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Android P HIDL服务绑定模式与直通模式的分析_defaultpassthroughserviceimplementation

作者：小丑西瓜9 | 2024-06-03 12:29:17

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defaultpassthroughserviceimplementation

　从Android 8.0之后，Android 引入Treble机制，主要是为了解决目前Android 版本之间升级麻烦的问题，将OEM适配的部分vendor与google 对android 大框架升级的部分system部分做了分离，一旦适配了一个版本的vendor信息之后，之后的版本再进行升级时，直接升级system即可，这个就不会给OEM厂商升级带来太大的工作量，直接升级最新功能，可以解决目前市面上Android版本过来凌乱的问题。

　　首先Treble机制在Vendor分区中有两种模式，一个编译成so库，供System分区的进程和应用直接加载调用，两者在同一个进程中，这种叫直通式 HAL(passthrough)模式，另外一种是直接编译成一个daemon可运行的服务，然后System分区的进程通过HwBinder的IPC通信方式来调用，两者在二个独立的进程中，这种称为绑定式HAL(Binderized )模式。

HIDL 初始化
Passthrough


extern "C" IMapper* HIDL_FETCH_IMapper(const char* name){
　　return CrallocLoader::load();
}
class GrallocLoader : public V2.0::passthrough::GrallocLoader {
    public:
      static IMapper* load(){
        const hw_module_t* module = loadModule();
        auto hal = createHal(module);
        return createMapper(std::move(hal));
      }
 
　　　　static const hw_module_t loadModule(){
　　　　　　const hw_module_t* module;
 　　　　　 int error = hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID, &module);
　　　　　　return module;
       }
　　　　
　　　　static std::unique_prt<hal::MapperHal> createHal(const hw_module_t* module){
　　　　　　auto hal = std::make_unique<GrallocHal>();
　　　　　　return hal->initWithModule(module) ?  std::move(hal) : nullptr;
　　　　}
}

直通模式与绑定模式最大的区别就是直通模式没有一个独立运行的服务进程，而绑定模式是作为一个独立运行的服务相当于Deamon进程在运行。直通模式是将android 8.0之前的版本的module 封装起来，供System以上的服务进行调用，上层直接调用 HIDL_FETCH_XXX 来调用此接口的。

Binderized
绑定式可以用两种方式来绑定服务，第一种通过defaultPassthroughServiceImplementation 的调用来注册服务，另外一种是直接调用RegisterAsService来注册服务。

1. defaultPassthroughServiceImplementation


int main{
　　return defaultPassthroughServiceImplementation<IDemo>(4); 
    //4表示与/dev/hwbinder通信的最大的线程数
}

这个函数的功能是创建默认的IDemo直通服务的实现方式。


 status_t defaultPassthroughServiceImplementation(size_t maxThreads = 1){
     configureRpcThreadpool(maxThreads, true);
     status_t result = registerPassthroughServiceImplementation<IDemo>("default");
　　　　 joinRpcThreadpool();
　　　　return UNKOWN_ERROR;
 }
 
status_t registerPassthroughServiceImplementation(String name = "default"){
    // Interface 传递进来的是 IComposer
    // 1. 获取 IComposer 接口类对象
　　sp<IDemo> service = Interface::getService(name, true);
　　....
   // 2. 将 IComposer 服务注册到 hwservicemanager 中
　　status_t status = service->registerAsService(name);
　　return status;
}

将IDemo 实例化一个对象出来，然后将其与“default”为名称注册到一个服务上。
那我们来看RegisterAsService，这个函数是使用hidl的工具生成的,如下所示：


out/soong/.intermediates/hardware/interfaces/demo/1.0/android.hardware.demo@1.0_genc++/gen/android/hardware/demo/1.0/DemoAll.cpp
::android::status_t IDemo::registerAsService(const std::string &serviceName){
　　::android::hardware::details::onRegistration("android.hardware.demo@1.0", "IDemo", serviceName);
 
　　const ::android::sp<::android::hidl::manager::V1_0::IServiceManager> sm = ::android::hardware::defaultServiceManager();
    ::android::hardware::Return<bool> ret = sm->add(serviceName.c_str(), this);
　　return ret.isOk() && ret ? ::android::OK :: android::UNKNOWN_ERROR;
}

这里就是将IDemo这个实例通过IServicemanager的add 接口，添加到服务列表中，到目前前止，就将defaultPassthroughServiceImplementation 的服务注册过程完成了。

2. RegisterAsService


int main(){
    configureRpcThreadpool(4, true);
    Demo mDemo = new Demo();
    mDemo.registerAsService();
    joinRpcThreadpool();
    return 1;
}

这里核心的也是registerAsService(), 此函数之前已经分析过了，就不重复解释了，就是注册一个服务到Service列表中。

HIDL的调用
上面已经说明了直通模式与绑定模式的初始化，现在我们来介绍下如何调用直通模式和绑定模式，两者调用的函数有没有什么区别呢？答案是两者使用的调用接口是一样的，都是通过getService 来调用的。

IMapper mMapper = mapper::V2_0::IMapper::getService()

同样getService 也是HIDL的工具生成的函数执行的：


out/soong/.intermediates/hardware/interfaces/graphics/mapper/2.1/android.hardware.graphics.mapper@2.1_genc++/gen/android/hardware/graphics/mapper/2.1/MapperAll.cpp
::android::sp<IMapper> IMapper::getService(const std::string &serviceName, const bool getStub){
　　return ::android::hardware::details::getServiceInternal<BpHwMapper>(serviceName, true, getStub);
}
sp<IType> getServiceInternal(const std::string & instance, bool retry, bool getStub){
    sp<IBase> base = getRawServiceInternal(IType::descriptor, inst/ance, retyr, getStub);
.....
}
 
sp<::android::hidl::base::V1_0::IBase> getRawServiceInternal(const std::string& descriptor,
                                                             const std::string& instance,
                                                             bool retry, bool getStub) {
    const sp<IServiceManager1_1> sm = defaultServiceManager1_1();
....
//绑定模式
    const bool vintfHwbinder = (transport == Transport::HWBINDER);
//直通模式
    const bool vintfPassthru = (transport == Transport::PASSTHROUGH);
......
//绑定模式
    for (int tries = 0; !getStub && (vintfHwbinder || vintfLegacy); tries++) {
        Return<sp<IBase>> ret = sm->get(descriptor, instance);
    }
//直通模式
    if (getStub || vintfPassthru || vintfLegacy) {
        const sp<IServiceManager> pm = getPassthroughServiceManager();
            sp<IBase> base = pm->get(descriptor, instance).withDefault(nullptr);
    }
 
....

这里分成了二条路，绑定模式就直接通过IServiceManager->get的方法去获取，是不是觉得很熟悉，就和AIDL一个套路，通过BpBinder 和 BnBinder 直接对Binder驱动的操作来完成数据交换，但AIDL的binder驱动是/dev/binder, HIDL的hwbinder驱动是/dev/hwbinder,具体的我们就不去详细分析了。关于直通模式，先通过getPassthroughServiceManager ，获取IServiceManager的句柄，然后再get得到对应的服务。


sp<IServiceManager1_0> getPassthroughServiceManager() {
    return getPassthroughServiceManager1_1();
}
sp<IServiceManager1_1> getPassthroughServiceManager1_1() {
    static sp<PassthroughServiceManager> manager(new PassthroughServiceManager());
    return manager;
}

这里相当于直接new了一个PassthroughServiceManager(), 之后再调用get 方法：


 Return<sp<IBase>> get(const hidl_string& fqName,
                          const hidl_string& name) override {
        sp<IBase> ret = nullptr;
        openLibs(fqName, [&](void* handle, const std::string &lib, const std::string &sym) {
            IBase* (*generator)(const char* name);
            //这里就会调用 到sym 也就是HIDL_FETCH_XXX ，然后通过dlsym 去链接调用了。
            *(void **)(&generator) = dlsym(handle, sym.c_str());
            ret = (*generator)(name.c_str());
        });
        return ret;
    }
 
static void openLibs(
        const std::string& fqName,
        const std::function<bool /* continue */ (void* /* handle */, const std::string& /* lib */,
                                                 const std::string& /* sym */)>& eachLib) {
        std::string packageAndVersion = fqName.substr(0, idx);
        std::string ifaceName = fqName.substr(idx + strlen("::"));
 
        const std::string prefix = packageAndVersion + "-impl";
　　　　　//HIDL_FETCH_XXX 出现了，就是passthrough模式下需要被调用的方法。
        const std::string sym = "HIDL_FETCH_" + ifaceName;
.....
        std::vector<std::string> paths = {HAL_LIBRARY_PATH_ODM, HAL_LIBRARY_PATH_VENDOR,
                                          halLibPathVndkSp, HAL_LIBRARY_PATH_SYSTEM};
....
        for (const std::string& path : paths) {
            std::vector<std::string> libs = search(path, prefix, ".so");
 
            for (const std::string &lib : libs) {
　　　　　　　　　　//路径最后组装成/system 或者/vendor 下面的供调用的xxxxx-impl.so
                const std::string fullPath = path + lib;
 
                if (path == HAL_LIBRARY_PATH_SYSTEM) {
                    //这里就供dlopen了。
                    handle = dlopen(fullPath.c_str(), dlMode);
                } else {
                    handle = android_load_sphal_library(fullPath.c_str(), dlMode);
                }
.....
        }
    }

到这里就可以看到HIDL_FETCH_XXX的调用过程了。

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