AndroidQ 打通應用層到HAL層—(HAL模塊實現)這篇文章中我們已經實現了自己的HAL，本篇我們實現一個HIDL服務，通過這個服務來調用HAL模塊的函數

什么是HIDL

HIDL 全稱為HAL interface definition language（發音為“hide-l”）是用于指定 HAL 和其用戶之間的接口的一種接口描述語言 (IDL)，Android O開始引入了HIDL這個概念。

HIDL和應用層AIDL差不多，AIDL常用于連接App和Framework，HIDL則是用來連接Framework和HAL，AIDL使用Binder通信，HIDL則使用HwBinder通信，他們都是通過Binder驅動完成通信，只不過兩個Binder域不一樣

為什么需要HIDL

目前Android系統生態是幾乎每年google都會出一個Android大版本，而普通手機用戶一部手機一般要用兩三年，所以你會發現盡管Android系統已經升級到了10，馬上11出來了，然后還是有很多用戶依然使用的是Android 5，6，7等版本。

對普通用戶來說如果不更換手機就很難跟上Android版本，這是因為OEM廠商在同一設備上進行系統升級需要花費時間金錢成本很高，導致他們不愿意升級，成本高的原因是Android O之前Android Framework的升級需要OEM將HAL也進行對應升級，Framework和HAL是一起被編譯成system.img，它們存在高耦合。

針對這種情況google在Android O中引入了Treble計劃，Treble的目的就是解耦Framework和HAL，就是通過HIDL來實現，Framework不再直接調用HAL，而是通過HIDL來間接使用HAL模塊，每個HAL模塊都可以對應一個HIDL服務，Framework層通過HwBinder創建HIDL服務。

通過HIDL服務來獲取HAL相關模塊繼而打開HAL下的設備，而最終HAL也從system.img中分離，被編進一個單獨的分區vendor.img，從而簡化了Android系統升級的影響與難度。

HIDL的使用

HIDL可以分為：HIDL C++(C++實現)、HIDL Java(Java 實現)，并且還主要分為直通式和綁定式，本篇文章使用的C++和直通式的HIDL，HIDL用起來非常簡單，AOSP的hardware/interfaces/目錄下有很多的HIDL，我們仿照其他HIDL創建自己的HIDL目錄：hardware/interfaces/hello_hidl/1.0

并在此目錄下創建一個IHello.hal文件：

packageandroid.hardware.hello_hidl@1.0;

interfaceIHello{

addition_hidl(uint32_ta,uint32_tb)generates(uint32_ttotal);

};

這個文件定義了一個addition_hidl函數，這個函數用來調用HAL的加法函數

然后就可以使用Android提供的工具hidl-gen來生成HIDL框架，執行如下命令：

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

執行命令成功之后我們會發現hardware/interfaces/hello_hidl/1.0下多了一個default目錄，進入default目錄，里面有三個文件Android.bp，Hello.cpp，Hello.h

在這里插入圖片描述
之后再在執行./hardware/interfaces/update-makefiles.sh這個命令，update-makefiles.sh這個腳本目的是為HIDL生成對應Android.bp文件

最后目錄結構為：

在這里插入圖片描述

接著我們還需要在default目錄下增加一個空文件service.cpp，用作注冊HIDL服務，我們采用直通式的HIDL，所以service.cpp的內容為：

#include
#include
//GeneratedHIDLfiles
usingandroid::IHello;
usingandroid::defaultPassthroughServiceImplementation;

intmain(){
returndefaultPassthroughServiceImplementation();
}

defaultPassthroughServiceImplementation函數最終會向HwServiceManager注冊HIDL服務

接著我們來看看之前生成的文件，首先看Hello.h

//FIXME:yourfilelicenseifyouhaveone

#pragmaonce

#include
#include
#include

namespaceandroid{
namespacehardware{
namespacehello_hidl{
namespaceV1_0{
namespaceimplementation{
using::hidl_array;
using::hidl_memory;
using::hidl_string;
using::hidl_vec;
using::Return;
using::Void;
using::sp;

structHello:publicIHello{
//Methodsfrom::IHellofollow.
Returnaddition_hidl(uint32_ta,uint32_tb)override;

//Methodsfrom::IBasefollow.

};

//FIXME:mostlikelydelete,thisisonlyforpassthroughimplementations
//去掉注釋
extern"C"IHello*HIDL_FETCH_IHello(constchar*name);

}//namespaceimplementation
}//namespaceV1_0
}//namespacehello_hidl
}//namespacehardware
}//namespaceandroid

系統自動生成了Hello結構體（當然也可以自己改為class），繼承IHello接口，addition_hidl函數就需要在Hello.cpp中去實現了，因為我們采用直通式HIDL，所以需要將// extern “C” IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* name);的注釋去掉

接著來看看Hello.cpp：

//FIXME:yourfilelicenseifyouhaveone

#include"Hello.h"
#include
namespaceandroid{
namespacehardware{
namespacehello_hidl{
namespaceV1_0{
namespaceimplementation{

//Methodsfrom::IHellofollow.
ReturnHello::addition_hidl(uint32_ta,uint32_tb){
//TODOimplement
ALOGE("hello_hidlserviceisinitsuccess....a:%d,b:%d",a,b);
returnuint32_t{};
}
//Methodsfrom::IBasefollow.

IHello*HIDL_FETCH_IHello(constchar*/*name*/){
returnnewHello();
}
}//namespaceimplementation
}//namespaceV1_0
}//namespacehello_hidl
}//namespacehardware
}//namespaceandroid

同樣需要去掉HIDL_FETCH_IHello函數的注釋，采用直通式HIDL時，通過前面service.cpp中的defaultPassthroughServiceImplementation函數注冊HIDL服務時，內部原理就是通過“HIDL_FETCH_”字串拼接defaultPassthroughServiceImplementation傳遞的IHello，找到HIDL_FETCH_IHello函數并獲取IHello對象，我們可以看到HIDL_FETCH_IHello初始代碼就是創建了一個Hello對象

在接著看default目錄下的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",
],
}

這個Android.bp會將Hello這個HIDL服務編譯成一個android.hardware.hello_hidl@1.0-impl.so，它還依賴一個android.hardware.hello_hidl@1.0.so，這個so哪來的呢？

再接著看1.0目錄下的Android.bp：

//Thisfileisautogeneratedbyhidl-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,
}

這個Android.bp會將hardware/interfaces/hello_hidl/1.0這個HIDL編譯成一個android.hardware.hello_hidl@1.0.so，到這里我們發現service.cpp沒有用到，所以我們還需要修改default目錄下的Android.bp：

//FIXME:yourfilelicenseifyouhaveone

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",
],

}

新增加對service.cpp的編譯，我們將service.cpp編譯成一個二進制可執行文件android.hardware.hello_hidl@1.0-service.so，用來啟動HIDL服務，好了，最終我們這個HIDL會編譯出來如下三個so:
android.hardware.hello_hidl@1.0-impl.so
android.hardware.hello_hidl@1.0.so
android.hardware.hello_hidl@1.0-service.so

還有一點需要注意的是，這個HIDL想要被Framework獲取使用還需要在manifest.xml中注冊，
manifest.xml在手機vendor/etc/vintf/manifest.xml下，我們將這個文件pull出來然后添加如下代碼：

android.hardware.hello_hidl
hwbinder
1.0

IHello
default

@1.0::IHello/default

然后在Hello.cpp中添加一行log，之后進行編譯

IHello*HIDL_FETCH_IHello(constchar*/*name*/){

ALOGE("hello_hidlserviceisinitsuccess....");

returnnewHello();
}

執行mmm hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/

在這里插入圖片描述
編譯成功后我們將生成的三個so分別push到手機vendor/lib64/hw/，vendor/lib64/，vendor/bin/hw/目錄下

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/

接著我們到手機vendor/bin/hw/目錄下去執行android.hardware.hello_hidl@1.0-service這個二進制可執行文件，這個文件就會執行service.cpp的代碼，調用defaultPassthroughServiceImplementation注冊我們的HIDL服務

在這里插入圖片描述

再看看log輸出：

在這里插入圖片描述
在執行android.hardware.hello_hidl@1.0-service時就會輸入這句log，代表我們這個HIDL服務已經實現，其實通常的HIDL服務都是通過rc文件來開機啟動的，我這里為了方便演示就沒有寫

再執行adb shell ps -A|grep -i --color "hello_hidl"命令看下這個服務狀態
我們發現HIDL服務啟動之后就會一直在后臺，這個其實和AMS，WMS這種服務是類似的，啟動之后在后臺會等待client端訪問

在這里插入圖片描述

HIDL這個服務已經能夠正常啟動了，接著寫一個測試程序看能否獲取這個服務，并且調用該服務的函數，我在Hello.cpp的addition_hidl函數中添加了一句log：

ReturnHello::addition_hidl(uint32_ta,uint32_tb){
//TODOimplement
ALOGD("dongjiao...Hello::addition_hidla=%d,b=%d",a,b);
returnuint32_t{};
}

測試程序寫在hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/default目錄下：

在這里插入圖片描述
Hello_hidl_test.cpp：

#include
#include
#include

usingandroid::sp;
usingandroid::IHello;
usingandroid::Return;
intmain(){
android::sphw_device=IHello::getService();
if(hw_device==nullptr){
ALOGD("dongjiao...failedtogethello-hidl");
return-1;
}
ALOGD("dongjiao...successtogethello-hidl....");
Returntotal=hw_device->addition_hidl(3,4);
return0;
}

測試程序代碼也比較簡單，獲取IHello的服務，然后調用addition_hidl函數

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",
],
}

我們再編譯這個測試程序，它會被編譯成一個可執行二進制文件Hello_hidl_test
編譯命令：
mmm hardware/interfaces/hello_hidl/1.0/default/test/

在這里插入圖片描述
編譯成功了，將這個可執行文件push到手機/system/bin/目錄下

在執行Hello_hidl_test之前別忘了把HIDL服務啟動起來

在這里插入圖片描述
接著執行Hello_hidl_test
在這里插入圖片描述
然后看log輸出
在這里插入圖片描述
可以看到成功了，成功獲取到了HIDL服務并且調用了該服務的addition_hidl函數，將我們的參數傳遞了過去，實際開發中就可以在獲取HIDL服務時打開HAL模塊，然后可以直接調用HAL的函數。 上一篇文章其實也寫了測試程序測自定義的HAL模塊，我們只需要將上一篇文章中的測試程序中的代碼copy到HIDL初始化代碼中就能夠調用HAL的那個加法函數了，具體就不測試了。

到這里HIDL服務已經成功實現并且能夠正常使用，HIDL這個框架用起來還是比較簡單的，大部分代碼都是通過工具生成的。

審核編輯：湯梓紅