相機

Android 的相機硬體抽象層 (HAL) 會將 Camera 2 中的高階相機架構 API 連線至底層相機驅動程式和硬體。相機子系統包含相機管道元件的實作項目，而相機 HAL 則提供介面，用於實作這些元件的版本。

建築

下圖和清單說明 HAL 元件。

圖 1. 相機架構

應用程式架構

在應用程式架構層級，應用程式的程式碼會使用 Camera 2 API 與相機硬體互動。在內部，這段程式碼會呼叫對應的 Binder 介面，存取與攝影機互動的原生程式碼。

AIDL

與 CameraService 相關聯的繫結器介面位於 frameworks/av/camera/aidl/android/hardware。 產生的程式碼會呼叫較低層級的原生程式碼，取得實體攝影機的存取權，並傳回用於建立 CameraDevice 和最終 CameraCaptureSession 物件的資料 (位於架構層級)。

原生架構

這個架構位於 frameworks/av/ 中，提供與 CameraDevice 和 CameraCaptureSession 類別對應的原生類別。另請參閱 NDK camera2 參考資料。

繫結器 IPC 介面

IPC 繫結器介面可促進跨程序界線的通訊。 frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware 目錄中有幾個攝影機繫結器類別，會呼叫攝影機服務。 ICameraService 是相機服務的介面； ICameraDeviceUser 是特定已開啟相機裝置的介面； ICameraServiceListener 和 ICameraDeviceCallbacks 分別是應用程式架構的 CameraService 和 CameraDevice 回呼。

攝影機服務

位於 frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp 的攝影機服務，是與 HAL 互動的實際程式碼。

HAL

硬體抽象層定義相機服務呼叫的標準介面，您必須實作這個介面，相機硬體才能正常運作。

實作 HAL

HAL 位於相機驅動程式和較高層級的 Android 架構之間，並定義您必須實作的介面，應用程式才能正確操作相機硬體。相機 HAL 的 HIDL 介面定義於 hardware/interfaces/camera。

典型的繫結 HAL 必須實作下列 HIDL 介面：

• ICameraProvider： 用於列舉個別裝置及管理裝置狀態。
• ICameraDevice： 攝影機裝置介面。
• ICameraDeviceSession： 作用中的攝影機裝置工作階段介面。

參考 HIDL 實作適用於 CameraProvider.cpp、 CameraDevice.cpp 和 CameraDeviceSession.cpp。實作會包裝仍使用舊版 API 的舊版 HAL。從 Android 8.0 開始，Camera HAL 實作必須使用 HIDL API；系統不支援使用舊版介面。

輸入驗證

由於 HAL 可存取的資源與攝影機服務不同，因此兩者之間的界線會視為安全界線。也就是說，從相機服務傳遞的參數會被視為不受信任且未經過清理。為避免安全漏洞導致攻擊者提升權限或存取不應存取的資料，相機 HAL 必須驗證從相機服務傳遞至 HAL 的參數。包括檢查緩衝區長度值是否在允許範圍內，以及在使用參數前和將參數傳遞至硬體或核心驅動程式前，對參數進行清理。

舊版 HAL 元件

本節說明舊版 HAL 元件的架構，以及如何實作 HAL。Android 8.0 以上版本的 Camera HAL 實作項目必須改用上述 HIDL API。

架構 (舊版)

下圖和清單說明舊版攝影機 HAL 元件。

圖 2. 舊版攝影機架構

應用程式架構

在應用程式架構層級，應用程式的程式碼會使用 android.hardware.Camera API 與相機硬體互動。在內部，這段程式碼會呼叫對應的 JNI 黏著類別，存取與攝影機互動的原生程式碼。

JNI

與 android.hardware.Camera 相關聯的 JNI 程式碼位於 frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp。這段程式碼會呼叫較低層級的原生程式碼，取得實體攝影機的存取權，並傳回用於在架構層級建立 android.hardware.Camera 物件的資料。

原生架構

frameworks/av/camera/Camera.cpp 中定義的原生架構提供原生類別，相當於 android.hardware.Camera 類別。這個類別會呼叫 IPC 繫結器 Proxy，以取得攝影機服務的存取權。

繫結 IPC Proxy

IPC 繫結器 Proxy 可促進跨程序界線的通訊。 有三個攝影機繫結器類別位於 frameworks/av/camera 目錄中，會呼叫攝影機服務。ICameraService 是相機服務的介面，ICamera 是特定開啟相機裝置的介面，而 ICameraClient 則是裝置返回應用程式架構的介面。

攝影機服務

位於 frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp 的攝影機服務，是與 HAL 互動的實際程式碼。

HAL

硬體抽象層定義相機服務呼叫的標準介面，您必須實作這個介面，相機硬體才能正常運作。

核心驅動程式

攝影機的驅動程式會與實際攝影機硬體和 HAL 實作項目互動。相機和驅動程式必須支援 YV12 和 NV21 影像格式，才能在螢幕上預覽相機影像和錄製影片。

實作 HAL (舊版)

HAL 位於相機驅動程式和較高層級的 Android 架構之間，並定義您必須實作的介面，應用程式才能正確操作相機硬體。HAL 介面定義於 hardware/libhardware/include/hardware/camera.h 和 hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h 標頭檔案中。

camera_common.h 定義 camera_module，這是一種標準結構，可取得相機的一般資訊，例如相機 ID 和所有相機通用的屬性 (也就是前置或後置鏡頭)。

camera.h 包含對應至 android.hardware.Camera 的程式碼。這個標頭檔案會宣告 camera_device 結構體，其中又包含 camera_device_ops 結構體，以及指向實作 HAL 介面的函式指標。如要參閱開發人員可設定的攝影機參數說明文件，請前往 frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h。這些參數會透過 HAL 中 int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms) 指向的函式設定。

如需 HAL 實作範例，請參閱 hardware/ti/omap4xxx/camera 中的 Galaxy Nexus HAL 實作。

設定共用程式庫

設定 Android 建構系統，將 HAL 實作項目正確封裝至共用程式庫，並建立 Android.mk 檔案，將其複製到適當位置：

1. 建立 device/<company_name>/<device_name>/camera 目錄，存放程式庫的來源檔案。
2. 建立 Android.mk 檔案來建構共用程式庫。確認 makefile 包含下列幾行：

   LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
   LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
   

   程式庫必須命名為 camera.<device_name> (系統會自動附加 .so)，Android 才能正確載入程式庫。如需範例，請參閱 hardware/ti/omap4xxx/Android.mk 中的 Galaxy Nexus 相機 Makefile。

3. 在裝置的 Makefile 中，將 frameworks/native/data/etc 目錄中必要的 XML 檔案複製到裝置的 Makefile，即可指定裝置具備相機功能。舉例來說，如要指定裝置有相機閃光燈且可自動對焦，請在裝置的 <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile 中加入下列程式碼：

   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 \
   

   如需裝置 Makefile 的範例，請參閱 device/samsung/tuna/device.mk。

4. 在 device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml 和 device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml XML 檔案中，宣告攝影機的媒體轉碼器、格式和解析度功能。詳情請參閱「向架構公開轉碼器」。
5. 在裝置的 device/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile 中新增下列幾行，將 media_profiles.xml 和 media_codecs.xml 檔案複製到適當位置：

   # 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. 如要在裝置的系統映像檔中加入「相機」應用程式，請在裝置的 PRODUCT_PACKAGES變數中指定該應用程式 device/<company>/<device>/device.mk makefile：

   PRODUCT_PACKAGES := \
   Gallery2 \
   ...