Sensores Multi-HAL

Sensors Multi-HAL es un framework que permite que los HAL de sensores se ejecuten junto con otros HAL de sensores. El sistema multi-HAL de sensores carga de forma dinámica los sub-HAL de sensores almacenados como bibliotecas dinámicas en la partición del proveedor y les proporciona un objeto de devolución de llamada que puede controlar la publicación de eventos y adquirir y liberar el bloqueo de activación. Un sub-HAL de sensores es un HAL de sensores que se compila en un objeto compartido en la partición del proveedor y que usa el framework multi-HAL. Estos sub-HAL no dependen entre sí ni del código multi-HAL que contiene la función principal del proceso.

Los sensores Multi-HAL 2.1, disponibles en dispositivos con Android 11 o versiones posteriores, son una iteración de los sensores Multi-HAL 2.0 que admite la carga de sub-HAL que pueden exponer el tipo de sensor de ángulo de bisagra. Para admitir este tipo de sensor, los subHAL deben usar las APIs de subHAL definidas en el encabezado SubHal 2.1.

En dispositivos que ejecutan Android 13 o versiones posteriores que usan la HAL del AIDL de sensores, puedes usar la capa de compensación de varios HAL para permitir la función de varios HAL. Para obtener detalles sobre la implementación, consulta Cómo usar Sensors Multi-HAL con la HAL de Sensors AIDL.

Diferencia entre Sensors Multi-HAL 2 y Sensors HAL 2

Los sensores Multi-HAL 2, disponibles en dispositivos que ejecutan Android 10 o versiones posteriores, presentan varias abstracciones además de la HAL de sensores 2 para facilitar la interacción con las APIs de HAL. Sensors Multi-HAL 2 presenta la clase HalProxy para controlar la implementación de la interfaz de Sensors HAL 2 y la interfaz V2_1/SubHal (o V2_0/SubHal) para permitir que HalProxy interactúe con sub-HAL.

La interfaz ISensorsSubHal es diferente de la interfaz 2.1/ISensors.hal (o 2.0/ISensors.hal) de las siguientes maneras:

  • El método de inicialización pasa una clase IHalProxyCallback en lugar de dos FMQ y ISensorsCallback.
  • Los sub-HAL deben implementar una función de depuración para proporcionar información de depuración en los informes de errores.
  • Los sub-HAL deben implementar una función de nombre para que se pueda distinguir el sub-HAL cargado de otros.

La principal diferencia entre Sensors Multi-HAL 2 y Sensors HAL 2 está en las funciones de inicialización. En lugar de proporcionar FMQ, la interfaz IHalProxyCallback proporciona dos métodos: uno para publicar eventos de sensores en el framework de sensores y otro para crear bloqueos de activación. En el fondo, el sistema multi-HAL de sensores administra todas las interacciones con las FMQ para garantizar la entrega oportuna de eventos de sensores para todos los sub-HAL. Se recomienda que los sub-HAL usen el método createScopedWakelock para delegar la carga de establecer un tiempo de espera para los bloqueos de activación al multi-HAL de sensores y centralizar el uso de bloqueos de activación en un bloqueo de activación común para todo el multi-HAL de sensores, lo que minimiza las llamadas de bloqueo y desbloqueo.

Sensors Multi-HAL 2 también tiene algunas funciones de seguridad integradas. Controla situaciones en las que la FMQ del sensor está llena o cuando se reinicia el framework de sensores de Android y se debe restablecer el estado del sensor. Además, cuando los eventos se publican en la clase HalProxy, pero el framework del sensor no puede aceptarlos de inmediato, el multi-HAL de sensores puede mover los eventos a un subproceso en segundo plano para permitir que el trabajo continúe en todos los sub-HAL mientras se esperan que se publiquen los eventos.

Código fuente y implementación de referencia

Todo el código de Sensors Multi-HAL está disponible en hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/. Estos son algunos recursos.

  • HalProxy.h: Los sensores Multi-HAL crean una instancia del objeto HalProxy y controlan el paso de datos de los sub-HAL al framework de sensores.
  • HalProxy.cpp: La implementación de HalProxy contiene toda la lógica necesaria para multiplexar la comunicación entre los sub-HAL y el framework de sensores.

  • SubHal.h: La interfaz ISensorsSubHal define la interfaz que deben seguir los sub-HAL para ser compatibles con HalProxy. El sub-HAL implementa el método de inicialización para que el objeto HalProxyCallback se pueda usar para postEvents y createScopedWakelock.

    Para las implementaciones de Multi-HAL 2.0, usa la versión 2.0 de SubHal.h.

  • hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/: Estas pruebas de unidades verifican la implementación de HalProxy.

  • hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/fake_subhal/: En esta implementación de sub-HAL de ejemplo, se usan sensores falsos para generar datos falsos. Es útil para probar cómo interactúan varios sub-HAL en un dispositivo.

Implementación

En esta sección, se describe cómo implementar el multi-HAL de sensores en las siguientes situaciones:

Cómo usar Sensors Multi-HAL con el HAL de Sensors AIDL

Para permitir la capacidad de varios HAL con la HAL del AIDL de sensores, importa el módulo de la capa de compensación de varios HAL del AIDL, que se encuentra en hardware/interfaces/sensors/aidl/default/multihal/. El módulo controla la conversión entre los tipos de definición de HAL de los sensores AIDL y HIDL, y define un wrapper alrededor de la interfaz multi-HAL que se describe en Implementación de sensores Multi-HAL 2.1. La capa de compensación de varios HAL de AIDL es compatible con dispositivos que implementan sensores Multi-HAL 2.1.

La capa de compensación de varios HAL de AIDL te permite exponer el seguimiento de cabeza y los tipos de sensores de IMU de eje limitado en el HAL de AIDL de sensores. Para usar estos tipos de sensor definidos por la interfaz de la HAL de AIDL, configura el campo type en la estructura SensorInfo en la implementación de getSensorsList_2_1(). Esto es seguro porque los campos de tipo de sensor con respaldo de número entero de los HAL de sensores AIDL y HIDL no se superponen.

Implementa Sensors Multi-HAL 2.1

Para implementar Sensors Multi-HAL 2.1 en un dispositivo nuevo, sigue estos pasos:

  1. Implementa la interfaz ISensorsSubHal como se describe en SubHal.h.
  2. Implementa el método sensorsHalGetSubHal_2_1 en SubHal.h.

  3. Agrega un objetivo cc_library_shared para compilar el sub-HAL implementado recientemente. Cuando agregues el objetivo, haz lo siguiente:

    1. Asegúrate de que el destino se envíe a algún lugar de la partición del proveedor del dispositivo.
    2. En el archivo de configuración ubicado en /vendor/etc/sensors/hals.conf, agrega la ruta de acceso a la biblioteca en una línea nueva. Si es necesario, crea el archivo hals.conf.

    Para ver un ejemplo de entrada Android.bp para compilar una biblioteca de sub-HAL, consulta hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/Android.bp.

  4. Quita todas las entradas de android.hardware.sensors del archivo manifest.xml, que contiene la lista de HAL compatibles en el dispositivo.

  5. Quita todos los servicios android.hardware.sensors y los archivos service.rc del archivo device.mk y agrega android.hardware.sensors@2.1-service.multihal y android.hardware.sensors@2.1-service.multihal.rc a PRODUCT_PACKAGES.

Durante el inicio, se inicia HalProxy, se busca el sub-HAL implementado recientemente y se lo inicializa llamando a sensorsHalGetSubHal_2_1.

Conversión de Multi-HAL 2.0 de sensores a Multi-HAL 2.1

Para realizar la portabilidad de Multi-HAL 2.0 a Multi-HAL 2.1, implementa la interfaz de SubHal y vuelve a compilar tu sub-HAL.

Estas son las diferencias entre las interfaces SubHal 2.0 y 2.1:

  • IHalProxyCallback usa los tipos creados en la versión 2.1 de la especificación ISensors.hal.
  • La función initialize() pasa un nuevo IHalProxyCallback en lugar del de la interfaz SubHal 2.0.
  • Los sub-HAL deben implementar getSensorsList_2_1 y injectSensorData_2_1 en lugar de getSensorsList y injectSensorData, ya que estos métodos usan los tipos nuevos agregados en la versión 2.1 de la especificación ISensors.hal.
  • Los sub-HALs deben exponer sensorsHalGetSubHal_2_1 en lugar de sensorsHalGetSubHal para que Multi-HAL los trate como sub-HALs de la versión 2.1.

Portación de la HAL de sensores 2.0

Cuando actualices a Sensors Multi-HAL 2.0 desde la HAL de sensores 2.0, asegúrate de que la implementación de HAL cumpla con los siguientes requisitos.

Inicializa el sistema HAL

La HAL de sensores 2.0 tiene una función de inicialización que permite que el servicio de sensores pase FMQ y una devolución de llamada de sensor dinámica. En Sensors Multi-HAL 2.0, la función initialize() pasa una sola devolución de llamada que se debe usar para publicar eventos de sensores, obtener bloqueos de activación y notificar sobre las conexiones y desconexiones dinámicas de los sensores.

Publica eventos del sensor en la implementación de Multi-HAL

En lugar de publicar eventos de sensores a través de la FMQ, el sub-HAL debe escribir eventos de sensores en IHalProxyCallback cuando estén disponibles.

Eventos WAKE_UP

En el HAL de sensores 2.0, el HAL puede administrar el bloqueo de activación para su implementación. En los sensores Multi-HAL 2.0, los sub-HAL permiten que la implementación de Multi-HAL administre los bloqueos de activación y puede solicitar que se adquiera un bloqueo de activación invocando a createScopedWakelock. Se debe adquirir un bloqueo de activación con alcance bloqueado y pasarlo a postEvents cuando se publiquen eventos de activación en la implementación de Multi-HAL.

Sensores dinámicos

Sensors Multi-HAL 2.0 requiere que se llame a onDynamicSensorsConnected y onDynamicSensorsDisconnected en IHalProxyCallback cada vez que cambien las conexiones de sensores dinámicos. Estas devoluciones de llamada están disponibles como parte del puntero IHalProxyCallback que se proporciona a través de la función initialize().

Portación de la HAL de sensores 1.0

Cuando actualices a Sensors Multi-HAL 2.0 desde la HAL de sensores 1.0, asegúrate de que la implementación de HAL cumpla con los siguientes requisitos.

Inicializa el sistema HAL

La función initialize() debe admitirse para establecer la devolución de llamada entre el sub-HAL y la implementación de Multi-HAL.

Expone los sensores disponibles

En Sensors Multi-HAL 2.0, la función getSensorsList() debe mostrar el mismo valor durante el inicio de un solo dispositivo, incluso en los reinicios de HAL de los sensores. Esto permite que el framework intente restablecer las conexiones de los sensores si se reinicia el servidor del sistema. El valor que muestra getSensorsList() puede cambiar después de que el dispositivo se reinicie.

Publica eventos del sensor en la implementación de Multi-HAL

En la HAL de sensores 2.0, en lugar de esperar a que se llame a poll(), el sub-HAL debe escribir de forma proactiva los eventos del sensor en IHalProxyCallback cada vez que estén disponibles.

Eventos WAKE_UP

En el HAL de sensores 1.0, el HAL puede administrar el bloqueo de activación para su implementación. En los sensores Multi-HAL 2.0, los sub-HAL permiten que la implementación de Multi-HAL administre los bloqueos de activación y puede solicitar que se adquiera un bloqueo de activación invocando a createScopedWakelock. Se debe adquirir un bloqueo de activación con alcance bloqueado y pasarlo a postEvents cuando se publiquen eventos de activación en la implementación de Multi-HAL.

Sensores dinámicos

En la HAL de sensores 1.0, los sensores dinámicos se muestran a través de la función poll(). Sensors Multi-HAL 2.0 requiere que se llame a onDynamicSensorsConnected y onDynamicSensorsDisconnected en IHalProxyCallback cada vez que cambien las conexiones de sensores dinámicos. Estas devoluciones de llamada están disponibles como parte del puntero IHalProxyCallback que se proporciona a través de la función initialize().

Cómo realizar la portabilidad desde Sensors Multi-HAL 1.0

Para portar una implementación existente desde Sensors Multi-HAL 1.0, sigue estos pasos.

  1. Asegúrate de que la configuración de HAL de los sensores se encuentre en /vendor/etc/sensors/hals.conf. Esto podría implicar mover el archivo ubicado en /system/etc/sensors/hals.conf.
  2. Quita todas las referencias a hardware/hardware.h y hardware/sensors.h, ya que no son compatibles con HAL 2.0.
  3. Migra los sub-HAL como se describe en Migración desde el HAL de sensores 1.0.
  4. Para establecer Sensors Multi-HAL 2.0 como el HAL designado, sigue los pasos 3 y 4 de la sección Implementación de Sensors Multi-HAL 2.0.

Validación

Ejecuta VTS

Cuando hayas integrado uno o más sub-HAL con Sensors Multi-HAL 2.1, usa el Paquete de pruebas del proveedor (VTS) para asegurarte de que tus implementaciones de sub-HAL cumplan con todos los requisitos establecidos por la interfaz de la HAL de sensores.

Para ejecutar solo las pruebas de VTS de los sensores cuando VTS está configurado en una máquina host, ejecuta los siguientes comandos:

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

Si ejecutas la capa de compensación de varios HAL de AIDL, ejecuta VtsAidlHalSensorsTargetTest.

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

Ejecuta pruebas de unidades

Las pruebas de unidades en HalProxy_test.cpp prueban HalProxy con sub-HAL falsos que se crean instancias en la prueba de unidades y no se cargan de forma dinámica. Cuando crees un nuevo sub-HAL, estas pruebas deben servir como guía para agregar pruebas de unidades que verifiquen que el nuevo sub-HAL se implemente correctamente.

Para ejecutar las pruebas, ejecuta los siguientes comandos:

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

Prueba con los sub-HAL falsos

Los sub-HAL falsos son implementaciones simuladas de la interfaz ISensorsSubHal. Los sub-HAL exponen diferentes listas de sensores. Cuando se activan los sensores, publican periódicamente eventos de sensores generados automáticamente en HalProxy según los intervalos especificados en una solicitud de sensor determinada.

Los sub-HAL falsos se pueden usar para probar cómo funciona el código completo de Multi-HAL con otros sub-HAL cargados en el sistema y para enfatizar varios aspectos del código de Multi-HAL de los sensores.

Hay dos sub-HAL falsos disponibles en hardware/interfaces/sensors/common/default/2.X/multihal/tests/fake_subhal/.

Para compilar y enviar los sub-HAL falsos a un dispositivo, sigue estos pasos:

  1. Ejecuta los siguientes comandos para compilar y enviar los tres sub-HAL falsos al dispositivo:

    $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. Actualiza la configuración de HAL de los sensores en /vendor/etc/sensors/hals.conf con las rutas de acceso de los sub-HAL falsos.

    /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. Reinicia HalProxy y carga los nuevos sub-HAL que se enumeran en la configuración.

    adb shell stop
adb shell start

Depuración

Los desarrolladores pueden depurar el framework con el comando lshal. Para solicitar el resultado de depuración del HAL de sensores, ejecuta el siguiente comando:

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

Luego, la información sobre el estado actual de HalProxy y sus sub-HAL se muestra en la terminal. A continuación, se muestra un ejemplo del resultado del comando para el objeto HalProxy y los sub-HAL falsos.

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

Si el número especificado para # of events on pending write queue es un número grande (1,000 o más), esto indica que hay muchos eventos pendientes de escribir en el framework de sensores. Esto indica que el servicio del sensor está bloqueado o falló y no está procesando eventos del sensor, o que se publicó recientemente un gran lote de eventos del sensor desde un sub-HAL.

Si el recuento de referencias de bloqueo de activación es mayor que 0, significa que HalProxy adquirió un bloqueo de activación. Solo debe ser mayor que 0 si se mantiene un ScopedWakelock de forma intencional o si se enviaron eventos de activación a HalProxy y el framework del sensor no los procesó.

El descriptor de archivos que se pasa al método de depuración de HalProxy se pasa a cada sub-HAL, por lo que los desarrolladores deben implementar el método de depuración como parte de la interfaz ISensorsSubHal.