安卓HAL开发指南

Posted 2023-04-03 Share.Well

安卓HAL开发指南

1、介绍

HIDL的全称是HAL interface definition language（硬件抽象层接口定义语言），在此之前android 有AIDL，架构在Android binder 之上，用来定义Android 基于Binder通信的Client 与Service之间的接口。HIDL也是类似的作用，只不过定义的是Android Framework与Android HAL实现之间的接口。

2、实现方式

2.1 旧版

传统HAL层

• Android 7.x和更早的版本中，hal模块接口被定义为简单的C头文件。
• HAL的实现 驻留在客户端的进程中(在很多情况下它是系统服务器)，这导致了安全性和稳定性问题。
• 版本控制发生在HAL接口规范级别。

2.2 新版

HIDL hal层

• 在Android 8.0及更高版本中，底层被重写以采用新的、更模块化的架构。
• 运行Android 8.0及更高版本的设备必须支持用HIDL编写的HALs

2.3 Vendor Interface

2.4 Vendor Test Suite(VTS)

3.HIDL接口定义

HIDL | Android 开源项目 | Android Open Source Project (google.cn)

3.1 HIDL文件目录

在AOSP中，HIDL接口文件的路径如下：

1. /hardware/interfaces
2. /framework/hardware/interfaces
3. /system/hardware/interfaces
4. /system/libhidl/transport

实现车载音频 HAL | Android 开源项目 | Android Open Source Project (google.cn)

3.2 HIDL实例

3.3 支持的数据格式

• 基本类型： char, short, int, long float, double bool
• 特殊类型： string，vec，数组，handle（非Java兼容的）
• 结构体
• union（非Java兼容的）
• 枚举
• 快速消息队列(基于环形缓冲区的队列)
• memory

3.4 默认实现

• 所有的HALs必须有默认实现
• 在许多情况下，为了向后兼容，它只是对现有libhardware(传统的HAL)实现的包装
• 默认实现与接口定义一起位于默认文件夹中。

4 如何创建HIDL HAL

（for Android Q）

4.1 在接口目录中创建你的模块

For Android common:
android/vendor/noch/common/interfaces

For v3.5 8155 project:
android/vendor/noch/project/v3.5/sa8155/interfaces

For v3.5 6155 project:
android/vendor/noch/project/v3.5/sa6155/interfaces

现在开始创建示例HAL：

创建如下目录结构

4.2 创建接口文件

4.2.1 type definition

4.2.2 function interface

4.2.3 callback interface

4.3 生成Android.bp文件

the working directory is /vendor/noch/common/interfaces/example/1.0

4.3.1 准备Android环境

source build/envsetup.sh
lunch sa8155_v35-userdebug

4.3.2 调用update-makefiles.sh

update-makefiles.sh文件如下：

#!/bin/bash
# Script to update Android make-files for HAL and VTS modules.


source $ANDROID_BUILD_TOP/system/tools/hidl/update-makefiles-helper.sh

do_makefiles_update \\
  "vendor.gwm.common.hardware:vendor/noch/common/interfaces" \\
  "android.hidl:system/libhidl/transport"

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0
../../hidl-scripts/update-makefiles.sh

Android.bp

4.4 generate HIDL source code

generate-source.sh文件如下：

#! /bin/bash
# Nobo Automotive Kun Li 
# v1.0 

if [ -z $1 ]; then
    echo "Please input module name"
    exit 1
else 
    MODULE=$1
fi


PACKAGE=vendor.gwm.common.hardware.$MODULE@1.0
echo "You package is: $PACKAGE"

LOC=default/impl
#make hidl-gen -j64
hidl-gen -o $LOC -Lc++-impl -rvendor.gwm.common.hardware:vendor/noch/common/interfaces \\
	    -randroid.hidl:system/libhidl/transport $PACKAGE
hidl-gen -o $LOC -Landroidbp-impl -rvendor.gwm.common.hardware:vendor/noch/common/interfaces \\
	    -randroid.hidl:system/libhidl/transport $PACKAGE

../../hidl-scripts/generate-source.sh example

运行generate-source.sh时后面需加上模块名，这里是example

4.4.1 Example.h

4.4.2 Example.cpp

4.4.3 ExampleCallback.h

4.4.4 ExampleCallback.cpp

4.5 创建项目编译环境

4.5.1 将代码文件移动到相关目录中

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0/default/impl
mkdir include src

mv *.h include
mv *.cpp src 
mv Android.bp ../

4.5.2 Create Service file

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0/default
touch ExampleService.cpp

此时的目录结构

4.5.3 create Service Script

vi [e-mail]

4.5.4 修改Android.bp文件

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0/default
vi Android.bp

4.6 Example Hal的实现

Example.cpp

ExampleCallback.cpp

4.7 Debug build

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0/default
mm

vendor.noch.common.hardware.example@1.0-service 将会install在vendor/bin/hw中
[e-mail] 将会install在vendor/etc/init中

恭喜你，至此，你已经成功创建了HAL服务，你也可以将其push到vendor模块中去调试它。
但是，它不会在系统启动时自动运行
因为：

1. 他没有在Android系统中注册
2. 他没有在SELINUX中注册

4.8 在Android系统中注册

1. For Android common（this example） cd android/device/noch/common
2. For v3.5 8155 project cd android/device/noch/sa8155_v35/sepolicy
3. For v3.5 6155 project cd android/device/noch/sa6155_v35/sepolicy

4.8.1 修改Android Manifest

vi common_manifest_overrides.xml

4.8.2 修改Android compatibility Matrix

vi common_compatibility_matrix.xml

4.9 在SELINUX中注册

1. For Android common（this example） cd
   android/device/noch/common/sepolicy
2. For v3.5 8155 project cd android/device/noch/sa8155_v35/sepolicy
3. For v3.5 6155 project cd android/device/noch/sa6155_v35/sepolicy

4.9.1 modify file_contexts to Register HAL

vi file_contexts

4.9.2 create sepolicy rule

vi hal_example.te

4.10 全编

这样example HAL服务就能自动运行在目标板子上了

4.11 创建测试程序

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0/default/tests
vi ExampleHalClient.cpp

4.11 更新Android.bp文件

cd android/vendor/noch/common/interfaces/example/1.0/default
vi Android.bp

mm

你可以将vendor.noch.common.hardware.example@1.0-client推到板子里的目标路径/vendor/bin/中

Android深度探索--HAL与驱动开发----第九章读书笔记

第九章  硬件抽象层：HAL

9.1为什么要在安卓中加入HAL？

首先Google 为 Android 增加 HAL 的主要目的除了尽量避免应用程序直接访问 Linux 驱动外，还有一仓重要原因，那就是保护 “私人财产”。－对于

那些既想发布茬子·Android，的 Linux 驱动程序，又不想将核心业务逻辑公开的企业或个人， ~简直就是福音。

 HAL 并不是Linux 内核的一部分，而是位于Android的系统运行库层，尽管这些 Linux.驱动都是免费给用户’使用的，但是由于这些Linux 驱动的实现涉及一些，技术专利或商业秘密，如果公开源代码会有很大麻烦。但作为Linux.驱动，又不得不公开源代码。这是由于 Linux 内核采用了 GPL 协议，而 GPL协议要求所有使用基于 GPL 协议的源代码的程序必须开源（由于 Linux 驱动属于 Linux 内核的一部分，因此 Linux 驱动必须开源）。

总而言之，Google 为 Android 增加 HAL 的主要目的：

 1.统一硬件的调用接口。由于HAL 有标准的调用接口，所以可以利用 HAL屏蔽Linux 驱动复杂，不统一的接口。

2.解决了GP（版权问题。由于 Linux 内核基于GPL协议，而 Android 基于 Apache Licence 2 ..0、协议．因此 Google 玩了个“穿越飞将原本位于 Linux驱动中的敏感代码向上移了一个层次二这样这些敏感代码就摆脱了 GPL 协议的束缚，。那些不想开源的 Linux驱动作者也就没必要开源了。

3.针对一些特殊的要求。对于有些硬件，可能需要访问→些用户空间的资源，或在内核空间不方便完成的工作以及特殊需求。在这种情况下，可以利用位于用户空间的HAL 代码来辅助 Linux驱动完成一些工作。

9.3为LED驱动增加 HAL

9.3.1 编写一款支持 HAL 的 Linux 驱动程序的步骤编写一款支持 HAL 的 Linux 驱i.9J.程序要比编写普通的 Linux 驱动程序复杂一些，但这些付出是值得的。 因为加入 HAL 会使组成 Linux 驱动的一整套 Library 的各部分更独立，更容易维护。下面看一下具体的实现步骤。在后面的内容会逐渐对每一步进行讨论。

 第 1 步 编写 Linux 驱动

 “编写 Linux 驱动”，从表明上看是废话，但如果要为 Linux 驱动添加 HAL，而且想尽量保护敏感数据。 Linux 驱动的代码就要尽量简洁，尽可能将业务逻辑放到 HALLibrary 中。

 第 2 步：编写 HAL Library

 HAL  Library 就是普通的 Linux Library  仆.so ）文件。但这类库文件有一个接口。通过HAL_MODULE_INFO_ SYM 变量实现。 Service Library 就是通过在这个接口中定义的 ID 定位 HAL Library 的。

 第 3 步：编写 Service Library

 尽管这步并不是必需的，但新的 HAL 架构要求我们这样做。 Service Library 也是 Linux Library。这一步比较灵活。 Service Library 可以是一般的 Linux Library，也可以是别I Library。在本章的 LED 驱动例子中将 Service Libratγ 和刑I Library 合到了一起。也就是说， Service Library 就是 JNI Library.实际上这一步除了用 CIC件实现的＊.so 库文件外，还应该包含一个用 Java 编写的服务管理类( ServiceManager）。 ServiceManager 会调用 Service Library。而 APK 程序会调用 ServiceManager 类米访问 Service Library。