AndroidQ 打通应用层到HAL层---(HIDL服务实现)

概述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HIDLHIDL全称为HALinterfacedefinitionlanguage（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

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

@L_403_1@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

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：

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 <androID/harDWare/hello_hIDl/1.0/IHello.h>#include <hIDl/LegacySupport.h>// Generated HIDL filesusing androID::harDWare::hello_hIDl::V1_0::IHello;using androID::harDWare::defaultPassthroughServiceImplementation;int main() {    return defaultPassthroughServiceImplementation<IHello>();}

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 <androID/harDWare/hello_hIDl/1.0/IHello.h>#include <hIDl/MQDescriptor.h>#include <hIDl/Status.h>namespace androID {namespace harDWare {namespace hello_hIDl {namespace V1_0 {namespace implementation {using ::androID::harDWare::hIDl_array;using ::androID::harDWare::hIDl_memory;using ::androID::harDWare::hIDl_string;using ::androID::harDWare::hIDl_vec;using ::androID::harDWare::Return;using ::androID::harDWare::VoID;using ::androID::sp;struct Hello : public IHello {    // Methods from ::androID::harDWare::hello_hIDl::V1_0::IHello follow.    Return<uint32_t> addition_hIDl(uint32_t a, uint32_t b) overrIDe;    // Methods from ::androID::hIDl::base::V1_0::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"namespace androID {namespace harDWare {namespace hello_hIDl {namespace V1_0 {namespace implementation {// Methods from ::androID::harDWare::hello_hIDl::V1_0::IHello follow.Return<uint32_t> Hello::addition_hIDl(uint32_t a, uint32_t b) {    // Todo implement    return uint32_t {};}// Methods from ::androID::hIDl::base::V1_0::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",    ],}

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 onecc_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",    ],}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：

   <hal format="hIDl">        <name>androID.harDWare.hello_hIDl</name>        <transport>hwbinder</transport>        <version>1.0</version>        <interface>            <name>IHello</name>            <instance>default</instance>        </interface>        <fqname>@1.0::IHello/default</fqname>    </hal>

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/

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

再看看log输出：

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

@H_404_143@

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：

Return<uint32_t> Hello::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：

Hello_hIDl_test.cpp：

#include <androID/harDWare/hello_hIDl/1.0/IHello.h>#include <hIDl/LegacySupport.h> #include <log/log.h>using androID::sp;using androID::harDWare::hello_hIDl::V1_0::IHello;using androID::harDWare::Return;int main(){    androID::sp<IHello> 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<uint32_t> 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/

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

接着执行Hello_hIDl_test

然后看log输出

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

下一篇文章我将在native层定义一个JNI服务，然后在JNI服务中调用HIDL服务定义的addition_hIDl函数

总结

以上是内存溢出为你收集整理的AndroidQ 打通应用层到HAL层---(HIDL服务实现)全部内容，希望文章能够帮你解决AndroidQ 打通应用层到HAL层---(HIDL服务实现)所遇到的程序开发问题。

如果觉得内存溢出网站内容还不错，欢迎将内存溢出网站推荐给程序员好友。