HDF 驅(qū)動(dòng)框架是 OpenAtom OpenHarmony（簡(jiǎn)稱“OpenHarmony”）系統(tǒng)硬件生態(tài)開(kāi)放的基礎(chǔ)，為驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)者提供了驅(qū)動(dòng)加載、驅(qū)動(dòng)服務(wù)管理和驅(qū)動(dòng)消息機(jī)制等驅(qū)動(dòng)框架能力，同時(shí)還為開(kāi)發(fā)者提供了規(guī)范的HDI硬件設(shè)備接口，讓開(kāi)發(fā)者能屏蔽南向設(shè)備差異，提供更好的硬件。本文將為大家?guī)?lái) HDI 硬件設(shè)備接口的介紹。

一、HDI介紹

圖2 OpenHarmony 分層結(jié)構(gòu)

HDI 支持“IPC 模式”及“直通模式”兩種調(diào)用方式。其中，IPC 模式即跨進(jìn)程通信模式，基于 binder 機(jī)制實(shí)現(xiàn)，調(diào)用端通過(guò) Proxy 代理庫(kù)調(diào)用 HDI 接口，具備良好的解耦性和安全性，是標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的默認(rèn)部署方式。直通模式，將 HDI 實(shí)現(xiàn)為共享庫(kù)，調(diào)用端使用 dlopen 加載 HDI 實(shí)現(xiàn)庫(kù)并直接調(diào)用 HDI 接口，是小型系統(tǒng)的默認(rèn)部署方式，同時(shí)還適用于對(duì)性能有特殊需求的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)模塊。

圖3 兩種調(diào)用方式

HDI 硬件設(shè)備接口的優(yōu)點(diǎn)用一句話總結(jié)就是：為硬件的接入提供了統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)通路。屏蔽了硬件接口的具體實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件與硬件的架構(gòu)解耦。讓開(kāi)發(fā)者專注于硬件接口的使用，從而簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，提升開(kāi)發(fā)效率。

二、HDI實(shí)現(xiàn)

通過(guò)上文的介紹，相信很多小伙伴會(huì)有疑問(wèn)，HDI 接口是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？下面我們將為你介紹 IPC 模式下基于 C/S（Client-Server 客戶端與服務(wù)端）結(jié)構(gòu)的 HDI 接口實(shí)現(xiàn)。

2.1 IDL接口描述語(yǔ)言

為方便后文的理解，我們先簡(jiǎn)單了解一下 IDL 接口描述語(yǔ)言。

IDL（Interface Description Language）是一類用來(lái)描述接口的語(yǔ)言，通過(guò)一種中立的方式來(lái)定義客戶端與服務(wù)端均認(rèn)可的編程接口，可以實(shí)現(xiàn)在二者間的跨進(jìn)程通信（IPC）?？邕M(jìn)程通信意味著可以在一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)另一個(gè)進(jìn)程的數(shù)據(jù)，或調(diào)用另一個(gè)進(jìn)程的方法。通常把應(yīng)用接口提供方（供調(diào)用）稱為服務(wù)端，調(diào)用方稱為客戶端。

IDL 先把需要傳遞的對(duì)象分解成操作系統(tǒng)能夠理解的基本類型，然后根據(jù)接口聲明編譯，生成 IPC/RPC代理（Proxy）和樁（Stub）的 C/C++ 代碼，從而為調(diào)用者提供一致的接口和調(diào)用方式。

圖4 IDL IPC模式通信模型

2.2 基于IDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)HDI接口

首先，使用 IDL 語(yǔ)法描述 HDI 接口并保存為.idl文件，然后編寫(xiě) .idl 文件的編譯腳本 BUILD.gn 文件，最后編譯 .idl 文件即可。下面我們將為大家演示電源子系統(tǒng)的 HDI 接口的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

（1）使用IDL語(yǔ)法編寫(xiě) .idl 文件

● 定義電源接口 IPowerInterface.idl

package ohos.hdi.power.v1_0;import ohos.hdi.power.v1_0.IPowerHdiCallback;import ohos.hdi.power.v1_0.PowerTypes;
interface IPowerInterface {    RegisterCallback([in] IPowerHdiCallback ipowerHdiCallback);    StartSuspend();    StopSuspend();    ForceSuspend();    SuspendBlock([in] String name);    SuspendUnblock([in] String name);    PowerDump([out] String info);}

● 如果需要從服務(wù)端回調(diào)，可以定義 callback 接口類 IPowerHdiCallback.idl

package ohos.hdi.power.v1_0;
[callback] interface IPowerHdiCallback {    OnSuspend();    OnWakeup();}

● 如果 interface 中用到了自定義數(shù)據(jù)類型，將自定義類型定義到 powerTypes.idl

package ohos.hdi.power.v1_0;
enum PowerHdfCmd {    CMD_REGISTER_CALLBCK = 0,    CMD_START_SUSPEND,    CMD_STOP_SUSPEND,    CMD_FORCE_SUSPEND,    CMD_SUSPEND_BLOCK,    CMD_SUSPEND_UNBLOCK,    CMD_DUMP,};
enum PowerHdfCallbackCmd {    CMD_ON_SUSPEND = 0,    CMD_ON_WAKEUP,};
enum PowerHdfState {    AWAKE = 0,    INACTIVE,    SLEEP,};

（2）編寫(xiě) .idl 文件的編譯腳本 BUILD.gn

import("//drivers/adapter/uhdf2/hdi.gni")if (defined(ohos_lite)) {  group("libpower_proxy_1.0") {    deps = []    public_configs = []  }} else {  hdi("power") {    module_name = "power_interface_service"
    sources = [      "IPowerHdiCallback.idl",      "IPowerInterface.idl",      "PowerTypes.idl",    ]
    language = "cpp"     subsystem_name = "hdf"     part_name = "power_device_driver"   }}

（3）編譯 .idl文件

使用編譯工具 hdi-gen 編譯 IDL 文件，IDL 文件在編譯過(guò)程中轉(zhuǎn)換為 C/C++ 語(yǔ)言的函數(shù)接口聲明、客戶端與服務(wù)端 IPC 相關(guān)過(guò)程代碼，開(kāi)發(fā)者只需要基于生成的 power.h 函數(shù)接口實(shí)現(xiàn)具體服務(wù)功能即可。

編譯后生成代碼在 out/product/gen/drivers/interface/power 中，接口代碼如下：

namespace OHOS {namespace HDI {namespace Power {namespace V1_0 {using namespace OHOS; enum {    CMD_POWER_INTERFACE_REGISTER_CALLBACK,    CMD_POWER_INTERFACE_START_SUSPEND,    CMD_POWER_INTERFACE_STOP_SUSPEND,    CMD_POWER_INTERFACE_FORCE_SUSPEND,    CMD_POWER_INTERFACE_SUSPEND_BLOCK,    CMD_POWER_INTERFACE_SUSPEND_UNBLOCK,    CMD_POWER_INTERFACE_POWER_DUMP,    CMD_POWER_INTERFACE_GET_VERSION,}; class IPowerInterface : public IRemoteBroker {public:    DECLARE_INTERFACE_DESCRIPTOR(u"ohos.hdi.power.v1_0.IPowerInterface");    virtual ~IPowerInterface() = default;    static sptr Get();    static sptr GetInstance(const std::string& serviceName);    virtual int32_t RegisterCallback(const sptr& ipowerHdiCallback) = 0;    virtual int32_t StartSuspend() = 0;    virtual int32_t StopSuspend() = 0;    virtual int32_t ForceSuspend() = 0;    virtual int32_t SuspendBlock(const std::string& name) = 0;    virtual int32_t SuspendUnblock(const std::string& name) = 0;    virtual int32_t PowerDump(std::string& info) = 0;    virtual int32_t GetVersion(uint32_t& majorVer, uint32_t& minorVer) = 0;};} // V1_0} // Power} // HDI}//OHOS

（4）實(shí)現(xiàn)HDI接口

● 實(shí)現(xiàn) UHDF Driver，用于將 HDI 實(shí)現(xiàn)加載為獨(dú)立進(jìn)程，并基于 HDF 驅(qū)動(dòng)框架發(fā)布設(shè)備服務(wù)。

static int32_t PowerInterfaceDriverDispatch(struct HdfDeviceIoClient *client, int cmdId, struct HdfSBuf *data,    struct HdfSBuf *reply){   ......
    return hdfPowerInterfaceHost->service->OnRemoteRequest(cmdId, *dataParcel, *replyParcel, option); // 將接口調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)到stub實(shí)現(xiàn)}
static int HdfPowerInterfaceDriverBind(struct HdfDeviceObject *deviceObject){    ......    hdfPowerInterfaceHost->ioservice.Dispatch = PowerInterfaceDriverDispatch;    hdfPowerInterfaceHost->ioservice.Open = NULL;    hdfPowerInterfaceHost->ioservice.Release = NULL;    hdfPowerInterfaceHost->service = new PowerInterfaceImpl();
    deviceObject->service = &hdfPowerInterfaceHost->ioservice;    return HDF_SUCCESS;}
......
struct HdfDriverEntry g_powerinterfaceDriverEntry = {    .moduleVersion = 1,    .moduleName = "power_interface_service",    .Bind = HdfPowerInterfaceDriverBind,    .Init = HdfPowerInterfaceDriverInit,    .Release = HdfPowerInterfaceDriverRelease,};

● 實(shí)現(xiàn) HDI 接口

#include "v1_0/power_interface_stub.h"
/* 繼承PowerInterfaceStub并實(shí)現(xiàn)IPowerInterface 中的接口*/class PowerInterfaceImpl : public PowerInterfaceStub {public:    virtual ~PowerInterfaceImpl() {}    int32_t RegisterCallback(const sptr& ipowerHdiCallback) override;    int32_t StartSuspend() override;    int32_t StopSuspend() override;    int32_t ForceSuspend() override;    int32_t SuspendBlock(const std::string& name) override;    int32_t SuspendUnblock(const std::string& name) override;    int32_t PowerDump(std::string& info) override;};
// 在cpp中對(duì)相關(guān)接口進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，其中調(diào)用了內(nèi)核相關(guān)接口，實(shí)現(xiàn)了具體功能
int32_t PowerInterfaceImpl::StopSuspend(){    suspendRetry_ = false;
    return HDF_SUCCESS;}
int32_t PowerInterfaceImpl::ForceSuspend(){    suspendRetry_ = false;
    NotifyCallback(CMD_ON_SUSPEND);    DoSuspend();    NotifyCallback(CMD_ON_WAKEUP);    return HDF_SUCCESS;}
int32_t PowerInterfaceImpl::SuspendBlock(const std::string& name){    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);    if (name.empty()) {        return HDF_ERR_INVALID_PARAM;    }    UniqueFd fd(TEMP_FAILURE_RETRY(open(LOCK_PATH, O_RDWR | O_CLOEXEC)));    bool ret = SaveStringToFd(fd, name);    if (!ret) {        return HDF_FAILURE;    }    return HDF_SUCCESS;}

三、HDI使用

通過(guò)上文的介紹，相信大家已經(jīng)對(duì) HDI 有了一定的了解，下面我們將為大家介紹 HDI 的使用，在直通模式下，對(duì) HDI 接口調(diào)用為同一進(jìn)程空間函數(shù)調(diào)用，過(guò)程較為直接，這里我們重點(diǎn)闡述 IPC 模式下的調(diào)用原理，然后通過(guò) CPP 語(yǔ)言來(lái)展示電源子系統(tǒng) HDI 的調(diào)用。

3.1 調(diào)用原理

在 IPC 模式下，當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)調(diào)用 HDI 接口時(shí)，通過(guò) proxy 庫(kù)將函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換為 IPC 請(qǐng)求，將接口調(diào)用的參數(shù)進(jìn)行序列化；IPC 請(qǐng)求通過(guò) IPC 框架發(fā)送到服務(wù)端，請(qǐng)求將被 stub 庫(kù)先處理，然后對(duì)接口調(diào)用的參數(shù)進(jìn)行反序列化，再轉(zhuǎn)換成對(duì)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的函數(shù)調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)接口調(diào)用過(guò)程。

圖5 HDI調(diào)用過(guò)程

3.2 基于CPP語(yǔ)言的使用

上文已經(jīng)編譯生成了電源子系統(tǒng)的 HDI 接口，下面我們來(lái)看看如何使用 CPP 語(yǔ)言來(lái)調(diào)用 HDI 接口吧。

（1）客戶端在BUILD.gn中增加依賴：//drivers/interface/foo/v1.0:libfoo_proxy_1.0"

ohos_executable("call_foo_hdi") {sources = ["src/call_foo_hdi.cpp",]deps = ["http://drivers/interface/foo/v1.0:libfoo_proxy_1.0",]external_deps = ["hiviewdfx_hilog_native:libhilog","ipc:ipc_core","utils_base:utils",]part_name = "bar"subsystem_name = "bar_subsystem"}

（2）在實(shí)現(xiàn)電源子系統(tǒng)的代碼中調(diào)用 HDI 接口，代碼如下：

 #include "v1_0/power_interface.h" //包含Power HDI接口頭文件 using namespace OHOS::V1_0; //使用HDI接口命名空間 namespace OHOS { namespace PowerMgr { sptr powerInterface = nullptr; SystemSuspendController::SystemSuspendController() {     sptr g_callback = new PowerHdiCallbackImpl();     powerInterface = IPowerInterface::Get(); //調(diào)用接口實(shí)例化接口獲取客戶端實(shí)例     if (powerInterface == nullptr) {         POWER_HILOGE(COMP_SVC, "The hdf interface is null");         return;     }     powerInterface->RegisterCallback(g_callback); // 調(diào)用HDI接口注冊(cè)電源事件回調(diào)}

四、結(jié)語(yǔ)

以上就是本文全部?jī)?nèi)容，我們?cè)谶@里簡(jiǎn)單介紹了HDI接口的實(shí)現(xiàn)思路及使用，對(duì)于廣大南向開(kāi)發(fā)者，我們還在社區(qū)提供了詳細(xì)的HDI接口實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)，歡迎大家在gitee社區(qū)參與更多討論。

社區(qū)鏈接：

https://gitee.com/openharmony/drivers_interface

審核編輯 ：李倩