Kamera

Ikon Kamera Android HAL

Lapisan abstraksi perangkat keras kamera (HAL) Android menghubungkan API framework kamera tingkat yang lebih tinggi di Kamera 2 ke driver dan perangkat keras kamera yang mendasarinya. Subsistem kamera mencakup implementasi untuk komponen saluran kamera sementara kamera HAL menyediakan antarmuka untuk digunakan dalam mengimplementasikan versi komponen ini.

Arsitektur

Gambar dan daftar berikut menjelaskan komponen HAL.

Arsitektur kamera Android

Gambar 1. Arsitektur kamera

kerangka aplikasi
Pada tingkat kerangka aplikasi terdapat kode aplikasi, yang menggunakan API Kamera 2 untuk berinteraksi dengan perangkat keras kamera. Secara internal, kode ini memanggil antarmuka Binder yang sesuai untuk mengakses kode asli yang berinteraksi dengan kamera.
AIDL
Antarmuka pengikat yang terkait dengan CameraService dapat ditemukan di frameworks/av/camera/aidl/android/hardware . Kode yang dihasilkan memanggil kode asli tingkat bawah untuk mendapatkan akses ke kamera fisik dan mengembalikan data yang digunakan untuk membuat objek CameraDevice dan akhirnya CameraCaptureSession di tingkat kerangka kerja.
kerangka asli
Kerangka kerja yang berada di frameworks/av/ ini menyediakan setara asli dengan kelas CameraDevice dan CameraCaptureSession . Lihat juga referensi kamera2 NDK .
antarmuka IPC pengikat
Antarmuka pengikat IPC memfasilitasi komunikasi melalui batas-batas proses. Ada beberapa kelas pengikat kamera yang terletak di direktori frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware yang memanggil layanan kamera. ICameraService adalah antarmuka ke layanan kamera; ICameraDeviceUser adalah antarmuka ke perangkat kamera tertentu yang dibuka; dan ICameraServiceListener dan ICameraDeviceCallbacks masing-masing merupakan panggilan balik CameraService dan CameraDevice ke kerangka aplikasi.
layanan kamera
Layanan kamera, yang terletak di frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , adalah kode sebenarnya yang berinteraksi dengan HAL.
HAL
Lapisan abstraksi perangkat keras mendefinisikan antarmuka standar yang digunakan oleh layanan kamera dan yang harus Anda terapkan agar perangkat keras kamera Anda berfungsi dengan benar.

Melaksanakan HAL

HAL berada di antara driver kamera dan framework Android tingkat tinggi dan mendefinisikan antarmuka yang harus Anda terapkan agar aplikasi dapat mengoperasikan perangkat keras kamera dengan benar. Antarmuka HIDL untuk Kamera HAL ditentukan dalam hardware/interfaces/camera .

HAL yang dibinderisasi pada umumnya harus mengimplementasikan antarmuka HIDL berikut:

Referensi implementasi HIDL tersedia untuk CameraProvider.cpp , CameraDevice.cpp , dan CameraDeviceSession.cpp . Implementasinya membungkus HAL lama yang masih menggunakan API lama . Mulai Android 8.0, implementasi Camera HAL harus menggunakan HIDL API; penggunaan antarmuka lama tidak didukung.

Validasi masukan

Karena HAL memiliki akses ke sumber daya yang berbeda dengan layanan kamera, batas antara keduanya diperlakukan sebagai batas keamanan. Artinya, parameter yang diteruskan dari layanan kamera dianggap tidak tepercaya dan tidak bersih. Untuk mencegah kerentanan keamanan yang memungkinkan penyerang meningkatkan hak istimewa atau mengakses data yang tidak seharusnya mereka akses, HAL kamera harus memvalidasi parameter yang diteruskan dari layanan kamera ke HAL. Hal ini termasuk memeriksa apakah nilai panjang buffer berada dalam rentang yang diperbolehkan dan membersihkan parameter sebelum digunakan dan sebelum meneruskannya ke perangkat keras atau driver kernel.

Komponen HAL lama

Bagian ini menjelaskan arsitektur komponen HAL lama dan cara mengimplementasikan HAL. Implementasi Camera HAL di Android 8.0 dan lebih tinggi harus menggunakan HIDL API, seperti dijelaskan di atas.

Arsitektur (warisan)

Gambar dan daftar berikut menjelaskan komponen HAL kamera lawas.

Arsitektur kamera Android

Gambar 2. Arsitektur kamera lama

kerangka aplikasi
Pada level framework aplikasi terdapat kode aplikasi yang menggunakan API android.hardware.Camera untuk berinteraksi dengan hardware kamera. Secara internal, kode ini memanggil kelas lem JNI yang sesuai untuk mengakses kode asli yang berinteraksi dengan kamera.
JNI
Kode JNI yang terkait dengan android.hardware.Camera terletak di frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp . Kode ini memanggil kode asli tingkat rendah untuk mendapatkan akses ke kamera fisik dan mengembalikan data yang digunakan untuk membuat objek android.hardware.Camera di tingkat kerangka kerja.
kerangka asli
Kerangka kerja asli yang didefinisikan dalam frameworks/av/camera/Camera.cpp menyediakan setara asli dengan kelas android.hardware.Camera . Kelas ini memanggil proxy pengikat IPC untuk mendapatkan akses ke layanan kamera.
pengikat proxy IPC
Proksi pengikat IPC memfasilitasi komunikasi melalui batas-batas proses. Ada tiga kelas pengikat kamera yang terletak di direktori frameworks/av/camera yang memanggil layanan kamera. ICameraService adalah antarmuka ke layanan kamera, ICamera adalah antarmuka ke perangkat kamera tertentu yang dibuka, dan ICameraClient adalah antarmuka perangkat yang kembali ke kerangka aplikasi.
layanan kamera
Layanan kamera, yang terletak di frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , adalah kode sebenarnya yang berinteraksi dengan HAL.
HAL
Lapisan abstraksi perangkat keras mendefinisikan antarmuka standar yang digunakan oleh layanan kamera dan yang harus Anda terapkan agar perangkat keras kamera Anda berfungsi dengan benar.
driver kernel
Driver kamera berinteraksi dengan perangkat keras kamera sebenarnya dan implementasi HAL Anda. Kamera dan driver harus mendukung format gambar YV12 dan NV21 untuk memberikan dukungan untuk melihat pratinjau gambar kamera pada tampilan dan perekaman video.

Menerapkan HAL (warisan)

HAL berada di antara driver kamera dan framework Android tingkat tinggi dan mendefinisikan antarmuka yang harus Anda terapkan agar aplikasi dapat mengoperasikan perangkat keras kamera dengan benar. Antarmuka HAL didefinisikan dalam file header hardware/libhardware/include/hardware/camera.h dan hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h .

camera_common.h mendefinisikan camera_module , struktur standar untuk memperoleh informasi umum tentang kamera, seperti ID kamera dan properti umum untuk semua kamera (yaitu, apakah kamera depan atau belakang).

camera.h berisi kode yang sesuai dengan android.hardware.Camera . File header ini mendeklarasikan struct camera_device yang pada gilirannya berisi struct camera_device_ops dengan pointer ke fungsi yang mengimplementasikan antarmuka HAL. Untuk dokumentasi tentang parameter kamera yang dapat diatur oleh pengembang, lihat frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h . Parameter ini disetel dengan fungsi yang ditunjukkan oleh int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms) di HAL.

Untuk contoh implementasi HAL, lihat implementasi untuk Galaxy Nexus HAL di hardware/ti/omap4xxx/camera .

Mengonfigurasi perpustakaan bersama

Siapkan sistem build Android untuk mengemas implementasi HAL dengan benar ke dalam pustaka bersama dan salin ke lokasi yang sesuai dengan membuat file Android.mk :

  1. Buat direktori device/<company_name>/<device_name>/camera untuk memuat file sumber perpustakaan Anda.
  2. Buat file Android.mk untuk membangun perpustakaan bersama. Pastikan makefile berisi baris berikut:
    LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
    LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
    

    Pustaka Anda harus diberi nama camera.<device_name> ( .so ditambahkan secara otomatis), sehingga Android dapat memuat pustaka dengan benar. Sebagai contoh, lihat makefile untuk kamera Galaxy Nexus yang terletak di hardware/ti/omap4xxx/Android.mk .

  3. Tentukan perangkat Anda memiliki fitur kamera dengan menyalin file XML fitur yang diperlukan di direktori frameworks/native/data/etc dengan makefile perangkat Anda. Misalnya, untuk menentukan perangkat Anda memiliki flash kamera dan dapat fokus otomatis, tambahkan baris berikut di <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile perangkat Anda:
    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 \
    

    Untuk contoh makefile perangkat, lihat device/samsung/tuna/device.mk .

  4. Deklarasikan kemampuan codec, format, dan resolusi media kamera Anda dalam file XML device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml dan device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml . Untuk detailnya, lihat Mengekspos codec ke kerangka kerja .
  5. Tambahkan baris berikut di device/<company_name>/<device_name>/device.mk perangkat Anda untuk menyalin file media_profiles.xml dan media_codecs.xml ke lokasi yang sesuai:
    # 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. Untuk menyertakan aplikasi Kamera dalam citra sistem perangkat Anda, tentukan aplikasi tersebut dalam variabel PRODUCT_PACKAGES di device/<company>/<device>/device.mk makefile:
    PRODUCT_PACKAGES := \
    Gallery2 \
    ...