AOSP添加新硬體裝置開發-HIDL層

一，準備

二，添加hal檔案

三，實作hal檔案

四，添加service

五，啟動rc檔案

六，生成Android.bp檔案

七，SELinux權限

八，編譯

android裝置添加一個外圍裝置，不像嵌入式那麼簡單，系統越複雜加入的方式越雜，但是萬物都有規矩可尋，有方法可走。這篇文章就說說HAL和使用者之間的接口HIDL。

Google:https://source.android.google.cn/devices/architecture/hidl

google 官方這樣解釋：HAL 接口定義語言（簡稱 HIDL，發音為“hide-l”）是用于指定 HAL 和其使用者之間的接口的一種接口描述語言 (IDL)。

HIDL 允許指定類型和方法調用（會彙集到接口和軟體包中）。從更廣泛的意義上來說，HIDL 是用于在可以獨立編譯的代碼庫之間進行通信的系統。

HIDL 旨在用于程序間通信 (IPC)。程序之間的通信采用 Binder 機制。對于必須與程序相關聯的代碼庫，還可以使用直通模式（在 Java 中不受支援）。

HIDL 可指定資料結構和方法簽名，這些内容會整理歸類到接口（與類相似）中，而接口會彙集到軟體包中。盡管 HIDL 具有一系列不同的關鍵字，但 C++ 和 Java 程式員對 HIDL 的文法并不陌生。此外，HIDL 還使用 Java 樣式的注釋。

在Android8.0開始，google引入了Treble機制，為了友善Android系統的快速移植、更新、穩定，Android引入了HAL Binder機制，把framework和HAL進行隔離，減少了之間的耦合性，使得framework可以被覆寫更新，不用對HAL編譯更新。

用圖檔展示一下兩者的差别：

AOSP添加新硬體裝置開發-HIDL層

Android8.0之前，HAL的調用方式為Legacy HAL, HAL都是編譯成so,然後動态連結到各個frameworks service中去，到了8.0，google為了給廠商一些修改時間，保持了Android的向前相容性，另外設計了一套直通式（Passthrough）的HAL,保留動态庫的HAL調用方式，

binderservice連結動态庫Hal的實作。

8.0之後，google規定廠商新增的HAL都需要切換到綁定式HAL(Binderized)。

在從

libhardware

HAL 轉換為 HIDL HAL 的過程中，HAL 實作成為伺服器，而調用 HAL 的程序則成為用戶端。預設實作可提供直通和 Binder 化 HAL，并可能會随着時間而發生變化：

AOSP添加新硬體裝置開發-HIDL層

Hal的發展曆程

Legacy Hal：Android 8.0 之前版本的 HAL 都是編譯成 so，然後動态連結到各個 frameworks service 中去。

Passthrough Hal：該模式是為了相容舊版的 HAL，舊版 HAL 實作仍以動态庫的方式提供，隻是 binder service 連結了動态庫 HAL 實作，即 binder service 通過 hw_get_module 連結了舊版的 hal 實作，而使用者端通過與 binder service IPC 通信，間接實作了與舊版 HAL 的互動。

Binderized HAL：HAL 與使用者調用在不同的程序中，HAL 被寫成 binder service，而使用者接口如 frameworks 作為 binder client 通過 IPC 機制實作跨程序接口調用。

概念介紹到這裡，了解更清楚的話，可以去google官網閱讀相關内容。

實作一個回調案例

代碼結構

├── bearpi

│ └── 1.0

│ ├── Android.bp

│ ├── current.txt

│ ├── default

│ │ ├── Android.bp

│ │ ├── [email protected]

│ │ ├── BearPi.cpp

│ │ ├── BearPi.h

│ │ └── service.cpp

│ ├── IBearPiClientCallback.hal

│ ├── IBearPi.hal

│ ├── test

│ │ ├── Android.bp

│ │ └── BearPiTest.cpp

│ └── types.hal

一，準備

我們需要用的hidl-gen 工具去生成檔案，這個工具可以通過編譯得到

source build/envsetup.sh

lunch xxx

make

先整編一下需要添加的aosp。

二，添加hal檔案

在hardware/interfaces目錄下建立bearpi,我們從1.0版本開始，default目錄為實作hal的存放路徑

mkdir -p bearpi/1.0/default

很多現有的HAL實作會與硬體異步通信，需要以異步的方式通知用戶端發生的事件，比如，指令下發後傳回執行狀态。HIDL接口可以用作異步回調。

在bearpi/1.0路徑下建立兩個hal檔案，

IBearPi.hal

package [email protected]; ----------------------------------------------------------------------------------------------->軟體包名

import IBearPiClientCallback; --------------------------------------------------------------------------------------------------------------->

import

語句是用于通路其他軟體包中的軟體包接口和類型的 HIDL 機制

interface IBearPi{

setNotify(IBearPiClientCallback callback) generates (uint64_t bearpiId); --------------------------------------------------->設定回調

test() generates (uint64_t testresult);

};

IBearPiClientCallback.hal

package [email protected];

interface IBearPiClientCallback {

oneway onResult(uint64_t deviceId, BearPiAcquiredInfo acquiredInfo, uint32_t vendorCode);------------------------>回調函數

};

types.hal --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------->

 types.hal

檔案并不定義接口，而是定義軟體包中每個接口可以通路的資料類型

package [email protected];

enum BearPiAcquiredInfo : int32_t {

ACQUIRED_GOOD = 0,

ACQUIRED_PARTIAL = 1,

ACQUIRED_INSUFFICIENT = 2,

ACQUIRED_IMAGER_DIRTY = 3,

ACQUIRED_TOO_SLOW = 4,

ACQUIRED_TOO_FAST = 5,

ACQUIRED_VENDOR = 6

};

注意軟體包字首對應的位置，android.hardware.* -----hardware/interfaces) {---------------------------------------------->打開就是直通模式，注釋使用綁定式

//return new BearPi();

//}

} // namespace implementation

} // namespace V1_0

} // namespace bearpi

} // namespace hardware

} // namespace android

四，添加service

在default路徑下建立service.cpp

#define LOG_TAG "fht"

#include <android/log.h>

#include <hidl/HidlSupport.h>

#include <hidl/HidlTransportSupport.h>

#include <android/hardware/bearpi/1.0/IBearPi.h>

#include <android/hardware/bearpi/1.0/types.h>

#include "BearPi.h"

using android::hardware::bearpi::V1_0::IBearPi;

using android::hardware::bearpi::V1_0::implementation::BearPi;

using android::hardware::configureRpcThreadpool;

using android::hardware::joinRpcThreadpool;

using android::sp;

int main(){

ALOGD("Bearpi service start ");

android::sp<IBearPi> bear = BearPi::getInstance();

//綁定式服務

// This function must be called before you join to ensure the proper
// number of threads are created. The threadpool will never exceed
// size one because of this call.

//如果“callerWillJoin”為true，則表示調用方将加入線程池，是以核心需要少建立一個線程。

//如果“callerWillJoin”為false，我們仍然會在本地生成一個線程，我們還應該告訴核心建立的線程比這裡請求的少一個。

configureRpcThreadpool(1, true ); // 用于設定目前程序用于hwbinder通信的最大線程數

if (bear != nullptr) {

if (::android::OK != bear->registerAsService()) { //注冊服務

return 1;

}

} else {

ALOGE("Can't create instance of bearpi, nullptr");

}

ALOGD("Bearpi service registerAsService ");

// Adds this thread to the threadpool, resulting in one total
 // thread in the threadpool. We could also do other things, but
 // would have to specify 'false' to willJoin in configureRpcThreadpool

joinRpcThreadpool();

return 0; // should never get here

//直通式服務,

defaultPassthroughServiceImplementation

将對提供的

-impl

庫執行

dlopen()

操作，并将其作為 Binder 化服務提供

//return defaultPassthroughServiceImplementation<IBearPi>("BearPi");

}

五，啟動rc檔案

在default路徑下建立 [email protected]

service vendor.bear_hal /vendor/bin/hw/[email protected]

# "class hal" causes a race condition on some devices due to files created

# in /data. As a workaround, postpone startup until later in boot once

# /data is mounted.

class hal

user system

group system system

六，生成Android.bp檔案

檔案建立成功後，需要加入編譯，下面我們使用hidl-gen生成對應的Android.bp檔案

生成1.0架構接口庫

hidl-gen -Landroidbp -randroid.hardware:hardware/interfaces -randroid.hidl:system/libhidl/transport [email protected]

生成impl 庫的 Android.bp

hidl-gen -Landroidbp-impl -o /home/ubuntu/data/LG/hardware/interfaces/bearpi/1.0/default/ -randroid.hardware:hardware/interfaces -randroid.hidl:system/libhidl/transport [email protected]

修改default下面Android.bp,生成service bin

cc_binary {

name: "[email protected]",

defaults: ["hidl_defaults"],

init_rc: ["[email protected]"],

vendor: true,

relative_install_path: "hw",

srcs: [

"BearPi.cpp",

"service.cpp",

shared_libs: [

"libcutils",

"liblog",

"libhidlbase",

"libhardware",

"libutils",

"[email protected]",

}

七，SELinux權限

以mtk平台為例，添加bearpi相應權限

路徑：device/mediatek/sepolicy/basic/non_plat

1,建立bearpi.te

type bearpi, domain;

type bearpi_exec, exec_type, vendor_file_type, file_type;

hwbinder_use(bearpi);

init_daemon_domain(bearpi)

add_hwservice(bearpi, hal_bearpi_hwservice)

allow bearpi hwservicemanager_prop:file { read open getattr map };

2,file_contexts中添加

/(vendor|system/vendor)/bin/hw/android\.hardware\[email protected]\.0-service u:object_r:bearpi_exec:s0

3,hwservice.te中定義hwservice manager類型

type hal_bearpi_hwservice, hwservice_manager_type;

4,hwservice_contexts中添加接口通路權限

android.hardware.bearpi::IBearPi u:object_r:hal_bearpi_hwservice:s0

八，編譯

1，添加系統編譯，使系統整編後能主動編譯，在device/xx/device.mk中添加包編譯

PRODUCT_PACKAGES += \

[email protected] \

test_bearpi \

bearpi.default

DEVICE_MANIFEST_FILE += device/xiaomi/lancelot/manifest_bearpi.xml

2，在項目地下建立manifest_bearpi.xml接口注冊檔案，如果沒有注冊檔案，用戶端和服務端将無法通信，getService()将傳回null。

<name>android.hardware.bearpi</name>

<transport>hwbinder</transport>

<name>IBearPi</name>

<instance>default</instance>

</interface>

</hal>

</manifest>

3，添加啟動服務，在init.project.rc内添加bearpi 的rc檔案，保證開機能夠啟動服務

import /vendor/etc/init/[email protected]

----------------------------------------------------------我------------是-------------分-----------割------------線---------------------------------------------------------------

如上服務端寫好後，我們寫用戶端測試下

在1.0路徑下建立test目錄

建立BearPiTest.cpp

// Created by ubuntu on 2020/12/25.

#define LOG_TAG "fht"

#define LOG_VERBOSE "fht"

#include <android/hardware/bearpi/1.0/IBearPi.h>

#include <hidl/Status.h>

#include <log/log.h>

#include <android/log.h>

using android::hardware::bearpi::V1_0::BearPiAcquiredInfo;

using android::hardware::bearpi::V1_0::IBearPi;

using android::hardware::bearpi::V1_0::IBearPiClientCallback;

using android::sp;

using android::hardware::hidl_string;

using android::hardware::Return; // 命名空間

using android::hardware::Void; // Void函數

//實作回調

class BearPiClientCallback : public IBearPiClientCallback {

public:

BearPiClientCallback() {}

~BearPiClientCallback() {}

Return<void> onResult(uint64_t deviceId, const ::android::hardware::bearpi::V1_0::BearPiAcquiredInfo acquiredInfo,uint32_t vendorCode) override {

ALOGD("onResult deviceid =%lu, vendorCode = %d, info = %d", deviceId, vendorCode, acquiredInfo);

return Void();

};

int main() {

//獲得服務

sp <IBearPi> bear = IBearPi::getService();

if (bear == nullptr) {

ALOGE("Can't find IBearPi service ...");

return -1;

}

ALOGD("IBearPi ON");

sp <BearPiClientCallback> callback = new BearPiClientCallback();

//注冊回調

bear->setNotify(callback);

bear->test();

return 0;

}

在test目錄下建立Android.bp

cc_binary {

name: "test_bearpi",

srcs: [

"BearPiTest.cpp",

shared_libs: [

"libcutils",

"liblog",

"libhidlbase",

"libhardware",

"libutils",

"[email protected]",

}

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四，添加service

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