1、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

1.1 概要

如下 AOSP軟件堆棧架構(gòu)圖 主要跨兩個(gè)階段 Android Apps ==> Android Framework ==> HAL，這種IPC跨進(jìn)程通信在Android中必須要了解的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：1》Binder IPC通信機(jī)制；2》JNI調(diào)用；3》AIDL、HIDL接口定義語(yǔ)言

1》Binder IPC通信機(jī)制

IPC 域	說(shuō)明
/dev/binder	框架/應(yīng)用進(jìn)程之間的 IPC，使用 AIDL 接口
/dev/hwbinder	框架/供應(yīng)商進(jìn)程之間的 IPC，使用 HIDL 接口 供應(yīng)商進(jìn)程之間的 IPC，使用 HIDL 接口
/dev/vndbinder	供應(yīng)商/供應(yīng)商進(jìn)程之間的 IPC，使用 AIDL 接口

2》JNI調(diào)用
就是Java與C/C++互相調(diào)用，這不是Android系統(tǒng)所獨(dú)有的，而是Java所有。Android表現(xiàn)：frameworks/base和frameworks/Native，以及其他SO庫(kù)調(diào)用。

3》AIDL、HIDL接口定義語(yǔ)言：是Android中binder機(jī)制的具體實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的binder域/dev/binder、/dev/hwbinder、/dev/vndbinder；Android規(guī)范的接口定義語(yǔ)言，按照規(guī)范aidl/hidl文件自動(dòng)生成相應(yīng)代碼文件。

Android 接口定義語(yǔ)言	相關(guān)Blog	client端 / server端
AIDL	Android 接口定義語(yǔ)言 (AIDL)	客戶端獲取proxy：asInterface(android.os.IBinder obj) 服務(wù)端實(shí)現(xiàn)Stub：class Stub extends android.os.Binder (C++中客戶端對(duì)應(yīng)Bp端，服務(wù)端對(duì)應(yīng)Bn端)
HIDL	Android 接口定義語(yǔ)言 (HIDL)

1.2 參考

1》Binder IPC通信機(jī)制

序號(hào)	文章名	概述
0	為什么 Android 要采用 Binder 作為 IPC 機(jī)制？	【Android，在爭(zhēng)議中逃離 Linux 內(nèi)核的 GPL 約束】
0	使用 Binder IPC	多個(gè) Binder 域：/dev/binder、/dev/hwbinder、/dev/vndbinder
1	Binder系列1-Binder Driver	/dev/binder運(yùn)行在Linux kernel
2	Binder系列2-ServiceManager	SM啟動(dòng)，添加/獲取Service
3	Binder系列3-framework層	Zygote啟動(dòng)時(shí)AndroidRuntime::startReg中register_jni_procs()，JNI調(diào)用到Native
4	Binder 域	關(guān)注/dev/vndbinder與/dev/binder共用一套libbinder，defaultServiceManager()獲取前需要切換
5	Binder相關(guān)問(wèn)題

2》JNI調(diào)用
Android JNI原理、Java本地調(diào)用（JNI）

3》AIDL、HIDL接口定義語(yǔ)言

Android 接口定義語(yǔ)言	相關(guān)Blog
AIDL	Android 接口定義語(yǔ)言 (AIDL)
HIDL	Android 接口定義語(yǔ)言 (HIDL) Android 8.0 重新設(shè)計(jì)了 Android 操作系統(tǒng)框架（在一個(gè)名為“Treble”的項(xiàng)目中），以便讓制造商能夠以更低的成本更輕松、更快速地將設(shè)備更新到新版 Android 系統(tǒng)。在這種新架構(gòu)中，HAL 接口定義語(yǔ)言（HIDL，發(fā)音為“hide-l”）指定了 HAL 和其用戶之間的接口，讓用戶無(wú)需重新構(gòu)建 HAL，就能替換 Android 框架。在 Android 10 中，HIDL 功能已整合到 AIDL 中。此后，HIDL 就被廢棄了，并且僅供尚未轉(zhuǎn)換為 AIDL 的子系統(tǒng)使用。 在 Android 11 中，還支持使用 AIDL 編寫(xiě)的 HAL。所有 AIDL HAL 都是綁定的。 - 綁定的 HAL 。 HAL 以 HAL 接口定義語(yǔ)言 (HIDL) 或 Android 接口定義語(yǔ)言 (AIDL) 表示。這些 HAL 取代了早期 Android 版本中使用的傳統(tǒng) HAL 和遺留 HAL。在 Binderized HAL 中，Android 框架和 HAL 使用 Binder 進(jìn)程間通信 (IPC) 調(diào)用相互通信。所有搭載 Android 8.0 或更高版本的設(shè)備必須僅支持綁定化 HAL。 -直通 HAL 。 HIDL 包裝的傳統(tǒng) HAL 或舊版 HAL這些 HAL 包裝現(xiàn)有的 HAL，并且可以在綁定和相同進(jìn)程（直通）模式下為 HAL 提供服務(wù)。升級(jí)到 Android 8.0 的設(shè)備可以使用直通 HAL。

2、拿SensorService舉例

2.1 Android Apps ==> Android Framework階段

Android Apps ==> Android Framework階段通過(guò)Android API調(diào)用，就是App編程調(diào)用的Android SDK。


Activity中調(diào)用
mSensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);
mAccelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
獲取加速度傳感器Sensor.TYPE_ACCELEROMETER。


更多查看APP獲取Sensor對(duì)象-Android12；參考代碼如下

public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {
    private final SensorManager mSensorManager;
    private final Sensor mAccelerometer;

    public SensorActivity() {
        mSensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);
        mAccelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
    }

    protected void onResume() {
        super.onResume();
        mSensorManager.registerListener(this, mAccelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    }

    protected void onPause() {
        super.onPause();
        mSensorManager.unregisterListener(this);
    }

    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
    }

    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    }
}

2.2 Android Framework內(nèi)部階段

2.2.1 frameworks/base

Android Framework內(nèi)部階段：通過(guò)JNI調(diào)用Native層，如Android JNI原理、Java本地調(diào)用（JNI）中javac -h ./ xxx.java (javah是1.8及以前版本)生成相應(yīng)xxxNative.h文件，

SersorManager.java對(duì)應(yīng)相關(guān)代碼：（在SystemServer啟動(dòng)時(shí)System.loadLibrary("android_servers");加載so庫(kù)）
frameworks/base/core/java/android/hardware/SensorManager.java
frameworks/base/core/java/android/hardware/SystemSensorManager.java
frameworks/base/core/jni/android_hardware_SensorManager.cpp
libnativehelper/include/nativehelper/JNIHelp.h
libnativehelper/include_jni/jni.h
frameworks/base/core/jni/core_jni_helpers.h

private static native boolean nativeGetSensorAtIndex(long nativeInstance,
		Sensor sensor, int index);

ssize_t count = mgr->getSensorList(&sensorList);

2.2.2 frameworks/native

通過(guò)binder IPC跨進(jìn)程通信機(jī)制defaultServiceManager()獲取到對(duì)應(yīng)服務(wù)調(diào)用。如調(diào)用到服務(wù)frameworks/native/services/sensorservice

SersorManager.cpp對(duì)應(yīng)相關(guān)代碼：（SensorService.cpp 繼承BinderService、BnSensorServer、Thread，初始化時(shí)添加到defaultServiceManager()中，更多查看SensorService啟動(dòng)-Android12）
frameworks/native/libs/sensor/SensorManager.cpp
frameworks/native/libs/binder/include/binder/IServiceManager.h
frameworks/native/libs/binder/IServiceManager.cpp
frameworks/native/services/sensorservice/SensorService.cpp

（
這里的Bp端Bn端（BpSensorServer/BnSensorServer）手動(dòng)擼代碼，不是自動(dòng)生成，所以這里關(guān)注transact()/onTransact()
frameworks/native/libs/sensor/include/sensor/ISensorServer.h
frameworks/native/libs/sensor/ISensorServer.cpp
）

NativeSensorService::NativeSensorService(JNIEnv* env, jobject listener)
      : mProximityActiveListenerDelegate(new ProximityActiveListenerDelegate(env, listener)) {
    if (base::GetBoolProperty("system_init.startsensorservice", true)) {
        sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
        mService = new SensorService();
        sm->addService(String16(SensorService::getServiceName()), mService,
                       false /* allowIsolated */, IServiceManager::DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL);
    }
}

Vector<Sensor> SensorService::getSensorList(const String16& opPackageName) {
    char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get("debug.sensors", value, "0");
    const Vector<Sensor>& initialSensorList = (atoi(value)) ?
            mSensors.getUserDebugSensors() : mSensors.getUserSensors();
    Vector<Sensor> accessibleSensorList;

    bool isCapped = isRateCappedBasedOnPermission(opPackageName);
    for (size_t i = 0; i < initialSensorList.size(); i++) {
        Sensor sensor = initialSensorList[i];
        if (isCapped && isSensorInCappedSet(sensor.getType())) {
            sensor.capMinDelayMicros(SENSOR_SERVICE_CAPPED_SAMPLING_PERIOD_NS / 1000);
            sensor.capHighestDirectReportRateLevel(SENSOR_SERVICE_CAPPED_SAMPLING_RATE_LEVEL);
        }
        accessibleSensorList.add(sensor);
    }
    makeUuidsIntoIdsForSensorList(accessibleSensorList);
    return accessibleSensorList;
}

SensorService服務(wù) 通過(guò)frameworks/native/services/sensorservice/SensorService.cpp獲取

SensorDevice& dev(SensorDevice::getInstance());
ssize_t count = dev.getSensorList(&list);

SensorDevice.cpp連接HAL層，如connectHidlServiceV2_1()

SensorDevice::HalConnectionStatus SensorDevice::connectHidlServiceV2_1() {
   HalConnectionStatus connectionStatus = HalConnectionStatus::UNKNOWN;
   sp<V2_1::ISensors> sensors = V2_1::ISensors::getService();

   if (sensors == nullptr) {
       connectionStatus = HalConnectionStatus::DOES_NOT_EXIST;
   } else {
       mSensors = new ISensorsWrapperV2_1(sensors);
       connectionStatus = initializeHidlServiceV2_X();
   }

   return connectionStatus;
}

2.3 Android Framework ==> HAL 階段

通過(guò)HIDL （Android 接口定義語(yǔ)言 (HIDL)）文件hidl-gen 編譯器自動(dòng)生成，如繼承實(shí)現(xiàn)#include <android/hardware/sensors/2.1/ISensors.h>
了解實(shí)例參考 HAL服務(wù)整編錯(cuò)誤處理

2.3.1 舊版 HAL

hardware/libhardware/include/hardware/sensors.h
hardware/libhardware/modules/sensors/dynamic_sensor/sensors.cpp

舊版 HAL：HAL 可定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口以供硬件供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)，這可讓 Android 忽略較低級(jí)別的驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)。借助 HAL，您可以順利實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，而不會(huì)影響或更改更高級(jí)別的系統(tǒng)。本頁(yè)面介紹了自 Android 8.0 開(kāi)始已不再支持的舊版架構(gòu)。對(duì)于 Android 8.0 及更高版本，請(qǐng)參閱 HAL 概覽。

HAL 模塊代表打包的 HAL 實(shí)現(xiàn)，這種實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)為共享庫(kù) (.so file)。hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h 頭文件可定義一個(gè)代表模塊的結(jié)構(gòu)體 (hw_module_t)，其中包含模塊的版本、名稱和作者等元數(shù)據(jù)。Android 會(huì)根據(jù)這些元數(shù)據(jù)來(lái)找到并正確加載 HAL 模塊。

另外，hw_module_t 結(jié)構(gòu)體還包含指向另一個(gè)結(jié)構(gòu)體 hw_module_methods_t 的指針，后面這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含指向相應(yīng)模塊的 open 函數(shù)的指針。此 open 函數(shù)用于與相關(guān)硬件（此 HAL 是其抽象形式）建立通信。每個(gè)硬件專用 HAL 通常都會(huì)使用該特定硬件的附加信息來(lái)擴(kuò)展通用的 hw_module_t 結(jié)構(gòu)體。

實(shí)現(xiàn) HAL 并創(chuàng)建模塊結(jié)構(gòu)體時(shí)，您必須將其命名為 HAL_MODULE_INFO_SYM。

struct sensors_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
   .common = {
           .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
           .version_major = 1,
           .version_minor = 0,
           .id = SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID,
           .name = "Google Dynamic Sensor Manager",
           .author = "Google",
           .methods = &sensors_module_methods,
           .dso  = NULL,
           .reserved = {0},
   },
   .get_sensors_list = get_sensors_list,
   .set_operation_mode = set_operation_mode,
};

文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-695745.html

到了這里，關(guān)于Android 應(yīng)用層 到 HAL 層的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！