HDI的IPC模式具體實現(xiàn)方法和驅(qū)動框架能力

轉(zhuǎn)自：OpenAtom OpenHarmony

HDI接口概述

HDF 驅(qū)動框架的一個重要功能是為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的統(tǒng)一的硬件接口，這樣才能保證系統(tǒng)服務(wù)可以運行在不同硬件上而不需要額外的適配工作，而HDI（Hardware Device Interfaces）正是為了實現(xiàn)該目的而設(shè)計。

HDI 是對硬件功能的較高層次抽象接口，各類外設(shè)完成 HDI 接口定義后便只會在 HDI 的兼容性規(guī)則下進(jìn)行變更，從而保證接口的穩(wěn)定性。具體的驅(qū)動實現(xiàn)不需要再重復(fù)定義 HDI 接口，只需要按需實現(xiàn)即可接入系統(tǒng)功能。

在不同量級的 OpenHarmony 系統(tǒng)上，HDI 存在兩種部署形態(tài)，IPC 模式和直通模式。

在輕量級 OpenHarmony 系統(tǒng)上，出于減小系統(tǒng)性能負(fù)載考慮，HDI 實現(xiàn)為用戶態(tài)共享庫，由系統(tǒng)服務(wù)直接加載 HDI 實現(xiàn)到自己進(jìn)程中函數(shù)調(diào)用使用。HDI 實現(xiàn)封裝具體的用戶態(tài)-內(nèi)核態(tài)交互過程，當(dāng)需要訪問驅(qū)動程序時使用 IO Service 請求將消息通過 system call 方式調(diào)用到內(nèi)核驅(qū)動實現(xiàn)。

在 OpenHarmony 系統(tǒng)上，HDI 以獨立服務(wù)進(jìn)程方式部署，系統(tǒng)服務(wù)只加載 HDI 客戶端實現(xiàn)到自己進(jìn)程中，實際業(yè)務(wù)運行在獨立進(jìn)程中，客戶端通過 IPC 與服務(wù)端交互，便于架構(gòu)解耦、權(quán)限管理。

HDI接口實現(xiàn)

直通模式為函數(shù)實現(xiàn)方式，無論調(diào)用還是實現(xiàn)都不需要其他組件支持即可實現(xiàn)，這里將重點分析 IPC 模式的實現(xiàn)。

HDI發(fā)布

HDI IPC 模式基于 OpenHarmony 系統(tǒng)通信框架的通用模型，但是因為驅(qū)動很多時候涉及到底層操作和多系統(tǒng)遷移的場景而使用C語言編寫，所以驅(qū)動框架還提供了 HDI 服務(wù)的 C 語言實現(xiàn)的基礎(chǔ)組件，C++實現(xiàn)則主要使用系統(tǒng)通信框架組件。

HDI 服務(wù)發(fā)布基于 UHDF（用戶態(tài) HDF 驅(qū)動框架）實現(xiàn)，通用的服務(wù)發(fā)布實現(xiàn)如下。

1.實現(xiàn)驅(qū)動入口

int SampleDriverBind（struct HdfDeviceObject *deviceObject）{ HDF_LOGE（“SampleDriverBind enter！”）; static struct IDeviceIoService testService = { .Dispatch = SampleServiceDispatch， // 服務(wù)回調(diào)接口 }; deviceObject-》service = &testService; return HDF_SUCCESS;} int SampleDriverInit（struct HdfDeviceObject *deviceObject）{ HDF_LOGE（“SampleDriverInit enter”）; return HDF_SUCCESS;} void SampleDriverRelease（struct HdfDeviceObject *deviceObject）{ HDF_LOGE（“SampleDriverRelease enter”）; return;} struct HdfDriverEntry g_sampleDriverEntry = { .moduleVersion = 1， .moduleName = “sample_driver”， .Bind = SampleDriverBind， .Init = SampleDriverInit， .Release = SampleDriverRelease，};

HDF_INIT（g_sampleDriverEntry）;

首先要添加一個 UHDF 驅(qū)動用于發(fā)布 IoService 服務(wù)，IoService 設(shè)備服務(wù)即為 HDI 服務(wù)實體。實現(xiàn)方式與 KHDF 驅(qū)動一致。

2.實現(xiàn)服務(wù)響應(yīng)接口

int32_t SampleServiceOnRemoteRequest（struct HdfDeviceIoClient *client， int cmdId， struct HdfSBuf *data， struct HdfSBuf *reply）{ switch （cmdId） { case SAMPLE_SERVICE_PING： return SampleServiceStubPing（client， data， reply）; … … default： HDF_LOGE（“SampleServiceDispatch： not support cmd %d”， cmdId）; return HDF_ERR_INVALID_PARAM; }}static int32_t SampleServiceDispatch（struct HdfDeviceIoClient *client， int cmdId， struct HdfSBuf *data， struct HdfSBuf *reply）{ return SampleServiceOnRemoteRequest（client， cmdId， data， reply）;}

當(dāng)收到 HDI 調(diào)用時，服務(wù)響應(yīng)接口“SampleServiceDispatch”將會被調(diào)用。

client 調(diào)用者對象，在用戶態(tài)驅(qū)動中暫時未支持

cmdId 調(diào)用命令字，用于區(qū)分調(diào)用的 API

data 調(diào)用入?yún)⑿蛄谢瘜ο?，?IPC 調(diào)用場景為 parcel 對象的 C 語言封裝，入?yún)⑿枰褂眯蛄谢涌趶?data 對象中獲取后再使用

reply 調(diào)用出參對象，需要返回給調(diào)用的信息寫入該序列化對象

如果 C++實現(xiàn)客戶端可以使用下面接口將 sbuf 對象轉(zhuǎn)換為 parcel 對象后操作：

int32_t SbufToParcel（struct HdfSBuf *sbuf， OHOS：：MessageParcel **parcel）;

3.UHDF 驅(qū)動配置

platform ：： host { hostName = “sample_host”; priority = 50; sample_device ：： device { device0 ：： deviceNode { policy = 2; priority = 100; moduleName = “l(fā)ibsample_driver.z.so”; serviceName = “sample_driver_service”; } }}

參數(shù)說明：

host 一個 host 節(jié)點即為一個獨立進(jìn)程，如果需要獨立進(jìn)程，新增屬于自己的 host 節(jié)點

policy 服務(wù)發(fā)布策略，HDI 服務(wù)設(shè)置為 2

moduleName 驅(qū)動實現(xiàn)庫名

serviceName 服務(wù)名稱，請保持全局唯一性

因為 HDI 服務(wù) C 和 C++實現(xiàn)使用的 IPC 組件不一樣，面向?qū)ο髮崿F(xiàn)也不一致，所以在具體實現(xiàn)上存在一些差異。

HDI基礎(chǔ)組件UHDF 框架為了支持 HDI 實現(xiàn)，提供了以下基礎(chǔ)組件（僅用于 C 語言 HDI 實現(xiàn)）：

SBuf

SBuf 是同時支持 KHDF 和 UHDF 驅(qū)動 IoService 消息序列化的工具對象。在 UHDF IPC 通信場景中，SBuf 可以與系統(tǒng) IPC 框架序列化對象 MessageParcel 對象（僅支持 C++）相互轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn) C 和 C++實現(xiàn)的 IPC 互通。

常用 API 如下：

struct HdfSBuf;struct HdfSbufImpl;struct HdfRemoteService;

/** * @brief HdfSBuf類型定義。 * * @since 1.0 */enum HdfSbufType { SBUF_RAW = 0， /* 用于用戶態(tài)內(nèi)核態(tài)通信的sbuf類型 */ SBUF_IPC， /* 用于跨進(jìn)程通信的sbuf類型 */ SBUF_IPC_HW， /* 用于擴(kuò)展的預(yù)留類型 */ SBUF_TYPE_MAX， /* sbuf類型最大值 */};

上述接口均有對應(yīng)的寫入接口，不再一一列舉，可查閱官網(wǎng)API參考文檔。

RemoteService

RemoteService 對象和系統(tǒng) IPC 框架中的 IRemoteObject 對象（僅支持 C++）對應(yīng)并可以相互轉(zhuǎn)換，表示一個 IPC 對象。相關(guān) API 說明：

// 消息分發(fā)器，用于服務(wù)端響應(yīng)調(diào)用或者在客戶端發(fā)起調(diào)用struct HdfRemoteDispatcher { int （*Dispatch）（struct HdfRemoteService *， int， struct HdfSBuf *， struct HdfSBuf *）;};

// RemoteService 死亡回調(diào)對象struct HdfDeathRecipient { void （*OnRemoteDied）（struct HdfDeathRecipient *， struct HdfRemoteService *）;};

struct HdfRemoteService { struct HdfObject object_; struct HdfObject *target; struct HdfRemoteDispatcher *dispatcher; bool isHw;};// 以自定義的消息分發(fā)器實例化一個RemoteServicestruct HdfRemoteService *HdfRemoteServiceObtain（ struct HdfObject *object， struct HdfRemoteDispatcher *dispatcher）;

// 回收RemoteService對象void HdfRemoteServiceRecycle（struct HdfRemoteService *service）;

// 添加RemoteService的死亡通知，如果對應(yīng)RemoteService的進(jìn)程異常退出，HdfDeathRecipient的回調(diào)接口將被調(diào)用void HdfRemoteServiceAddDeathRecipient（struct HdfRemoteService *service， struct HdfDeathRecipient *recipient）;

基于 RemoteService 實現(xiàn)一個服務(wù)端的示例：

int SampleServiceStubDispatch（ struct HdfRemoteService* service， int code， struct HdfSBuf *data， struct HdfSBuf *reply）{ // IPC 調(diào)用響應(yīng)接口 int ret = HDF_FAILURE; switch （code） { case SAMPLE_IF_0： { // do something break; } default： { ret = HDF_ERR_INVALID_PARAM; } } return ret;}bool SampleStubConstruct（）{ // 構(gòu)造消息分發(fā)器，實現(xiàn)消息處理回調(diào) static struct HdfRemoteDispatcher dispatcher = { .Dispatch = SampleServiceStubDispatch};// 實例化RemoteService inst-》remote = HdfRemoteServiceObtain（（struct HdfObject *）inst， &dispatcher）; if （inst-》remote == NULL） { HDF_LOGE（“Device service manager failed to obtain remote service”）; return false;}… …

直接基于 RemoteService 實現(xiàn)服務(wù)端只適用于需要實現(xiàn)匿名 IPC 服務(wù)的情況，基于 UHDF 發(fā)布 HDI 服務(wù)只需要實現(xiàn) Driver 綁定的 IoService 即可。

RemoteService 客戶端對象只能從 SBuf HdfSBufReadRemoteService 接口獲取。

HDI實現(xiàn)

Driver 為 HDI 服務(wù)的驅(qū)動入口實現(xiàn)

IoService 為 HDI 服務(wù)的服務(wù)入口實現(xiàn)，IoService 的 Dispatch 方法中調(diào)用 ServiceStub 中的真正服務(wù)響應(yīng)接口（OnRemoteRequest）

ServiceStub 為服務(wù)端實現(xiàn)對象，主要處理與 IPC 相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯，在這里完成參數(shù)反序列化后調(diào)用真正的 Service 實現(xiàn)接口，即 ServiceImpl 接口

ServiceImpl 為 HDI 接口的真正實現(xiàn)，這里不關(guān)注 IPC 過程，只實現(xiàn)函數(shù)接口。

驅(qū)動框架提供了實現(xiàn)的樣例代碼，可參考 gitee driver 代碼倉。

HDI接口調(diào)用

HDI驅(qū)動框架HDI接口

HDI 服務(wù)管理功能由驅(qū)動框架 DeviceManager 實現(xiàn)，所以驅(qū)動框架提供了 HDI 服務(wù)管理相關(guān) HDI 接口。

C++實現(xiàn)：

namespace OHOS {namespace HDI {namespace ServiceManager {namespace V1_0 {

struct IServiceManager ： public IRemoteBroker {public： DECLARE_INTERFACE_DESCRIPTOR（u“HDI.IServiceManager.V1_0”）; // get（）靜態(tài)方法用于獲取IServiceManager對象實例 static ：：sptr《IServiceManager》 Get（）; // GetService（）接口是真正提供的HDI接口，用于查詢并獲取其他HDI服務(wù)的客戶端對象 virtual ：：sptr《IRemoteObject》 GetService（const char* serviceName） = 0;};} // namespace V1_0} // namespace ServiceManager} // namespace HDI} // namespace OHOS

C 實現(xiàn)：

#ifdef __cplusplusextern “C” {#endif /* __cplusplus */

struct HDIServiceManager { struct HdfRemoteService *remote;

struct HdfRemoteService *（*GetService）（struct HDIServiceManager *self， const char* serviceName）;};

struct HDIServiceManager *HDIServiceManagerGet（void）;void HDIServiceManagerRelease（struct HDIServiceManager *servmgr）;

#ifdef __cplusplus}#endif /* __cplusplus */

C 語言因為缺少原生的面向?qū)ο笾С?，這里我們采用 OOC 的實現(xiàn)，函數(shù)方法 HDIServiceManagerGet/Release 用于 HDIServiceManager 對象的實例化和釋放，HDI 接口關(guān)聯(lián)在接口對象內(nèi)部成員中，與 C++實現(xiàn)類似。

HDI客戶端實現(xiàn)

HDI 客戶端同時支持 C 和 C++實現(xiàn)，實現(xiàn)方法較為簡單，只需 realize HDI 接口類即可。提供 C++實現(xiàn)基于系統(tǒng) IPC 子系統(tǒng)的統(tǒng)一模型，C 語言基于 RemoteService 和 SBuf 組件實現(xiàn)，但是有一些公共的約定：

1.客戶端提供接口對象，接口與對象綁定且必須與 HDI 一致

2.提供服務(wù)接口對象的實例化和釋放接口。

3.客戶端實現(xiàn) IPC 過程，只為調(diào)用者暴露函數(shù)化接口。

HDI接口調(diào)用

HDI 客戶端接口已經(jīng)提供了服務(wù)獲取接口，調(diào)用者調(diào)用服務(wù)獲取接口后再調(diào)用服務(wù)對象方法即可完成 HDI 調(diào)用。

這里以服務(wù)管理 HDI 接口為例：

C++接口調(diào)用：

#include 《iservmgr_hdi.h》

void GetTestService（）{ auto servmgr = IServiceManager：：Get（）; if （servmgr == nullptr） { HDF_LOGE（“failed to get IServiceManager”）; return; }

auto sampleService = servmgr-》GetService（TEST_SERVICE_NAME）; if （sampleService == nullptr） { HDF_LOGE（“failed to get TEST_SERVICE”）; return; } // do something}

C 接口調(diào)用：

#include 《servmgr_hdi.h》

void GetTestService（）{ struct HDIServiceManager *servmgr = HDIServiceManagerGet（）; if （servmgr == nullptr） { HDF_LOGE（“failed to get IServiceManager”）; return; }

struct HdfRemoteService *sampleService = servmgr-》GetService（servmgr， TEST_SERVICE_NAME）; if （sampleService == nullptr） { HDF_LOGE（“failed to get TEST_SERVICE”）; return; } // do something}

總結(jié)

本文介紹了 HDI 的總體方案，重點介紹了 HDI 的 IPC 模式具體實現(xiàn)方法和驅(qū)動框架能力，相信對讀者理解和使用 HDI 有所幫助。

編輯：jq