào các kết nối cảm biến động thay đổi. Các lệnh gọi lại này có sẵn trong con trỏ IHalProxyCallback được cung cấp thông qua hàm initialize().

Cổng từ Sensors HAL 1.0

Khi nâng cấp lên Sensors Multi-HAL 2.0 từ Sensors HAL 1.0, hãy đảm bảo việc triển khai HAL đáp ứng các yêu cầu sau.

Khởi chạy HAL

Bạn phải hỗ trợ hàm initialize() để thiết lập lệnh gọi lại giữa HAL phụ và quá trình triển khai Đa HAL.

Hiển thị các cảm biến có sẵn

Trong Sensors Multi-HAL 2.0, hàm getSensorsList() phải trả về cùng một giá trị trong một lần khởi động thiết bị, ngay cả khi các cảm biến khởi động lại HAL. Điều này cho phép khung cố gắng thiết lập lại kết nối cảm biến nếu máy chủ hệ thống khởi động lại. Giá trị do getSensorsList() trả về có thể thay đổi sau khi thiết bị khởi động lại.

Đăng sự kiện cảm biến lên quá trình triển khai Multi-HAL

Trong Sensors HAL 2.0, thay vì chờ poll() được gọi, HAL phụ phải chủ động ghi các sự kiện cảm biến vào IHalProxyCallback bất cứ khi nào có sự kiện cảm biến.

Sự kiện WAKE_UP

Trong Sensors HAL 1.0, HAL có thể quản lý khoá chế độ thức để triển khai khoá này. Trong Multi-HAL 2.0 của cảm biến, các HAL phụ cho phép triển khai Multi-HAL để quản lý khoá chế độ thức và có thể yêu cầu khoá chế độ thức bằng cách gọi createScopedWakelock. Bạn phải lấy và chuyển khoá chế độ thức trong phạm vi đã khoá đến postEvents khi đăng sự kiện đánh thức đến quá trình triển khai Multi-HAL.

Cảm biến động

Trong Sensors HAL 1.0, cảm biến động được trả về thông qua hàm poll(). Sensors Multi-HAL 2.0 yêu cầu onDynamicSensorsConnected và onDynamicSensorsDisconnected trong IHalProxyCallback được gọi bất cứ khi nào các kết nối cảm biến động thay đổi. Các lệnh gọi lại này có sẵn trong con trỏ IHalProxyCallback được cung cấp thông qua hàm initialize().

Cổng từ Sensors Multi-HAL 1.0

Để chuyển một phương thức triển khai hiện có từ Sensors Multi-HAL 1.0, hãy làm theo các bước sau.

  1. Đảm bảo rằng cấu hình HAL của cảm biến nằm tại /vendor/etc/sensors/hals.conf. Việc này có thể liên quan đến việc di chuyển tệp nằm tại /system/etc/sensors/hals.conf.
  2. Xoá mọi nội dung tham chiếu đến hardware/hardware.h và hardware/sensors.h vì các nội dung này không được hỗ trợ cho HAL 2.0.
  3. Chuyển các HAL phụ như mô tả trong phần Chuyển từ Sensors Hal 1.0.
  4. Đặt Sensors Multi-HAL 2.0 làm HAL được chỉ định bằng cách làm theo các bước 3 và 4 trong phần Triển khai Sensors Multi-HAL 2.0.

Xác nhận kết quả

Chạy VTS

Khi bạn đã tích hợp một hoặc nhiều HAL phụ với Sensors Multi-Hal 2.1, hãy sử dụng Bộ kiểm thử nhà cung cấp (VTS) để đảm bảo việc triển khai HAL phụ của bạn đáp ứng tất cả các yêu cầu do giao diện HAL của cảm biến đặt ra.

Để chỉ chạy các bài kiểm thử VTS của cảm biến khi VTS được thiết lập trên máy chủ, hãy thực thi các lệnh sau:

vts-tradefed run commandAndExit vts \
    --skip-all-system-status-check \
    --primary-abi-only \
    --skip-preconditions \
    --module VtsHalSensorsV2_0Target && \
  vts-tradefed run commandAndExit vts \
    --skip-all-system-status-check \
    --primary-abi-only \
    --skip-preconditions \
    --module VtsHalSensorsV2_1Target

Nếu bạn đang chạy lớp đệm AIDL Multi-HAL, hãy chạy VtsAidlHalSensorsTargetTest.

vts-tradefed run commandAndExit vts \
    --skip-all-system-status-check \
    --primary-abi-only \
    --skip-preconditions \
    --module VtsAidlHalSensorsTargetTest

Chạy kiểm thử đơn vị

Các chương trình kiểm thử đơn vị trong HalProxy_test.cpp kiểm thử HalProxy bằng các HAL phụ giả mạo được tạo bản sao trong chương trình kiểm thử đơn vị và không được tải động. Khi tạo một HAL phụ mới, các kiểm thử này sẽ đóng vai trò là hướng dẫn về cách thêm kiểm thử đơn vị để xác minh rằng HAL phụ mới được triển khai đúng cách.

Để chạy các chương trình kiểm thử, hãy thực thi các lệnh sau:

cd $ANDROID_BUILD_TOP/hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests
atest

Kiểm thử bằng các HAL phụ giả

Các HAL phụ giả mạo là các phương thức triển khai giả của giao diện ISensorsSubHal. Các HAL phụ hiển thị nhiều danh sách cảm biến. Khi được kích hoạt, các cảm biến sẽ định kỳ đăng các sự kiện cảm biến được tạo tự động lên HalProxy dựa trên các khoảng thời gian được chỉ định trong một yêu cầu cảm biến nhất định.

Bạn có thể sử dụng các HAL phụ giả để kiểm thử cách hoạt động của mã Multi-HAL đầy đủ với các HAL phụ khác được tải vào hệ thống và để nhấn mạnh nhiều khía cạnh của mã Multi-HAL của cảm biến.

Có hai HAL phụ giả mạo tại hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/fake_subhal/.

Để tạo và đẩy các HAL phụ giả mạo đến một thiết bị, hãy thực hiện các bước sau:

  1. Chạy các lệnh sau để tạo và đẩy 3 HAL phụ giả mạo đến thiết bị:

    $ANDROID_BUILD_TOP/hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/
mma
adb push \
  $ANDROID_BUILD_TOP/out/target/product/<device>/symbols/vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config1.so \
  /vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config1.so
adb push \
  $ANDROID_BUILD_TOP/out/target/product/<device>/symbols/vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config2.so \
  /vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config2.so
adb push \
  $ANDROID_BUILD_TOP/out/target/product/<device>/symbols/vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config3.so \
  /vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config3.so

  2. Cập nhật cấu hình HAL cảm biến tại /vendor/etc/sensors/hals.conf bằng các đường dẫn cho các HAL phụ giả mạo.

    /vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config1.so
/vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config2.so
/vendor/lib64/android.hardware.sensors@2.X-fakesubhal-config3.so

  3. Khởi động lại HalProxy và tải các HAL phụ mới được liệt kê trong cấu hình.

    adb shell stop
adb shell start

Gỡ lỗi

Nhà phát triển có thể gỡ lỗi khung bằng cách sử dụng lệnh lshal. Để yêu cầu đầu ra gỡ lỗi của HAL cảm biến, hãy chạy lệnh sau:

adb root
adb shell lshal debug android.hardware.sensors@2.1::ISensors/default

Sau đó, thông tin về trạng thái hiện tại của HalProxy và các HAL phụ của nó sẽ được xuất ra thiết bị đầu cuối. Dưới đây là ví dụ về kết quả lệnh cho đối tượng HalProxy và các HAL phụ giả mạo.

Internal values:
  Threads are running: true
  Wakelock timeout start time: 200 ms ago
  Wakelock timeout reset time: 73208 ms ago
  Wakelock ref count: 0
  # of events on pending write queue: 0
  # of non-dynamic sensors across all subhals: 8
  # of dynamic sensors across all subhals: 0
SubHals (2):
  Name: FakeSubHal-OnChange
  Debug dump:
Available sensors:
Name: Ambient Temp Sensor
Min delay: 40000
Flags: 2
Name: Light Sensor
Min delay: 200000
Flags: 2
Name: Proximity Sensor
Min delay: 200000
Flags: 3
Name: Relative Humidity Sensor
Min delay: 40000
Flags: 2
  Name: FakeSubHal-OnChange
  Debug dump:
Available sensors:
Name: Ambient Temp Sensor
Min delay: 40000
Flags: 2
Name: Light Sensor
Min delay: 200000
Flags: 2
Name: Proximity Sensor
Min delay: 200000
Flags: 3
Name: Relative Humidity Sensor
Min delay: 40000
Flags: 2

Nếu số được chỉ định cho # of events on pending write queue là một số lớn (1000 trở lên), thì điều này cho biết có nhiều sự kiện đang chờ ghi vào khung cảm biến. Điều này cho biết dịch vụ cảm biến bị tắc nghẽn hoặc gặp sự cố và không xử lý các sự kiện cảm biến, hoặc gần đây một lô lớn sự kiện cảm biến đã được đăng từ một HAL phụ.

Nếu số lượt tham chiếu khoá chế độ thức lớn hơn 0, thì tức là HalProxy đã có khoá chế độ thức. Giá trị này chỉ được lớn hơn 0 nếu ScopedWakelock đang được giữ lại một cách có chủ ý hoặc nếu các sự kiện đánh thức đã được gửi đến HalProxy và chưa được khung cảm biến xử lý.

Chỉ số mô tả tệp được truyền đến phương thức gỡ lỗi của HalProxy được truyền đến từng HAL phụ, vì vậy, nhà phát triển phải triển khai phương thức gỡ lỗi như một phần của giao diện ISensorsSubHal.