安卓HAL编写 - 技术栈

平台:rk3576

第一层AIDL框架层

1.首先进入源码/hardware/interfaces

2.创建testtld总文件夹

3.接着再testtld文件夹中创建aidl文件：

aidl/android/hardware/testtld/IHelloTest.aidl

bash 复制代码

package android.hardware.testtld;
 
 
@VintfStability
interface IHelloTest {
    int getTestOne(in int event, in String name);
}

4.创建配置.bp文件

aidl/Android.bp

bash 复制代码

package {
    // See: http://go/android-license-faq
    // A large-scale-change added 'default_applicable_licenses' to import
    // all of the 'license_kinds' from "hardware_interfaces_license"
    // to get the below license kinds:
    //   SPDX-license-identifier-Apache-2.0
    default_applicable_licenses: ["hardware_interfaces_license"],
}

aidl_interface {
    name: "android.hardware.testtld",
    vendor_available: true,
    srcs: ["android/hardware/testtld/*.aidl"],
    stability: "vintf",
    owner: "tld",
    backend: {
        cpp: {
            enabled: true,
        },
        java: {
            sdk_version: "module_current",
        },
        ndk: {
            enabled: true,
        },
    },

    frozen: true,
    versions_with_info: [
        {
            version: "1",
            imports: [],
        },
    ],

}

5.编译模块

bash 复制代码

m  android.hardware.testtld-update-api

mmm hardware/interfaces/testtld

mm  android.hardware.testtld-freeze-api

第二层服务层

1.创建testtld/aidl/default文件夹

2.新建 Android.bp

bash 复制代码

cc_binary {
    name: "android.hardware.testtld-service",
    init_rc: ["HelloTest-default.rc"],
    vintf_fragments: ["HelloTest-default.xml"],
    relative_install_path: "hw",
    vendor: true,
    srcs: [
        "service.cpp",
        "HelloTest.cpp",
    ],
    shared_libs: [
        "libbase",
        "libbinder",
        "libbinder_ndk",
        "libutils",
        "liblog",
        "libcutils",
        "libutils",
        "libdl",
        "android.hardware.testtld-V1-ndk",
    ],
    cflags: [
        "-Wall",
        "-Werror",
    ],
}

3.新建 HelloTest-default.rc

bash 复制代码

service android.hardware.testtld-service /vendor/bin/hw/android.hardware.testtld-service
    class hal
    user system
    group system

4.新建 HelloTest-default.xml

html 复制代码

<manifest version="1.0" type="device">
    <hal format="aidl">
        <name>android.hardware.testtld</name>
        <version>1</version>
        <fqname>IHelloTest/default</fqname>
    </hal>
</manifest>

5.新建 HelloTest.cpp

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "android.hardware.testtld-service"
 
#include <utils/Log.h>
#include <log/log.h>
#include <iostream>
#include <HelloTest.h>
 
namespace aidl {
 
    namespace android {
    
        namespace hardware {
        
            namespace testtld {
            
                ndk::ScopedAStatus HelloTest::getTestOne(int32_t in_event, const std::string& in_name, int32_t* _aidl_return) {
                    ALOGD("======getTestOne====1");
                    std::int32_t ret = in_event;
                    std::string name = in_name;
                    *_aidl_return = 2;
                    ALOGD("======getTestOne====2===in_event:%d",ret);
                    ALOGD("%s: this = %p, name = %s ", __FUNCTION__, this, name.c_str());
                    return ndk::ScopedAStatus::ok();
                }
            
            
            }  // namespace testtld
        
        }  // namespace hardware
    
    }  // namespace android
 
}  // namespace aidl

6.新建 HelloTest.h

cpp 复制代码

#include <aidl/android/hardware/testtld/BnHelloTest.h>
 
namespace aidl {
 
    namespace android {
    
        namespace hardware {
            
            namespace testtld {
            
                class HelloTest  : public BnHelloTest {
                public:
                    ndk::ScopedAStatus getTestOne(int32_t in_event, const std::string& in_name, int32_t* _aidl_return);
                };
            
            
            }  // namespace testtld
        
        }  // namespace hardware
    
    }  // namespace android
 
}  // namespace aild

7.新建 service.cpp

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "android.hardware.testtld-service"
#include <android-base/logging.h>
#include <android/binder_manager.h>
#include <android/binder_process.h>
#include <binder/ProcessState.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include "HelloTest.h"
 
using aidl::android::hardware::testtld::HelloTest;
using std::string_literals::operator""s;
 
int main() {
    // Enable vndbinder to allow vendor-to-venfor binder call
    android::ProcessState::initWithDriver("/dev/vndbinder"); //使用vnbinder的配置
 
    ABinderProcess_setThreadPoolMaxThreadCount(0); // vnbinder的线程池独立，需要单独配置 
    ABinderProcess_startThreadPool();
 
    std::shared_ptr<HelloTest> helloTest = ndk::SharedRefBase::make<HelloTest>();
    const std::string desc = HelloTest::descriptor + "/default"s;
 
    if (helloTest != nullptr) {
        if(AServiceManager_addService(helloTest->asBinder().get(), desc.c_str()) != STATUS_OK) {
            ALOGE("Failed to register IHelloTest service");
            return -1;
        }
    } else {
        ALOGE("Failed to get IHelloTest instance");
        return -1;
    }
 
    ALOGD("IHelloTest service starts to join service pool");
    ABinderProcess_joinThreadPool();
 
    return EXIT_FAILURE;  // should not reached
}

8.在源码/device/rockchip/rk3576/rk3576_u（这里的rk3576替换你的型号）中新建framework_compatibility_matrix.xml文件：

html 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<compatibility-matrix version="1.0" type="framework">
    <hal format="aidl" optional="true">
        <name>android.hardware.testtld</name>
        <version>1</version>
        <interface>
            <name>IHelloTest</name>
            <instance>default</instance>
        </interface>
    </hal>
</compatibility-matrix>

9.在板级.mk文件(rk3576_u.mk)添加：

bash 复制代码

DEVICE_FRAMEWORK_COMPATIBILITY_MATRIX_FILE += device/rockchip/rk3576/rk3576_u/framework_compatibility_matrix.xml

第三步selinux

1.在源码/device/rockchip/rk3576/rk3576_u（这里的rk3576替换你的型号）中新增sepolicy文件夹

2.新增 file_contexts

bash 复制代码

/vendor/bin/hw/android\.hardware\.testtld-service     u:object_r:hal_hellotest_exec:s0

4.新增 hal_hellotest.te

bash 复制代码

type hal_hellotest, domain;
type hal_hellotest_exec, vendor_file_type, exec_type, file_type;
init_daemon_domain(hal_hellotest)

5.新增hwservice_contexts

bash 复制代码

android.hardware.testtld::IHelloTest	u:object_r:hal_hellotest_hwservice:s0

6.新增hwservice.te

bash 复制代码

type hal_hellotest_hwservice, hwservice_manager_type, protected_hwservice;

7.在BoardConfig.mk中添加

bash 复制代码

BOARD_SEPOLICY_DIRS += device/rockchip/rk3576/rk3576_u/sepolicy

然后全编译

第四步编写测试文件

1.先创建testtld/aidl/test_aidl_hal文件夹

2.创建.cpp文件

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "Test-HAL"
#define LOG_NDEBUG 0

#include <log/log.h>
#include <aidl/android/hardware/testtld/IHelloTest.h>
#include <android/binder_manager.h>
#include <android/binder_process.h>
#include <stdio.h>

using aidl::android::hardware::testtld::IHelloTest;

int main() {
    ndk::SpAIBinder binder = ndk::SpAIBinder(
        AServiceManager_waitForService("android.hardware.testtld.IHelloTest/default")
    );

    auto service = IHelloTest::fromBinder(binder);
    ALOGD("get service = %p\n", service.get());

    if (service == nullptr) {
        return -1;
    }

    int32_t result;
    service->getTestOne(1, "hello", &result);
    ALOGD("getTestOne result = %d", result);

    return 0;
}

3.Android.bp

bash 复制代码

cc_binary {
    name: "test_aidl_hal",
    vendor: true,
    shared_libs: [
        "android.hardware.testtld-V1-ndk", 
        "libbinder",          
        "liblog",
        "libbase",
        "libcutils",
        "libutils",
        "libbinder_ndk",
    ],
    srcs: [
        "main.cpp",
    ],
}

4.最后进入test_aidl_hal文件夹输入mm编译

5.最后在\alp\out\target\product\rk3576_u\vendor\bin找出编译使用adb推向开发板的/data/local/tmp/文件夹

bash 复制代码

adb push .\test_aidl_hal /data/local/tmp/

6.最后执行并输入：

bash 复制代码

 logcat | grep Test-HAL

即可查看：

程序讲解

1.service.cpp

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "android.hardware.testtld-service"
#include <android-base/logging.h>
#include <android/binder_manager.h>
#include <android/binder_process.h>
#include <binder/ProcessState.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include "HelloTest.h"
 
using aidl::android::hardware::testtld::HelloTest;
using std::string_literals::operator""s;
 
int main() {
    // Enable vndbinder to allow vendor-to-venfor binder call
    android::ProcessState::initWithDriver("/dev/vndbinder"); //使用vnbinder的配置
 
    ABinderProcess_setThreadPoolMaxThreadCount(0); // vnbinder的线程池独立，需要单独配置 
    ABinderProcess_startThreadPool();
 
    std::shared_ptr<HelloTest> helloTest = ndk::SharedRefBase::make<HelloTest>();
    const std::string desc = HelloTest::descriptor + "/default"s;
 
    if (helloTest != nullptr) {
        if(AServiceManager_addService(helloTest->asBinder().get(), desc.c_str()) != STATUS_OK) {
            ALOGE("Failed to register IHelloTest service");
            return -1;
        }
    } else {
        ALOGE("Failed to get IHelloTest instance");
        return -1;
    }
 
    ALOGD("IHelloTest service starts to join service pool");
    ABinderProcess_joinThreadPool();
 
    return EXIT_FAILURE;  // should not reached
}

1.1 头文件和命名空间

cpp 复制代码

#include <android-base/logging.h>
#include <android/binder_manager.h>
#include <android/binder_process.h>
#include <binder/ProcessState.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include "HelloTest.h"

android-base/logging.h：提供 C++ 风格的日志宏（如 ALOGD, ALOGE），最终也是写入 logd。 android/binder_manager.h：NDK 的服务管理器，提供 AServiceManager_addService 等函数。 android/binder_process.h：NDK 的进程级 binder 线程池管理，提供 ABinderProcess_* 系列函数。

binder/ProcessState.h：旧版 C++ libbinde

1.2. 驱动初始化：ProcessState::initWithDriver

cpp 复制代码

android::ProcessState::initWithDriver("/dev/vndbinder");

ProcessState 是 libbinder 中的一个进程单例，代表本进程与 binder 驱动之间的连接。每个使用 binder 的进程，必须第一次并唯一一次打开 binder 驱动，ProcessState 负责这个工作。 /dev/vndbinder 是 vendor binder 的设备节点。Android 为了隔离框架 (system) 和供应商 (vendor) 组件，提供了两个 binder 域： /dev/binder → servicemanager 主要管理系统和应用的注册查询。

/dev/vndbinder 是 vendor binder 的设备节点。Android 为了隔离框架 (system) 和供应商 (vendor) 组件，提供了两个 binder 域：

/dev/binder → servicemanager 主要管理系统和应用的注册查询。

/dev/vndbinder → vndservicemanager 专用于 vendor HAL 服务。

因为我们写的是 vendor HAL 服务（它由供应商提供，运行在 vendor 分区），所以必须使用 /dev/vndbinder，这样它注册的服务才会出现在 vndservicemanager 管理的命名空间里，客户端在 vendor 进程中才查得到。如果这里错误地使用了 /dev/binder，那么框架侧的应用可能找不到服务，或者违反 Treble 兼容性要求。

1.3 配置并启动 NDK binder 线程池

bash 复制代码

ABinderProcess_setThreadPoolMaxThreadCount(0);
ABinderProcess_startThreadPool();

前面 ProcessState::initWithDriver 只打开了驱动，但并没有创建线程来处理 binder 请求。这两个函数来自 NDK 的 binder 库（c语言），它们创建并启动了线程池。 ABinderProcess_setThreadPoolMaxThreadCount(0)：设置最大线程数为 0，这是一个特殊值，表示让系统根据负载自动决定（通常默认就足够）。 ABinderProcess_startThreadPool()：真正启动线程池。调用后，内部会创建若干个线程，每个线程循环

1.4 创建服务实例

cpp 复制代码

std::shared_ptr<HelloTest> helloTest = ndk::SharedRefBase::make<HelloTest>();

HelloTest 是我们自定义的类，继承自 BnHelloTest（AIDL 生成的 Stub），实现了 getTestOne 方法。这个对象就是真正的业务逻辑所在。

ndk::SharedRefBase::make<HelloTest>() 是 NDK 提供的智能指针构造方式，类似于 std::make_shared，但它使用了 binder 内部的引用计数，能在跨进程传递时正确管理生命周期。返回的 std::shared_ptr<HelloTest> 持有了这个对象的引用，确保它在服务运行期间一直存活。

1.5 构造服务描述字符串

bash 复制代码

const std::string desc = HelloTest::descriptor + "/default"s;

1.6 注册服务到 ServiceManager

bash 复制代码

if(AServiceManager_addService(helloTest->asBinder().get(), desc.c_str()) != STATUS_OK) {
    ALOGE("Failed to register IHelloTest service");
    return -1;
}

1.7 加入线程池，进入服务循环

bash 复制代码

ABinderProcess_joinThreadPool();

1.8 整体流程串讲

initWithDriver("/dev/vndbinder")：把本进程绑定到 vendor binder 域。

启动线程池：准备好处理并发请求的 workers。

创建 HelloTest 实例：业务逻辑的实体。

注册到 vndservicemanager：公告"我在这里，名叫 IHelloTest/default"。

joinThreadPool：主线程也投入工作，服务开始等待并处理客户端请求。

之后，当你的测试客户端 test_aidl_hal 调用 service->getT

2.HelloTest.cpp

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "android.hardware.testtld-service"
 
#include <utils/Log.h>
#include <log/log.h>
#include <iostream>
#include <HelloTest.h>
 
namespace aidl {
 
    namespace android {
    
        namespace hardware {
        
            namespace testtld {
            
                ndk::ScopedAStatus HelloTest::getTestOne(int32_t in_event, const std::string& in_name, int32_t* _aidl_return) {
                    ALOGD("======getTestOne====1");
                    std::int32_t ret = in_event;
                    std::string name = in_name;
                    *_aidl_return = 2;
                    ALOGD("======getTestOne====2===in_event:%d",ret);
                    ALOGD("%s: this = %p, name = %s ", __FUNCTION__, this, name.c_str());
                    return ndk::ScopedAStatus::ok();
                }
            
            
            }  // namespace testtld
        
        }  // namespace hardware
    
    }  // namespace android
 
}  // namespace aidl

2.1 头文件和命名空间

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "android.hardware.testtld-service"

定义日志标签，在 logcat 中过滤时用。之前用 logcat -s android.hardware.testtld-service 就能看到这些日志。

cpp 复制代码

#include <utils/Log.h>
#include <log/log.h>
#include <iostream>
#include <HelloTest.h>

utils/Log.h 和 log/log.h 都是日志头文件，提供 ALOGD 等宏。

iostream 是标准 C++ 输出流，这里没用到，可能是遗留。

HelloTest.h 是我们自己写的头文件，声明了 HelloTest 类。

2.2 命名空间嵌套

cpp 复制代码

namespace aidl {
    namespace android {
        namespace hardware {
            namespace testtld {
                // 实现代码
            }
        }
    }
}

这是 C++11 支持的多层嵌套命名空间写法，等价于 namespace aidl::android::hardware::testtld { ... }。

因为 AIDL 生成的接口 IHelloTest 就在这个命名空间里，我们的实现类 HelloTest 也必须放在同一个命名空间里，否则编译器会认为是两个不同的类。

2.3 方法签名详解

cpp 复制代码

ndk::ScopedAStatus HelloTest::getTestOne(
    int32_t in_event,
    const std::string& in_name,
    int32_t* _aidl_return)

ndk::ScopedAStatus：

这是 AIDL 方法的返回类型，用于指示 binder 调用本身的状态（成功/失败/异常）。

它不是业务返回值，而是通信层面的状态码。例如：

ndk::ScopedAStatus::ok() 表示调用成功，没有错误。

ndk::ScopedAStatus::fromExceptionCode(...) 表示抛出了异常。

ndk::ScopedAStatus::fromStatus(...) 用于传递更具体的错误码。

在客户端调用时，可以通过 status.isOk() 检查这个状态。

HelloTest::getTestOne：

这是成员函数，属于 HelloTest 类。

由于它覆写了 AIDL 生成的 Stub 中的纯虚函数，签名必须与 AIDL 定义完全一致。

参数列表：

int32_t in_event ：客户端传入的第一个参数，对应 AIDL 中的 int in_event。HAL 可以读取它来决定行为。
const std::string& in_name ：客户端传入的第二个参数，对应 AIDL 中的 String in_name。引用传递，避免拷贝。
int32_t* _aidl_return ：这是一个输出参数 ，是 AIDL 方法的实际返回值 。因为 AIDL 的方法可以有返回值（非 void），在 C++ 后端中，这个返回值通过额外的输出参数实现。客户端定义的 int32_t result 变量会通过这个指针被填充。

当客户端写 service->getTestOne(1, "hello", &result);，实际执行时：

in_event = 1
in_name = "hello"
_aidl_return = &result

你的服务端在这里填 *_aidl_return = 2;，客户端那边的 result 就变成了 2。

2.4 方法体中的业务逻辑

bash 复制代码

ALOGD("======getTestOne====1");
std::int32_t ret = in_event;
std::string name = in_name;
*_aidl_return = 2;
ALOGD("======getTestOne====2===in_event:%d", ret);
ALOGD("%s: this = %p, name = %s ", __FUNCTION__, this, name.c_str());
return ndk::ScopedAStatus::ok();

ALOGD(...)：输出调试日志，标签为 "android.hardware.testtld-service"，优先级 DEBUG。

ret 和 name 只是把输入参数保存到局部变量，这里没有做任何实际硬件操作，只是一个示例，证明可以拿到客户端传来的值。

*_aidl_return = 2：直接将返回值设为 2。这就是为什么客户端 result 得到 2 的原因。

FUNCTION：预定义宏，展开为当前函数名，这里就是 "getTestOne"。

this：当前 HelloTest 对象的地址，用于区分不同实例。

name.c_str()：把 std::string 转为 C 字符串以便 %s 打印。

return ndk::ScopedAStatus::ok();：告诉 binder 框架"本次调用成功完成"。

2.5 与客户端、AIDL 定义的对应关系

回顾一下 AIDL 定义（假设）：

bash 复制代码

package android.hardware.testtld;
interface IHelloTest {
    int getTestOne(int in_event, String in_name);
}

客户端调用：int result; service->getTestOne(1, "hello", &result);
服务端实现返回 2，客户端 result 变成 2，并且 status 为 ok。

整个调用链：

复制代码

客户端 main.cpp
   └─ service->getTestOne(1, "hello", &result);
        └─ binder 通信 → 服务端线程池接到请求
              └─ BnHelloTest 解析参数，调用 HelloTest::getTestOne(1, "hello", &_aidl_return)
                   └─ 业务执行：*_aidl_return = 2; return ok;
              └─ 打包结果送回客户端
   └─ result 被赋值 2，status.isOk() == true

2.6 整体流程

HelloTest.cpp 就是 HAL 服务的"业务核心"，你可以在 getTestOne 函数里读写硬件、计算数据等。
ndk::ScopedAStatus 是通信层面的状态，返回 ok() 表示调用顺利。
_aidl_return 是业务返回值，客户端通过它拿到真正的输出数据。
这套模式对所有 AIDL HAL 服务都是通用的：继承 Stub → 覆写接口方法 → 实现具体逻辑 → 返回 ok()。

2.7 调用过程

具体过程如下：

客户端代码	服务端（这个函数）
`int32_t result;`
`service->getTestOne(1, "hello", &result);`
	`int32_t* _aidl_return = &result;（binder 序列化时传递了地址）`
	`*_aidl_return = 2;`（直接写入 `result` 的内存）
`printf("%d", result);` → 输出 2

3.客户端cpp

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "Test-HAL"
#define LOG_NDEBUG 0

#include <log/log.h>
#include <aidl/android/hardware/testtld/IHelloTest.h>
#include <android/binder_manager.h>
#include <android/binder_process.h>
#include <stdio.h>

using aidl::android::hardware::testtld::IHelloTest;

int main() {
    // ABinderProcess_initWithDriver("/dev/vndbinder");  // 删除这一行

    ndk::SpAIBinder binder = ndk::SpAIBinder(
        AServiceManager_waitForService("android.hardware.testtld.IHelloTest/default")
    );

    auto service = IHelloTest::fromBinder(binder);
    ALOGD("get service = %p\n", service.get());

    if (service == nullptr) {
        return -1;
    }

    int32_t result;
    service->getTestOne(1, "hello", &result);
    ALOGD("getTestOne result = %d", result);

    return 0;
}

3.1 头部配置

cpp 复制代码

#define LOG_TAG "Test-HAL"       // 日志标签，logcat 用
#define LOG_NDEBUG 0             // 0 表示开启 debug 日志（NDEBUG 非真）
#include <log/log.h>             // ALOGD/ALOGE 等宏
#include <aidl/android/hardware/testtld/IHelloTest.h>  // 生成的接口头
#include <android/binder_manager.h>      // AServiceManager_waitForService
#include <android/binder_process.h>      // NDK binder 进程相关（这里未用）
#include <stdio.h>                       // 可选，为了 printf

3.2 引入接口类

cpp 复制代码

using aidl::android::hardware::testtld::IHelloTest;

3.2 main 函数

cpp 复制代码

int main() {
    // 获取服务
    ndk::SpAIBinder binder = ndk::SpAIBinder(
        AServiceManager_waitForService("android.hardware.testtld.IHelloTest/default")
    );

AServiceManager_waitForService(名字)：

在 vndservicemanager（因为客户端是 vendor 进程或手动启动在 vendor 域）中阻塞查找名为 "android.hardware.testtld.IHelloTest/default" 的服务。若服务尚未就绪，会等待一段超时时间；如果找不到则返回 nullptr。

ndk::SpAIBinder：一个智能指针，自动管理返回的 AIBinder* 的引用计数，防止泄漏。

cpp 复制代码

 auto service = IHelloTest::fromBinder(binder);

将原始的 AIBinder 对象转换成具有具体接口类型的代理对象。IHelloTest 是 AIDL 生成的接口类，fromBinder 会返回一个 std::shared_ptr<IHelloTest>，实际上指向一个 BpIHelloTest（客户端代理）。

如果 binder 为空或接口不匹配，会返回 nullptr。

cpp 复制代码

    ALOGD("get service = %p\n", service.get());

用 service.get() 取出原生指针并打印（输出到 logcat，不是终端）。

cpp 复制代码

    if (service == nullptr) {
        return -1;    // 获取失败，静默退出
    }

注意：这里没有 printf，所以终端上你看不到任何错误消息。

cpp 复制代码

 int32_t result;
    service->getTestOne(1, "hello", &result);

调用远程方法 getTestOne，传入参数 1 和 "hello"，通过 &result 接收返回值（对应服务端的 _aidl_return）。

这种调用会堵塞直到服务端处理完成并返回。

bash 复制代码

ALOGD("getTestOne result = %d", result);

把结果输出到 logcat，如果成功会输出 getTestOne result = 2（因为服务端硬编码返回 2）。