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Android系统服务分析与Native Service实例

太白山森林公园 • 2022-12-17 • 随笔 • 阅读 12

Android系统服务分析与Native Service实例,第1张

Android系统服务分析与Native Service实例

文章目录
  • 前言
  • System Service
    • Vibrator 服务分析
    • 系统服务实现流程
  • Native Service
    • 蓝牙设置实例
      • IDeviceMac.h接口文件
      • IDeviceMac.cpp接口实现文件
      • DeviceMacService服务实现文件
      • 注册Service和Client端调用
      • 代码的编译与运行调用
    • 加减乘除实例
      • IArithmeticService.h
      • IArithmeticService.cpp
      • ArithmeticService.h
      • ArithmeticService.cpp
      • 启动设置与编译运行
      • main_client.cpp
  • 总结

前言

在前面的文章中：基于AIDL编程实现Android远程Service服务 介绍了如何在 Android 中通过 AIDL 实现远程服务，然而并未将自定义的远程服务注册为系统服务（System Service）。Android 为用户提供的很多功能是通过系统服务实现的，本文将学习记录下 Android 系统服务的相关知识，同时学习下远程服务除了使用 ALDL 编写的 Java 层服务外，还存在的另一种形式——Native Service。

System Service

使用命令 adb shell service list 即可列出当前 Android 系统的系统服务列表信息：

下面先来了解下 System Java Service 是如何定义和生成的，参考文章：Android系统服务(SystemService)简介。

Vibrator 服务分析

我们从一个简单的系统服务 Vibrator 服务（vibrator: [android.os.IVibratorService]）来看一下一个系统服务是怎样建立的。Vibrator 服务提供的控制手机振动的接口，应用可以调用 Vibrator 的接口来让手机产生振动，达到提醒用户的目的。

从 Android 的官方文档中可以看到 Vibrator 只是一个抽象类，只有4个抽象接口：

abstract void cancel() 取消振动
abstract boolean hasVibrator() 是否有振动功能
abstract void vibrate(long[] pattern, int repeat) 按节奏重复振动
abstract void vibrate(long milliseconds) 持续振动

1、应用中使用振动服务的方法也很简单，如让手机持续振动500毫秒：

Vibrator mVibrator = (Vibrator) getSystemService(Context.VIBRATOR_SERVICE);
mVibrator.vibrate(500);

2、从文档中可以看到 Vibrator 只是定义在 android.os 包里的一个抽象类，在源码里的位置即frameworks/base/core/java/android/os/Vibrator.java，那么应用中实际使用的是哪个实例呢？应用中使用的 Vibrator 实例是通过 Context 的一个方法getSystemService(Context.VIBRATOR_SERVICE)获得的，而 Context 的实现一般都在 ContextImpl 中，那我们就看一下 ContextImpl 是怎么实现 getSystemService 的：

// frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java
@Override
public Object getSystemService(String name) {
    return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
}

3、SystemServiceRegistry 是 Android 6.0 之后才有的，Android 6.0 之前的代码没有该类，下面的代码是直接写在 ContextImpl 里的：

//frameworks/base/core/java/android/app/SystemServiceRegistry.java
 public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
    ServiceFetcher fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
    return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
}

4、SYSTEM_SERVICE_MAP 是一个 HashMap，通过我们服务的名字 name 字符串，从这个 HashMap 里取出一个 ServiceFetcher，再 return 这个 ServiceFetcher 的 getService()。ServiceFetcher 是什么？它的 getService()又是什么？既然他是从 SYSTEM_SERVICE_MAP 这个 HashMap 里 get 出来的，那就找一找这个 HashMap 都 put 了什么。通过搜索 SystemServiceRegistry 可以找到如下代码：

private static  void registerService(String serviceName, Class serviceClass,
        ServiceFetcher serviceFetcher) {
    SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
    SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
}

5、这里往 SYSTEM_SERVICE_MAP 里 put 了一对 String 与 ServiceFetcher 组成的 key/value 对，registerService() 又是从哪里调用的？继续搜索可以发现很多类似下面的代码：

static {
    registerService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE, AccessibilityManager.class,
            new CachedServiceFetcher() {
        @Override
        public AccessibilityManager createService(ContextImpl ctx) {
            return AccessibilityManager.getInstance(ctx);
        }});

    ...
    registerService(Context.VIBRATOR_SERVICE, Vibrator.class,
            new CachedServiceFetcher() {
        @Override
        public Vibrator createService(ContextImpl ctx) {
            return new SystemVibrator(ctx);
        }});
    ...
}

6、SystemServiceRegistry 的 static 代码块里通过 registerService 注册了很多的系统服务，其中就包括我们正在调查的VIBRATOR_SERVICE，通过结合上面的分析代码可以可以知道getSystemService(Context.VIBRATOR_SERVICE)得到的是一个 SystemVibrator 的实例，通过查看 SystemVibrator 的代码也可以发现 SystemVibrator 确实是继承自 Vibrator：

public class SystemVibrator extends Vibrator {
    ...
}

7、我们再从 SystemVibrator 看一下系统的振动控制是怎么实现的。以 hasVibrator() 为例，这个是查询当前系统是否能够振动，在 SystemVibrator 中它的实现如下：

public boolean hasVibrator() {
    ...
    try {
        return mService.hasVibrator();
    } catch (RemoteException e) {
    }
    ...
}

8、这里直接调用了一个 mService.hasVibrator()，那 mService 是什么？哪来的？搜索一下可以发现：

private final IVibratorService mService;
public SystemVibrator() {
    ...
    mService = IVibratorService.Stub.asInterface(
            ServiceManager.getService("vibrator"));
}

9、mService 是一个 IVibratorService，我们先不去管IVibratorService.Stub.asInterface是怎么回事，先看一下 IVibratorService 是什么。搜索一下代码发现这并不是一个 java 文件，而是一个 aidl 文件：

frameworks/base/core/java/android/os/IVibratorService.aidl

AIDL (Android Interface Definition Language) 是Android中的接口定义文件，为系统提供了一种简单跨进程通信方法。IVibratorService 中定义了几个接口，SystemVibrator中使用的也是这几个接口，包括我们刚才使用的hasVibrator()：

interface IVibratorService
{
    boolean hasVibrator();
    void vibrate(...);
    void vibratePattern(...);
    void cancelVibrate(IBinder token);
}

10、这里又只是接口定义，接口实现在哪呢？通过在 frameworks/base 目录下进行 grep 搜索，或者在 AndroidXRef 搜索，可以发现 IVibratorService 接口的实现在frameworks/base/services/java/com/android/server/VibratorService.java：

public class VibratorService extends IVibratorService.Stub

11、可以看到 VibratorService 实现了 IVibratorService 定义的所有接口，并通过 JNI 调用到 native 层，进行更底层的实现。更底层的实现不是这篇文档讨论的内容，我们需要分析的是 VibratorService 怎么成为系统服务的。那么 VibratorService 是怎么注册为系统服务的呢？在 SystemServer 里面：

VibratorService vibrator = null;
...
//实例化VibratorService并添加到ServiceManager
traceBeginAndSlog("StartVibratorService");
vibrator = new VibratorService(context);
ServiceManager.addService("vibrator", vibrator);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
...
//通知服务系统启动完成
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "MakeVibratorServiceReady");
try {
    vibrator.systemReady();
} catch (Throwable e) {
    reportWtf("making Vibrator Service ready", e);
}
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);

这样在 SystemVibrator 里就可以通过下面的代码连接到 VibratorService，与底层的系统服务进行通信了：

IVibratorService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("vibrator"));

mService 相当于 IVibratorService 在应用层的一个代理，所有的实现还是在 SystemServer 的 VibratorService 里。看代码时可以发现 registerService 是在 static 代码块里静态调用的，所以 getSystemServcr 获得的各个 Manager 也都是单例的。

系统服务实现流程

画个图归纳如下：

从上面的分析，我们可以总结出 Vibrator 服务的整个实现流程：

1、定义一个抽象类 Vibrator，定义了应用中可以访问的一些抽象方法：
frameworks/base/core/java/android/os/Vibrator.java；

2、定义具体的类 SystemVibrator 继承 Vibrator，实现抽象方法：
frameworks/base/core/java/android/os/SystemVibrator.java；

3、定义一个 AIDL 接口文件 IVibratorService，定义系统服务接口：
frameworks/base/core/java/android/os/IVibratorService.aidl

4、定义服务 VibratorService，实现 IVibratorService 定义的接口：
frameworks/base/services/java/com/android/server/VibratorService.java

public class VibratorService extends IVibratorService.Stub

5、将VibratorService添加到系统服务：
frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

VibratorService vibrator = null;
...
//实例化VibratorService并添加到ServiceManager
Slog.i(TAG, "Vibrator Service");
vibrator = new VibratorService(context);
ServiceManager.addService("vibrator", vibrator);
...
//通知服务系统启动完成
try {
    vibrator.systemReady();
} catch (Throwable e) {
    reportWtf("making Vibrator Service ready", e);
}

6、在 SystemVibrator 中通过 IVibratorService 的代理连接到 VibratorService，这样 SystemVibrator 的接口实现里就可以调用 IVibratorService 的接口：
frameworks/base/core/java/android/os/SystemVibrator.java

private final IVibratorService mService;
...
public SystemVibrator() {
    ...
    mService = IVibratorService.Stub.asInterface(
            ServiceManager.getService("vibrator"));
    ...
    public boolean hasVibrator() {
        ...
        try {
            return mService.hasVibrator();
        } catch (RemoteException e) {
        }
        ...
    }
}

7、在 Context 里定义一个代表 Vibrator 服务的字符串：
frameworks/base/core/java/android/content/Context.java

public static final String VIBRATOR_SERVICE = "vibrator";

8、在 ContextImpl 里添加 SystemVibrator 的实例化过程：
frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

registerService(VIBRATOR_SERVICE, new ServiceFetcher() {
public Object createService(ContextImpl ctx) {
    return new SystemVibrator(ctx);
}});

9、在应用中使用 Vibrator 的接口：

Vibrator mVibrator = (Vibrator) getSystemService(Context.VIBRATOR_SERVICE);
mVibrator.vibrate(500);

10、为保证编译正常，还需要将 AIDL 文件添加到编译配置里frameworks/base/Android.mk：

LOCAL_SRC_FILES += 
...
core/java/android/os/IVibratorService.aidl
Native Service

Android 系统服务大致分为三大类：本地守护进程、Native 系统服务和 Java 系统服务，如下图所示：

本地守护进程

init 进程根据 init.rc 文件中的定义，启动本地守护进程。这些进程会常驻在系统中，有的只会启动一次，有的如果退出了，还会被 init 启动。具体的启动方式就在 init.rc 中定义。下面大体列举几个守护进程及其功能。

Native系统服务

Native Service，这是 Android 系统里的一种特色，就是通过 C++ 或是 C 代码写出来的、供 Java 进行远程调用的 Remote Service，因为C/C++代码生成的是Native代码（机器代码），于是叫 Native Service。Java语言不能直接进行系统调用，必须透过 JNI 来调用 C 代码来访问系统功能，而 Native Service 则完全不同，C++具备直接进行系统调用的能力，于是在访问 *** 作系统或是硬件功能时，不再需要 JNI，可以直接进行调用，代码实现上会更加统一。显然 Native 代码比 Java 这种解释型语言高得多的执行效率，随着 Android 系统的性能需求越来越高，Native Service 需求将越来越高。

Native Service 运行在本地守护进程中，比如 mediaserver 守护进程中就包含 AudioFlinger、MediaPlayerService、CameraService、AudioPolicyService和SoundTriggerHwService 等服务。在 mediaserver 进程的 main 函数中，初始化这些服务的实例，代码如下：

int main(int argc __unused, char** argv)
{
    ...
    sp proc(ProcessState::self());
    sp sm = defaultServiceManager();
    ALOGI("ServiceManager: %p", sm.get());
    AudioFlinger::instantiate();
    MediaPlayerService::instantiate();
    CameraService::instantiate();
    AudioPolicyService::instantiate();
    SoundTriggerHwService::instantiate();
    ...
    ProcessState::self()->startThreadPool();
    IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}

在所属进程初始化的时候会将 Native 系统服务注册到 ServiceManager 中。这样，其他的应用或服务就可以通过 binder 机制调用 Native 系统服务了。当然，我们也可以自己开发一个 Native 系统服务，实现其 Binder 接口，这样 Native 层的其他应用或服务就可以调用该服务了。如果我们开发的 Native 系统服务想提供给 Java 层应用使用，就需要实现一个 Java 接口，然后通过 JNI 调用 Native 系统服务。


与 Java 类型的 System Service 中的 Stub.Proxy 对象的实现相对应，Native Service 也会定义 BpXXX 对象，其中B代表Binder，p代码Proxy，所需要的接口名为XXX。因为所需要发送的Binder通信都是经由 BpBinder::transact() 方法发送，于是Java环境与Native环境的Proxy在本质上是一回事，只是提供不同编程语言环境里的不同实现而已。同时，在接收与处理端， IPCThreadState 对象回调到 BBinder 引用的 onTransact() 时，此时的 BBinder 引用的并不再是一个 JavaBBinder 对象，而是拓展出来的 BnXXX 对象，n代表Native。于是 BBinder::transact() 就会直接调用 BnXXX 里实现的 onTransact()，在这一 onTransact() 方法里就可以处理 Binder 消息，并将结果返回。

蓝牙设置实例

Demo 项目结构如下：

IDeviceMac.h接口文件

通过一个读取和设置蓝牙地址的例子为例，接口名为 IDeviceMac, 代码如下:

#ifndef XTC_IDEVICEMAC_H
#define XTC_IDEVICEMAC_H

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#ifdef TAG
#undef TAG
#endif
#define TAG "DeviceMac"

#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,TAG ,__VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG ,__VA_ARGS__)
#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,TAG ,__VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,TAG ,__VA_ARGS__)
#define LOGF(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_FATAL,TAG ,__VA_ARGS__)

namespace android {

class IDeviceMac : public IInterface {
public:
    enum {
        SET_BT_MAC = IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION,
        GET_BT_MAC,
    };

    virtual int setBTMac(String8 bt) = 0;

    virtual String8 getBTMac() = 0;

    DECLARE_meta_INTERFACE(DeviceMac);
};

class BnDeviceMac : public BnInterface {
public:
    virtual status_t onTransact( uint32_t code,
                                const Parcel& data,
                                Parcel* reply,
                                uint32_t flags);
};
   
} // end namespace android
#endif

以上代码很简单：

  1. 定义一个 IDeviceMac 类继承自接口类IInterface（ IInterface 跟Java环境一下，可用于提供 asBinder() 方法，返回一个IBinder引用）， IDeviceMac 类里定义了对外提供的服务接口（如setBTMac()、getBTMac()）；
  2. 同时注意到DECLARE_meta_INTERFACE(DeviceMac);是一个宏定义，用来定义继承IInterface必须实现的两个方法，asInterface()函数和 getInterfaceDescriptor() 函数；
  3. Java 环境里的 IBinder 会有 asInterface() 接口方法，在 libbinder 里通过 C++ 实现的 IBinder 则不能提供这一接口，于是需要通过一个全局有效的 interface_cast() 宏来完成这一功能，interface_cast() 是调用一个尚未定义的 INTERFACE::asInterface() 宏，于是只会在有明确定义 asInterface() 的地方，interface_cast() 才会有效；
  4. 可以看到我们定义IDeviceMac后，还定义了一个类BnDeviceMac，这个是Binder调用的一个规范，即定义Ixxx接口后，Bpxxx表示Client端接口，Bnxxx表示Service端接口， Bpxxx和Bnxxx都需要我们去实现具体内容，并且Bnxxx和Bpxxx中的方法和Ixxx中的方法是一一对应的。
IDeviceMac.cpp接口实现文件

接下来继续编写 IDeviceMac.cpp 文件：

#include "IDeviceMac.h"

namespace android {

class BpDeviceMac : public BpInterface {

public:
    BpDeviceMac(const sp& impl) : BpInterface(impl)
    {
    }

    int setBTMac(String8 bt) {
        LOGI("Bp setBT");
        Parcel data, reply;
        data.writeInterfaceToken(IDeviceMac::getInterfaceDescriptor());
        data.writeString8(bt);
        remote()->transact(SET_BT_MAC, data, &reply);
        return reply.readInt32();
    }

    String8 getBTMac() {
        LOGI("Bp getBT");
        Parcel data, reply;
        data.writeInterfaceToken(IDeviceMac::getInterfaceDescriptor());
        remote()->transact(GET_BT_MAC, data, &reply);
        return reply.readString8();
    }
};

IMPLEMENT_meta_INTERFACE(DeviceMac, "DeviceMac");


status_t BnDeviceMac::onTransact(
        uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags) {
    CHECK_INTERFACE(IDeviceMac, data, reply);
    LOGI("Bn onTransact code:%d", code);
    switch(code) {
        case SET_BT_MAC:
            reply->writeInt32(setBTMac(data.readString8()));
            return NO_ERROR;
        case GET_BT_MAC:
            reply->writeString8(getBTMac());
            return NO_ERROR;
        default:
            return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);
    }
}

} // end namespace android

代码简单解读：

  1. 上面代码中IMPLEMENT_meta_INTERFACE(DeviceMac, "DeviceMac");下面注释掉的内容就是这个宏定义代表的实际代码，也是就是说IDeviceMac.h中的那个宏定义其实就是定义这两个方法；
  2. BpDeviceMac 里面的内容就是把相关参数写到Parcel中，这是一个用来读写跨进程参数的类， 然后调用remote()->transact()， 就调用到BnDeviceMac::onTransact()中，BnDeviceMac::onTransact()函数中已经跨过进程了，具体怎么做到的就涉及到 IPC 原理了，这里不做讨论；
  3. 接下来定义的 BnDeviceMac::onTransact 做的事情也很简单，就是从Parcel中将Client传过来的数据读出来，然后调用BnDeviceMac中对应的实现方法，这里需要注意，由于BnDeviceMac::onTransact()代码和BpDeviceMac写在了同一个文件中，看起来有点像BnDeviceMac调用BpDeviceMac的 一样，其实是BnDeviceMac::onTranscat()中调用的setBTMac() getBTMac()是在调用BnDeviceMac中实现的方法， 接下来就讲BnDeviceMac的实现。
DeviceMacService服务实现文件

1、DeviceMacService.h 如下：

#ifndef XTC_DEVICEMACSERVICE_H
#define XTC_DEVICEMACSERVICE_H

#include "IDeviceMac.h"

#define SERVER_NAME "DeviceMacService"

namespace android {

class DeviceMacService : public BnDeviceMac {
public:
    DeviceMacService();
    virtual ~DeviceMacService();
    //IDeviceMac
    virtual int setBTMac(String8 bt);
    virtual String8 getBTMac();
};

} // end namespace android
#endif

2、DeviceMacService.cpp 如下：

#include "DeviceMacService.h"

namespace android {

DeviceMacService::DeviceMacService() {

}

DeviceMacService::~DeviceMacService() {

}

int DeviceMacService::setBTMac(String8 bt) {
    LOGI("Bn setBT, bt:%s", bt.string());
    return NO_ERROR;
}

String8 DeviceMacService::getBTMac() {
    LOGI("Bn getBT");
    return String8("4a:4b:4c:3a:3b:3c");
}

} // end namespace android

DeviceMacService这个类继承了BnDeviceMac， 实现了其中的方法，所以BnDeviceMac::onTransact()方法中相关调用就会调到DeviceMacService，在DeviceMacService中，我们就能做我们实际想做的事情了。

注册Service和Client端调用

main_server.cpp 文件如下：

#include "DeviceMacService.h"
#include 
#include 
#include 

using namespace android;

sp getService() {
    sp sm = defaultServiceManager();
    sp binder = sm->getService(String16(SERVER_NAME));
    //interfa_cast()的函数
    sp service = interface_cast(binder);
    return service;
}

int main(int argc, char** argv) {
    if (argc == 1) {
        LOGI("start DeviceMacService");
        //addService()函数用于注册服务
        defaultServiceManager()->addService(String16(SERVER_NAME), new DeviceMacService());
        android::ProcessState::self()->startThreadPool();
        IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
    } else if (argc == 2) {
        sp devMacServer = getService();
        devMacServer->setBTMac(String8("1a:1b:1c:1a:1b:1c"));
        String8 bt = devMacServer->getBTMac();
        LOGI("get bt mac:%s", bt.string());
    }
    return 0;
}

以上代码注意几个点：

  1. 添加服务的代码很简单， 三行代码，固定的 *** 作；
  2. 获取服务过程中，有个interfa_cast的函数，会将IBinder作为参数 new 一个BpDeviceMac对象，我们通过这个对象进行相关接口调用，最终调用到DeviceMacService；
  3. 注: 为了测试方便，此处将添加 Service 和调用 Service 写在了同一个可执行文件中，实际项目都是分开的。
代码的编译与运行调用

现在万事具备，只等编译运行了， Android.mk代码如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := macserver
LOCAL_MODULE_TAGS := optional

LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include 
        frameworks/native/include 
        system/core/include

LOCAL_SRC_FILES := IDeviceMac.cpp DeviceMacService.cpp main_server.cpp
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libcutils libbinder libhardware

include $(BUILD_EXECUTABLE)

编译与运行方法:

  1. 确保当前Android源码全部编译通过(有些依赖需先编译好)；
  2. 将service目录放到Android源码目录中(比如vendor/qcom/service)；
  3. 在Android源码根目录执行 mmm vendor/qcom/service；
  4. 执行完后编译的可执行文件在out/target/product/xxx/system/bin/下面(xxx为lunch的product)；
  5. 将编译好的可执行文件macserver通过adb push 到手机system/bin/下面(adb需要root, 即执行 adb root , adb remount)；
  6. 执行adb shell chmod 777 /system/bin/macserver加上可执行权限， 然后启动服务， 执行adb shell /system/bin/macserver(会阻塞当前窗口)；
  7. 重新开一个窗口执行adb命令adb shell /system/bin/macserver 1即可调用Service，可以通过logcat过滤 DeviceMac 来查看log。

如果你想在开机后就自动启动服务，并且指定Service所属的用户组，可在 init.rc 中加入如下代码：

service macserver /system/bin/macserver 
     class main
     user root
     group root

拓展——编写AIDL

如果你既想少写点代码，又想调用起来比较方便，这个也有实现方法，就是编写AIDL文件，和 Java 里面的 AIDL 类似，只不过你要放在Android源码里面进行编译，系统会自动根据Ixxx.aidl在编译过程中生成Ixxx.cpp，这个cpp文件中就和上面我们写的IDeviceMac.cpp内容基本一致，也就是说这部分代码可以自动生成了，然后你只需要在Service端写一个类继承Bnxxx然后实现AIDL文件中定义的方法即可，使用非常方便，Android 7.1 上面的ICameraService.aidl就是以这种方式实现的，部分代码如下，可以参考一下：
frameworks/av/camera/aidl/android/hardware/ICameraService.aidl

  
    const int CAMERA_TYPE_BACKWARD_COMPATIBLE = 0;
    const int CAMERA_TYPE_ALL = 1;

    
    int getNumberOfCameras(int type);

    
    CameraInfo getCameraInfo(int cameraId);

    
    const int USE_CALLING_UID = -1;
    const int USE_CALLING_PID = -1;

    
    ICamera connect(ICameraClient client,
            int cameraId,
            String opPackageName,
            int clientUid, int clientPid);

如果以这种方式实现的话，编译的 Android.mk 中需要加入如下代码：

LOCAL_AIDL_INCLUDES := 
    frameworks/av/camera/aidl 

LOCAL_SRC_FILES := 
    aidl/android/hardware/ICameraService.aidl

即要引入头文件路径和aidl源文件。

如果你想要看下自动生成的Ixxx.cpp的代码，其路径为:out/target/product/xxx1/obj/xxx2/xxx3_intermediates/aidl-generated/
xxx1表示你 lunch 时选的 product， xxx2表示你编译的模块类型，通常是 SHARED_LIBRARIES 或者
EXECUTABLES，xxx3表示你编译的模块中 LOCAL_MODULE 定义的名字。例如: out/target/product/msm8953/obj/SHARED_LIBRARIES/libcamera_client_intermediates/aidl-generated/src/aidl/android/hardware/ICameraService.cpp。

加减乘除实例

目录结构如下：

  1. 创建一个名为 arithmetic 的文件夹，创建 Android.mk、ArithmeticService.cpp、ArithmeticService.h 和 IArithmeticService.cpp 这四个文件；
  2. 在 arithmetic 文件夹内再创建一个 include 子文件夹并创建一个 IArithmeticService.h 文件；
  3. 在 arithmetic 文件夹内再添加一个 ari_client 目录，在目录内添加 Android.mk 和 main_client.cpp 文件。

下面开始编写代码。

IArithmeticService.h

首先创建一个 IArithmeticService.h 类，这个类作为 BpArithmeticService 和 BnArithmeticService 的父类存在，我们在这里定义实际需要完成的 Binder 工作函数，同时定义出 BnArithmeticService 类，代码如下：

#ifndef ANDROID_IARITHMETIC_H
#define ANDROID_IARITHMETIC_H

#include   // for status_t
#include 
#include 
#include 
#include 

namespace android {
    
    class IArithmeticService : public IInterface
    {
        public:
            // 重要的宏定义，提供Service的asInterface方法和descriptor成员
            DECLARE_meta_INTERFACE(ArithmeticService);
            
            // 实际工作的成员函数
            virtual double add(double a, double b) = 0;
            virtual double div(double a, double b) = 0;
            virtual double mul(double a, double b) = 0;
            virtual double sub(double a, double b) = 0;
    };
    
    class BnArithmeticService : public BnInterface
    {
    public:
        virtual status_t onTransact( uint32_t code, const Parcel & data, Parcel * reply, uint32_t flags = 0);       
    };    
}

#endif
IArithmeticService.cpp

在这个文件中，需要完成 BpArithmeticService 和 BnArithmeticService 类的实际编写。

#include 
#include 

#include 
#include 
#include 

#include 
#include 

namespace android {
    // 定义Binder传输的code值
    // 注意第一个值都必须是IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION
    enum {
        ADD = IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION,
        SUB,
        MUL,
        DIV 
    };
    
    // BpArithmeticService从BpInterface模板类继承而来
    class BpArithmeticService : public BpInterface
    {
    public:
        BpArithmeticService(const sp& impl)
                : BpInterface(impl)
        {           
        }
        
        // 如前所述，没有做什么特别工作，只是打包数据并发送
        virtual double add(double a, double b)
        {
            Parcel data, reply;
            double result;
            data.writeInterfaceToken(IArithmeticService::getInterfaceDescriptor());
            data.writeDouble(a);
            data.writeDouble(b);
            remote()->transact(ADD, data, &reply);
            reply.readDouble(&result);
            return result;
        }
        
        virtual double sub(double a, double b)
        {
            Parcel data, reply;
            double result;
            data.writeInterfaceToken(IArithmeticService::getInterfaceDescriptor());
            data.writeDouble(a);
            data.writeDouble(b);
            remote()->transact(SUB, data, &reply);
            reply.readDouble(&result);
            return result;
        }
        
        virtual double mul(double a, double b)
        {
            Parcel data, reply;
            double result;
            data.writeInterfaceToken(IArithmeticService::getInterfaceDescriptor());         
            data.writeDouble(a);
            data.writeDouble(b);
            remote()->transact(MUL, data, &reply);
            reply.readDouble(&result);
            return result;
        }
        
        virtual double div(double a, double b)
        {
            Parcel data, reply;
            double result;
            data.writeInterfaceToken(IArithmeticService::getInterfaceDescriptor());
            data.writeDouble(a);
            data.writeDouble(b);
            remote()->transact(DIV, data, &reply);
            reply.readDouble(&result);
            return result;
        }
    };
    
    // 关键的宏，完成DECLARE_meta_INTERFACE宏中定义的方法
    IMPLEMENT_meta_INTERFACE(ArithmeticService, "ArithmeticService");
    
    // BnArithmeticService::onTransact方法的定义，如前所述根据具体的code值
    // 调用实际的方法进行数据处理，并将结果写入reply中返回
    status_t BnArithmeticService::onTransact(
        uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
    {
        switch(code) {
            case ADD: {
                CHECK_INTERFACE(IArithmeticService, data, reply);
                const double a = data.readDouble();
                const double b = data.readDouble();
                double result = add(a, b);
                reply->writeDouble(result);
                return NO_ERROR;
            } break;
            
            case SUB: {
                CHECK_INTERFACE(IArithmeticService, data, reply);
                const double a = data.readDouble();
                const double b = data.readDouble();
                double result = sub(a, b);
                reply->writeDouble(result);
                return NO_ERROR;
            } break;
            
            case MUL: {
                CHECK_INTERFACE(IArithmeticService, data, reply);
                const double a = data.readDouble();
                const double b = data.readDouble();
                double result = mul(a, b);
                reply->writeDouble(result);
                return NO_ERROR;
            } break;
            
            case DIV: {
                CHECK_INTERFACE(IArithmeticService, data, reply);
                const double a = data.readDouble();
                const double b = data.readDouble();
                double result = div(a, b);
                reply->writeDouble(result);
                return NO_ERROR;
            } break;
            
            default:
                return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);
            
        }
    }
}
ArithmeticService.h

这里就是实际的 Service 类，从 BnXXXXXService 类中继承而来。

#include 
#include "include/IArithmeticService.h"

namespace android {
    
    class ArithmeticService : public BnArithmeticService
    {
    public:
        ArithmeticService();
        // 注册service时调用
        static void instantiate();
        
        virtual double add(double a, double b);
        virtual double sub(double a, double b);
        virtual double mul(double a, double b);
        virtual double div(double a, double b);
    };    
}
ArithmeticService.cpp

最终的 Service 文件：

#define LOG_TAG "ArithmeticService"
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include  

#include 

#include "ArithmeticService.h"

namespace android{

// 注册service用
void ArithmeticService::instantiate() {
    ALOGD("%s start", __FUNCTION__);
    defaultServiceManager()->addService(String16("arithmetic"), new ArithmeticService());
}

ArithmeticService::ArithmeticService() {
    ALOGD("ArithmeticService constructor.");    
}

double ArithmeticService::add(double a, double b) {
    double result = a + b;
    ALOGD("a = %lf, b = %lf, result = %lf", a ,b, result);
    
    return result;
}

double ArithmeticService::sub(double a, double b) {
    double result = a - b;
    ALOGD("a = %lf, b = %lf, result = %lf", a ,b, result);
    
    return result;
}

double ArithmeticService::mul(double a, double b) {
    double result = a * b;
    ALOGD("a = %lf, b = %lf, result = %lf", a ,b, result);
    
    return result;
}

double ArithmeticService::div(double a, double b) {
    double result = a / b;
    ALOGD("a = %lf, b = %lf, result = %lf", a ,b, result);
    
    return result;
}
}
启动设置与编译运行

1、添加启动代码

首先在 framework/av/media/mediaserver/Android.mk 中的LOCAL_C_INCLUDES中添加如下一行： framework/arithmetic/ ，记得最后还要加上‘’反斜杠；在LOCAL_SHARED_LIBYARIES中添加如下一行：libarithmeticservice 当然也要记得最后的‘’反斜杠。

然后我们模仿 MediaPlayerService 那样，在 main_mediaserver.cpp 文件中添加 ArithmeticService 的启动代码，当然你也可以自己编写一个 c 程序来启动这个 service

……………
#include "ArithmeticService.h"
………………
    MediaPlayerService::instantiate();
    ArithmeticService::instantiate();
    ResourceManagerService::instantiate();

2、Selinux权限设置

Selinux权限的设置分为三步

(1)首先需要服务起来的时候，服务需要有一个定义的 type，所以我们在 service.te 文件中为我们的 service 定一个 type：
type arithmetic_service,            service_manager_type;
(2)为service定义了一个type后，那么就需要将这个type赋予我们的service了，我们在service_contexts中添加如下代码，这样service起来后，它的type就是arithmetic_service了：
arithmetic      u:object_r:arithmetic_service:s0
(3)最后就是添加allow规则，因为闲杂我们的service是在MediaServer中加载起来的，而所以我们在mediaserver.te文件中添加如下allow规则：
allow mediaserver arithmetic_service:service_manager {add find};

3、编译运行

然后就是编写相应的 Android.mk 文件了：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_SRC_FILES := 
        ArithmeticService.cpp 
        IArithmeticService.cpp
        
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := 
        libbinder           
        libcutils           
        liblog          
        libutils            
        
LOCAL_C_INCLUDES :=             
        $(TOP)/frameworks/arithmetic/include    
        $(TOP)/frameworks/native/include        
        
LOCAL_CLANG := true

LOCAL_MODULE := libarithmeticservice

LOCAL_32_BIT_onLY := true

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

include $(call all-makefiles-under,$(LOCAL_PATH))

编写完 Android.mk 文件后，直接将整个 arithmetic 文件夹放到 Android 源码根目录下的 framework 文件夹下面编译即可。编译完成后，可以在 out/target/product/{Project}/system/lib 目录下找到一个名为 libarithmeticservice.so 的文件。

然后就是刷机启动了，简单的判断 service 有没有起来的方法就是手机开机以后使用 adb 连接手机，然后通过 service list 指令就可以列出手机当前运行的 service，一切都没有问题的话，我们添加的 arithmetic 服务就运行起来了。

main_client.cpp

编写 client 程序：

#define LOG_TAG "ArithmeticClient"
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include  
#include 

#include 

#include "ArithmeticService.h"

using namespace android;

int main(int artc __unused, char ** argv __unused) 
{
    sp sm = defaultServiceManager();
    sp binder = sm->getService(String16("arithmetic"));
    sp ArithmeticService;
    ArithmeticService = interface_cast(binder);
    
    double result_add = ArithmeticService->add(1.0, 2.0);
    ALOGD("Call Add method: 1.0 + 2.0 = %lf", result_add);
    
    double result_sub = ArithmeticService->sub(1201.2, 32.10);
    ALOGD("Call Sub method: 1201.2 + 32.10 = %lf", result_sub);
        
    double result_mul = ArithmeticService->mul(32.5, 40.2);
    ALOGD("Call Mul method: 32.5 + 40.2 = %lf", result_mul);
    
    double result_div = ArithmeticService->div(1000.0, 4);
    ALOGD("Call Div method: 1000.0 + 4 = %lf", result_div);    
}

Android.mk 文件的内容：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_SRC_FILES := 
        main_client.cpp
        
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := 
        libbinder                           
        libcutils                           
        liblog                          
        libutils                            
        libarithmeticservice  
        
LOCAL_C_INCLUDES :=             
    $(TOP)/frameworks/arithmetic 
    $(TOP)/frameworks/arithmetic/include  
        $(TOP)/frameworks/native/include        
        
LOCAL_CLANG := true

LOCAL_MODULE := arithmeticclient

LOCAL_32_BIT_onLY := true

include $(BUILD_EXECUTABLE)

include $(call all-makefiles-under,$(LOCAL_PATH))

按照原本的目录层次，将更新后的代码放到 framework 文件夹下面，用 mmm 编译，就可以在 out/target/product/{Project}/system/bin 路径下看到一个 arithmeticclient 的可执行程序。如果之前编译的是 user 版本，那么只能执行 make 刷机了，如果是 eng 版本的软件可以通过 usb 插上手机，执行 adb remount，然后将这个文件 push 到手机 /system/bin 路劲下，然后直接执行就可以了。因为使用的是 Android 的 Log 输出，所以要用adb shell logcat ArithmeticClient:D ArithmeticService:D *:s -v threadtime才能看到最后的输出的内容。

总结

参考文章：

  • Android系统服务(SystemService)简介；
  • 编写android native Service；
  • 通过C++实现Android Native Service；
  • 在Native层使用Binder创建服务；
  • Service与Android系统设计（6）— Native Service；
  • 基于 Binder 的跨进程通信以及 Service（一）：Native 层。

欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/zaji/5684823.html

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