
Die Kamera-Hardware-Abstraktionsschicht (HAL) von Android verbindet die übergeordneten Kamera-Framework-APIs in Kamera 2 mit Ihrem zugrunde liegenden Kameratreiber und Ihrer zugrunde liegenden Hardware. Das Kamera-Subsystem enthält Implementierungen für Kamera-Pipeline-Komponenten, während die Kamera-HAL Schnittstellen zur Verwendung bei der Implementierung Ihrer Version dieser Komponenten bereitstellt.
Die Architektur
Die folgende Abbildung und Liste beschreiben die HAL-Komponenten.

Abbildung 1. Kameraarchitektur
- App-Framework
- Auf der App-Framework-Ebene befindet sich der Code der App, der die Kamera 2 -API verwendet, um mit der Kamerahardware zu interagieren. Intern ruft dieser Code entsprechende Binder -Schnittstellen auf, um auf den nativen Code zuzugreifen, der mit der Kamera interagiert.
- AIDL
- Die mit
CameraService
Binder-Schnittstelle finden Sie unter frameworks/av/camera/aidl/android/hardware . Der generierte Code ruft den nativen Code auf niedrigerer Ebene auf, um Zugriff auf die physische Kamera zu erhalten, und gibt Daten zurück, die verwendet werden, um dieCameraDevice
und schließlichCameraCaptureSession
-Objekte auf Frameworkebene zu erstellen. - natives Framework
- Dieses Framework, das sich in
frameworks/av/
befindet, stellt ein natives Äquivalent zu den KlassenCameraDevice
undCameraCaptureSession
bereit. Siehe auch NDK-Kamera2-Referenz . - binder IPC-Schnittstelle
- Die IPC Binderschnittstelle erleichtert die Kommunikation über Prozessgrenzen hinweg. Es gibt mehrere Kamera-Binder-Klassen im Verzeichnis
frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware
, die den Kameradienst aufrufen.ICameraService
ist die Schnittstelle zum Kameradienst;ICameraDeviceUser
ist die Schnittstelle zu einem bestimmten geöffneten Kameragerät; undICameraServiceListener
undICameraDeviceCallbacks
sind die jeweiligenCameraService
undCameraDevice
Rückrufe an das Anwendungsframework. - Kameraservice
- Der Kameradienst, der sich in
frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp
befindet, ist der eigentliche Code, der mit der HAL interagiert. - HAL
- Die Hardwareabstraktionsschicht definiert die Standardschnittstelle, die der Kameradienst aufruft und die Sie implementieren müssen, damit Ihre Kamerahardware ordnungsgemäß funktioniert.
Implementierung der HAL
Die HAL befindet sich zwischen dem Kameratreiber und dem übergeordneten Android-Framework und definiert eine Schnittstelle, die Sie implementieren müssen, damit Apps die Kamerahardware korrekt bedienen können. Die HIDL- Schnittstellen für die Kamera-HAL sind in hardware/interfaces/camera definiert.
Eine typische binderisierte HAL muss die folgenden HIDL-Schnittstellen implementieren:
-
ICameraProvider
: Zum Auflisten einzelner Geräte und Verwalten ihres Status. -
ICameraDevice
: Die Kamerageräteschnittstelle. -
ICameraDeviceSession
: Die Sitzungsschnittstelle des aktiven Kamerageräts.
Referenz-HIDL-Implementierungen sind für CameraProvider.cpp
, CameraDevice.cpp
und CameraDeviceSession.cpp
. Die Implementierung umschließt alte HALs, die noch die Legacy-API verwenden. Ab Android 8.0 müssen Kamera-HAL-Implementierungen die HIDL-API verwenden; Die Verwendung der Legacy-Schnittstelle wird nicht unterstützt.
Eingabevalidierung
Da die HAL Zugriff auf andere Ressourcen als der Kameradienst hat, wird die Grenze zwischen den beiden als Sicherheitsgrenze behandelt. Dies bedeutet, dass Parameter, die vom Kameradienst übergeben werden, als nicht vertrauenswürdig und nicht bereinigt gelten. Um Sicherheitslücken zu vermeiden, die es Angreifern ermöglichen, Berechtigungen zu eskalieren oder auf Daten zuzugreifen, auf die sie keinen Zugriff haben sollen, muss die Kamera-HAL Parameter validieren, die vom Kameradienst an die HAL übergeben werden. Dazu gehört die Überprüfung, ob die Pufferlängenwerte innerhalb zulässiger Bereiche liegen, und die Bereinigung der Parameter vor der Verwendung und vor der Weitergabe an Hardware- oder Kerneltreiber.
Ältere HAL-Komponenten
Dieser Abschnitt beschreibt die Architektur der Legacy-HAL-Komponenten und die Implementierung der HAL. Kamera-HAL-Implementierungen auf Android 8.0 und höher müssen stattdessen die oben beschriebene HIDL-API verwenden.
Architektur (Vermächtnis)
Die folgende Abbildung und Liste beschreiben die HAL-Komponenten der Legacy-Kamera.

Abbildung 2. Legacy-Kameraarchitektur
- App-Framework
- Auf der Ebene des App-Frameworks befindet sich der Code der App, der die
android.hardware.Camera
API verwendet, um mit der Kamerahardware zu interagieren. Intern ruft dieser Code eine entsprechende JNI-Glue-Klasse auf, um auf den nativen Code zuzugreifen, der mit der Kamera interagiert. - JNI
- Der mit
android.hardware.Camera
JNI-Code befindet sich inframeworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp
. Dieser Code ruft den untergeordneten nativen Code auf, um Zugriff auf die physische Kamera zu erhalten, und gibt Daten zurück, die zum Erstellen desandroid.hardware.Camera
Objekts auf Framework-Ebene verwendet werden. - natives Framework
- Das in
frameworks/av/camera/Camera.cpp
definierte native Framework stellt ein natives Äquivalent zurandroid.hardware.Camera
-Klasse bereit. Diese Klasse ruft die IPC-Binder-Proxys auf, um Zugriff auf den Kameradienst zu erhalten. - Binder IPC-Proxys
- Die IPC Binder Proxys erleichtern die Kommunikation über Prozessgrenzen hinweg. Es gibt drei Kamera-Binder-Klassen, die sich im Verzeichnis
frameworks/av/camera
befinden, das den Kameradienst aufruft.ICameraService
ist die Schnittstelle zum Kameradienst,ICamera
ist die Schnittstelle zu einem bestimmten geöffneten Kameragerät undICameraClient
ist die Schnittstelle des Geräts zurück zum App-Framework. - Kameraservice
- Der Kameradienst, der sich in
frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp
befindet, ist der eigentliche Code, der mit der HAL interagiert. - HAL
- Die Hardwareabstraktionsschicht definiert die Standardschnittstelle, die der Kameradienst aufruft und die Sie implementieren müssen, damit Ihre Kamerahardware ordnungsgemäß funktioniert.
- Kernel-Treiber
- Der Treiber der Kamera interagiert mit der eigentlichen Kamerahardware und Ihrer Implementierung der HAL. Die Kamera und der Treiber müssen die Bildformate YV12 und NV21 unterstützen, um die Vorschau des Kamerabilds auf dem Display und die Videoaufzeichnung zu unterstützen.
Implementieren der HAL (Legacy)
Die HAL befindet sich zwischen dem Kameratreiber und dem übergeordneten Android-Framework und definiert eine Schnittstelle, die Sie implementieren müssen, damit Apps die Kamerahardware korrekt bedienen können. Die HAL-Schnittstelle ist in den Header-Dateien hardware/libhardware/include/hardware/camera.h
und hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h
.
camera_common.h
definiert camera_module
, eine Standardstruktur zum Abrufen allgemeiner Informationen über die Kamera, wie z. B. die Kamera-ID und Eigenschaften, die allen Kameras gemeinsam sind (d. h. ob es sich um eine nach vorne oder hinten gerichtete Kamera handelt).
camera.h
enthält Code, der android.hardware.Camera
entspricht. Diese Header-Datei deklariert eine camera_device
Struktur, die wiederum eine camera_device_ops
Struktur mit Zeigern auf Funktionen enthält, die die HAL-Schnittstelle implementieren. Eine Dokumentation zu den Kameraparametern, die Entwickler festlegen können, finden Sie unter frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h
. Diese Parameter werden mit der Funktion gesetzt, auf die int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms)
in der HAL zeigt.
Ein Beispiel für eine HAL-Implementierung finden Sie in der Implementierung für Galaxy Nexus HAL in hardware/ti/omap4xxx/camera
.
Konfigurieren der gemeinsam genutzten Bibliothek
Richten Sie das Android-Buildsystem ein, um die HAL-Implementierung korrekt in eine gemeinsam genutzte Bibliothek zu packen, und kopieren Sie sie an den entsprechenden Speicherort, indem Sie eine Android.mk
-Datei erstellen:
- Erstellen Sie ein
device/<company_name>/<device_name>/camera
“, das die Quelldateien Ihrer Bibliothek enthält. - Erstellen Sie eine
Android.mk
-Datei, um die gemeinsam genutzte Bibliothek zu erstellen. Stellen Sie sicher, dass das Makefile die folgenden Zeilen enthält:LOCAL_MODULE := camera.<device_name> LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
Ihre Bibliothek muss
camera.<device_name>
heißen (.so
wird automatisch angehängt), damit Android die Bibliothek korrekt laden kann. Ein Beispiel finden Sie im Makefile für die Galaxy Nexus-Kamera inhardware/ti/omap4xxx/Android.mk
. - Geben Sie an, dass Ihr Gerät über Kamerafunktionen verfügt, indem Sie die erforderlichen XML-Funktionsdateien in das Verzeichnis
frameworks/native/data/etc
mit dem Makefile Ihres Geräts kopieren. Um beispielsweise anzugeben, dass Ihr Gerät über einen Kamerablitz verfügt und automatisch fokussieren kann, fügen Sie die folgenden Zeilen in das Makefile<device>/<company_name>/<device_name>/device.mk
Ihres Geräts ein: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 \
Ein Beispiel für ein Geräte-Makefile finden Sie unter
device/samsung/tuna/device.mk
. - Deklarieren Sie den Mediencodec, das Format und die Auflösungsfunktionen Ihrer Kamera in den XML-Dateien
device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml
und „device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml
. Einzelheiten finden Sie unter Verfügbarmachen von Codecs für das Framework . - Fügen Sie die folgenden Zeilen in das Makefile
device/<company_name>/<device_name>/device.mk
Ihres Geräts ein, um die Dateienmedia_profiles.xml
undmedia_codecs.xml
an den entsprechenden Speicherort zu kopieren:# 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
- Um die Kamera-App in das Systemabbild Ihres Geräts aufzunehmen, geben Sie sie in der
PRODUCT_PACKAGES
Variablen in der Makefile-Datei „device/<company>/<device>/device.mk
Ihres Geräts an:PRODUCT_PACKAGES := \ Gallery2 \ ...