AndroidQ 打通应用层到HAL层—(HAL模块实现)这篇文章中我们已经实现了自己的HAL,本篇我们实现一个HIDL服务,通过这个服务来调用HAL模块的函数
什么是HIDL
HIDL 全称为HAL interface definition language(发音为“hide-l”)是用于指定 HAL 和其用户之间的接口的一种接口描述语言 (IDL),Android O开始引入了HIDL这个概念。
HIDL和应用层AIDL差不多,AIDL常用于连接App和Framework,HIDL则是用来连接Framework和HAL,AIDL使用Binder通信,HIDL则使用HwBinder通信,他们都是通过Binder驱动完成通信,只不过两个Binder域不一样
为什么需要HIDL
目前Android系统生态是几乎每年google都会出一个Android大版本,而普通手机用户一部手机一般要用两三年,所以你会发现尽管Android系统已经升级到了10,马上11出来了,然后还是有很多用户依然使用的是Android 5,6,7等版本。
对普通用户来说如果不更换手机就很难跟上Android版本,这是因为OEM厂商在同一设备上进行系统升级需要花费时间金钱成本很高,导致他们不愿意升级,成本高的原因是Android O之前Android Framework的升级需要OEM将HAL也进行对应升级,Framework和HAL是一起被编译成system.img,它们存在高耦合。
针对这种情况google在Android O中引入了Treble计划,Treble的目的就是解耦Framework和HAL,就是通过HIDL来实现,Framework不再直接调用HAL,而是通过HIDL来间接使用HAL模块,每个HAL模块都可以对应一个HIDL服务,Framework层通过HwBinder创建HIDL服务。
通过HIDL服务来获取HAL相关模块继而打开HAL下的设备,而最终HAL也从system.img中分离,被编进一个单独的分区vendor.img,从而简化了Android系统升级的影响与难度。
HIDL的使用
HIDL可以分为:HIDL C++(C++实现)、HIDL Java(Java 实现),并且还主要分为直通式和绑定式,本篇文章使用的C++和直通式的HIDL,HIDL用起来非常简单,AOSP的hardware/interfaces/目录下有很多的HIDL,我们仿照其他HIDL创建自己的HIDL目录:hardware/interfaces/hello_hidl/1.0
并在此目录下创建一个IHello.hal文件:
package android.hardware.hello_hidl@1.0; interface IHello { addition_hidl(uint32_t a,uint32_t b) generates (uint32_t total); };
这个文件定义了一个addition_hidl函数,这个函数用来调用HAL的加法函数
然后就可以使用Android提供的工具hidl-gen来生成HIDL框架,执行如下命令:
PACKAGE=android.hardware.hello_hidl@1.0 LOC=hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/default/ hidl-gen -o $LOC -Lc++-impl -randroid.hardware:hardware/interfaces -randroid.hidl:system/libhidl/transport $PACKAGE hidl-gen -o $LOC -Landroidbp-impl -randroid.hardware:hardware/interfaces -randroid.hidl:system/libhidl/transport $PACKAGE
执行命令成功之后我们会发现hardware/interfaces/hello_hidl/1.0下多了一个default目录,进入default目录,里面有三个文件Android.bp,Hello.cpp,Hello.h
在这里插入图片描述
之后再在执行./hardware/interfaces/update-makefiles.sh这个命令,update-makefiles.sh这个脚本目的是为HIDL生成对应Android.bp文件
最后目录结构为:
在这里插入图片描述
接着我们还需要在default目录下增加一个空文件service.cpp,用作注册HIDL服务,我们采用直通式的HIDL,所以service.cpp的内容为:
#include#include // Generated HIDL files using android::IHello; using android::defaultPassthroughServiceImplementation; int main() { return defaultPassthroughServiceImplementation (); }
defaultPassthroughServiceImplementation函数最终会向HwServiceManager注册HIDL服务
接着我们来看看之前生成的文件,首先看Hello.h
// FIXME: your file license if you have one #pragma once #include#include #include namespace android { namespace hardware { namespace hello_hidl { namespace V1_0 { namespace implementation { using ::hidl_array; using ::hidl_memory; using ::hidl_string; using ::hidl_vec; using ::Return; using ::Void; using ::sp; struct Hello : public IHello { // Methods from ::IHello follow. Return addition_hidl(uint32_t a, uint32_t b) override; // Methods from ::IBase follow. }; // FIXME: most likely delete, this is only for passthrough implementations //去掉注释 extern "C" IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* name); } // namespace implementation } // namespace V1_0 } // namespace hello_hidl } // namespace hardware } // namespace android
系统自动生成了Hello结构体(当然也可以自己改为class),继承IHello接口,addition_hidl函数就需要在Hello.cpp中去实现了,因为我们采用直通式HIDL,所以需要将// extern “C” IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* name);的注释去掉
接着来看看Hello.cpp:
// FIXME: your file license if you have one #include "Hello.h" #includenamespace android { namespace hardware { namespace hello_hidl { namespace V1_0 { namespace implementation { // Methods from ::IHello follow. Return Hello::addition_hidl(uint32_t a, uint32_t b) { // TODO implement ALOGE("hello_hidl service is init success....a :%d,b:%d",a,b); return uint32_t {}; } // Methods from ::IBase follow. IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* /* name */) { return new Hello(); } } // namespace implementation } // namespace V1_0 } // namespace hello_hidl } // namespace hardware } // namespace android
同样需要去掉HIDL_FETCH_IHello函数的注释,采用直通式HIDL时,通过前面service.cpp中的defaultPassthroughServiceImplementation函数注册HIDL服务时,内部原理就是通过“HIDL_FETCH_”字串拼接defaultPassthroughServiceImplementation传递的IHello,找到HIDL_FETCH_IHello函数并获取IHello对象,我们可以看到HIDL_FETCH_IHello初始代码就是创建了一个Hello对象
在接着看default目录下的Android.bp:
cc_library_shared { name: "android.hardware.hello_hidl@1.0-impl", relative_install_path: "hw", proprietary: true, srcs: [ "Hello.cpp", ], shared_libs: [ "libhidlbase", "libhidltransport", "libutils", "android.hardware.hello_hidl@1.0", "liblog", "libutils", ], }
这个Android.bp会将Hello这个HIDL服务编译成一个android.hardware.hello_hidl@1.0-impl.so,它还依赖一个android.hardware.hello_hidl@1.0.so,这个so哪来的呢?
再接着看1.0目录下的Android.bp:
// This file is autogenerated by hidl-gen -Landroidbp. hidl_interface { name: "android.hardware.hello_hidl@1.0", root: "android.hardware", vndk: { enabled: true, }, srcs: [ "IHello.hal", ], interfaces: [ "android.hidl.base@1.0", ], gen_java: true, }
这个Android.bp会将hardware/interfaces/hello_hidl/1.0这个HIDL编译成一个android.hardware.hello_hidl@1.0.so,到这里我们发现service.cpp没有用到,所以我们还需要修改default目录下的Android.bp:
// FIXME: your file license if you have one cc_library_shared { name: "android.hardware.hello_hidl@1.0-impl", relative_install_path: "hw", proprietary: true, srcs: [ "Hello.cpp", ], shared_libs: [ "libhidlbase", "libhidltransport", "libutils", "liblog", "libhardware", "android.hardware.hello_hidl@1.0", "liblog", "libutils", ], } cc_binary { name: "android.hardware.hello_hidl@1.0-service", defaults: ["hidl_defaults"], relative_install_path: "hw", vendor: true, srcs: ["service.cpp"], shared_libs: [ "android.hardware.hello_hidl@1.0", "libhardware", "libhidlbase", "libhidltransport", "libutils", "liblog", ], }
新增加对service.cpp的编译,我们将service.cpp编译成一个二进制可执行文件android.hardware.hello_hidl@1.0-service.so,用来启动HIDL服务,好了,最终我们这个HIDL会编译出来如下三个so:
android.hardware.hello_hidl@1.0-impl.so
android.hardware.hello_hidl@1.0.so
android.hardware.hello_hidl@1.0-service.so
还有一点需要注意的是,这个HIDL想要被Framework获取使用还需要在manifest.xml中注册,
manifest.xml在手机vendor/etc/vintf/manifest.xml下,我们将这个文件pull出来然后添加如下代码:
android.hardware.hello_hidl hwbinder 1.0 IHello default @1.0::IHello/default
然后在Hello.cpp中添加一行log,之后进行编译
IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* /* name */) { ALOGE("hello_hidl service is init success...."); return new Hello(); }
执行mmm hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/
在这里插入图片描述
编译成功后我们将生成的三个so分别push到手机vendor/lib64/hw/,vendor/lib64/,vendor/bin/hw/目录下
adb push vendor/lib64/hw/android.hardware.hello_hidl@1.0-impl.so vendor/lib64/hw/
adb push system/lib64/android.hardware.hello_hidl@1.0.so vendor/lib64/
adb push vendor/bin/hw/android.hardware.hello_hidl@1.0-service vendor/bin/hw/
接着我们到手机vendor/bin/hw/目录下去执行android.hardware.hello_hidl@1.0-service这个二进制可执行文件,这个文件就会执行service.cpp的代码,调用defaultPassthroughServiceImplementation注册我们的HIDL服务
在这里插入图片描述
再看看log输出:
在这里插入图片描述
在执行android.hardware.hello_hidl@1.0-service时就会输入这句log,代表我们这个HIDL服务已经实现,其实通常的HIDL服务都是通过rc文件来开机启动的,我这里为了方便演示就没有写
再执行adb shell ps -A|grep -i --color "hello_hidl"命令看下这个服务状态
我们发现HIDL服务启动之后就会一直在后台,这个其实和AMS,WMS这种服务是类似的,启动之后在后台会等待client端访问
在这里插入图片描述
HIDL这个服务已经能够正常启动了,接着写一个测试程序看能否获取这个服务,并且调用该服务的函数,我在Hello.cpp的addition_hidl函数中添加了一句log:
ReturnHello::addition_hidl(uint32_t a, uint32_t b) { // TODO implement ALOGD("dongjiao...Hello::addition_hidl a = %d,b = %d",a,b); return uint32_t {}; }
测试程序写在hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/default目录下:
在这里插入图片描述
Hello_hidl_test.cpp:
#include#include #include using android::sp; using android::IHello; using android::Return; int main(){ android::sp hw_device = IHello::getService(); if (hw_device == nullptr) { ALOGD("dongjiao...failed to get hello-hidl"); return -1; } ALOGD("dongjiao...success to get hello-hidl...."); Return total = hw_device->addition_hidl(3,4); return 0; }
测试程序代码也比较简单,获取IHello的服务,然后调用addition_hidl函数
看一下Android.bp:
cc_binary { name: "Hello_hidl_test", srcs: ["Hello_hidl_test.cpp"], shared_libs: [ "liblog", "android.hardware.hello_hidl@1.0", "libhidlbase", "libhidltransport", "libhwbinder", "libutils", ], }
我们再编译这个测试程序,它会被编译成一个可执行二进制文件Hello_hidl_test
编译命令:
mmm hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/default/test/
在这里插入图片描述
编译成功了,将这个可执行文件push到手机/system/bin/目录下
在执行Hello_hidl_test之前别忘了把HIDL服务启动起来
在这里插入图片描述
接着执行Hello_hidl_test
在这里插入图片描述
然后看log输出
在这里插入图片描述
可以看到成功了,成功获取到了HIDL服务并且调用了该服务的addition_hidl函数,将我们的参数传递了过去,实际开发中就可以在获取HIDL服务时打开HAL模块,然后可以直接调用HAL的函数。 上一篇文章其实也写了测试程序测自定义的HAL模块,我们只需要将上一篇文章中的测试程序中的代码copy到HIDL初始化代码中就能够调用HAL的那个加法函数了,具体就不测试了。
到这里HIDL服务已经成功实现并且能够正常使用,HIDL这个框架用起来还是比较简单的,大部分代码都是通过工具生成的。
审核编辑:汤梓红
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