品读鸿蒙HDF架构（三）

小嵌 · 发表于 2020-12-16 15:56:35

品读鸿蒙HDF架构（三）,

现在我们继续研究鸿蒙HDF架构，上回书说到经由HdfDeviceAttach（），HdfDevice节点不但添加进了DevHostService的devices列表，而且还和一个DeviceNodeExt联系起来了，呈现的示意图大致如下：接着，HdfDeviceAttach（）最后会调用nodeIf->LaunchNode（），这一步实际上调用的是HdfDeviceLaunchNode（），代码截选如下：

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_node.c】

int HdfDeviceLaunchNode（struct HdfDeviceNode *devNode, struct IHdfDevice *devInst）
{
struct HdfDevice *device = （struct HdfDevice *）devInst;
. . . . . .
struct HdfDriverEntry *driverEntry = devNode->driverEntry;
const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo = devNode->deviceInfo;
struct IHdfDeviceToken *deviceToken = NULL;
. . . . . .
int ret = driverEntry->Init（&devNode->deviceObject）;
. . . . . .
ret = HdfDeviceNodePublishService（devNode, deviceInfo, devInst）;
. . . . . .
deviceToken = devNode->token;
ret = DevmgrServiceClntAttachDevice（deviceInfo, deviceToken）;
. . . . . .
return ret;
}

复制代码 “Launch”本就是启动之意，在这里就是指启动与HdfDevice对应的驱动服务。所以此处会先调用一下driverEntry->Init（），并传入参数&devNode->deviceObject。这意味着要求驱动程序在初始化时，回填一下deviceObject里的service域。

接着，主要执行了两个动作：

1）发布驱动服务

2）挂接设备

我们会分两小节来阐述。

1.发布驱动服务

初始化完成后，就可以“发布”这个驱动服务了，HdfDeviceNodePublishService（）的代码截选如下：

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_node.c】

static int HdfDeviceNodePublishService（struct HdfDeviceNode *devNode,
const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo,
struct IHdfDevice *device）
{
int status = HDF_SUCCESS;
. . . . . .
struct IDeviceNode *nodeIf = &devNode->super;
if （（deviceInfo->policy == SERVICE_POLICY_PUBLIC） ||
（deviceInfo->policy == SERVICE_POLICY_CAPACITY）） {
if （nodeIf->PublishService != NULL） {
// 其实调用的是 DeviceNodeExtPublishService（）
status = nodeIf->PublishService（devNode, deviceInfo->svcName）;
}
}
if （status == HDF_SUCCESS） {
status = HdfDeviceNodePublishLocalService（devNode, deviceInfo）;
}
return status;
}

复制代码 从字面上理解，如果一个设备是“公共型”或“功能型”的，则会调用nodeIf->PublishService（）发布对应的驱动服务。而我们以前研究过，在HdfDeviceNode构造之时，我们可以看到为PublishService域设定了DeviceNodeExtPublishService（）函数指针，因此上面代码中调用PublishService的地方，其实就是在调用这个函数。

【drivers/hdf/lite/manager/src/Hdf_device_node_ext.c】

static int DeviceNodeExtPublishService（struct HdfDeviceNode *inst, const char *serviceName）
{
const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo = NULL;
struct HdfDeviceObject *deviceObject = NULL;
struct DeviceNodeExt *devNodeExt = （struct DeviceNodeExt *）inst;
. . . . . .
int ret = HdfDeviceNodePublishPublicService（inst, serviceName）;
. . . . . .
deviceInfo = inst->deviceInfo;
deviceObject = &devNodeExt->super.deviceObject;
. . . . . .
if （deviceInfo->policy == SERVICE_POLICY_CAPACITY） {
devNodeExt->ioService = HdfIoServiceBind（serviceName, deviceInfo->permission）;
if （devNodeExt->ioService != NULL） {
devNodeExt->ioService->target = （struct HdfObject*）（&inst->deviceObject）;
static struct HdfIoDispatcher dispatcher = {
.Dispatch = DeviceNodeExtDispatch
};
devNodeExt->ioService->dispatcher = &dispatcher;
} else {
. . . . . .
}
}
return HDF_SUCCESS;
}

复制代码 这样说来，发布服务时其实分了两个部分，一个是发布public部分，一个是发布local部分。分别对应HdfDeviceNodePublishPublicService（）和HdfDeviceNodePublishLocalService（）。

1.1 发布Public Service部分【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_node.c】

int HdfDeviceNodePublishPublicService（struct HdfDeviceNode *devNode, const char *svcName）
{
if （（devNode == NULL） || （devNode->deviceObject.service == NULL）） {
HDF_LOGE（“device method is null“）;
return HDF_FAILURE;
}
return DevSvcManagerClntAddService（svcName, &devNode->deviceObject）;
}
【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Devsvc_manager_clnt.c】
int DevSvcManagerClntAddService（const char *svcName, struct HdfDeviceObject *service）
{
struct DevSvcManagerClnt *devSvcMgrClnt = DevSvcManagerClntGetInstance（）;
. . . . . .
struct IDevSvcManager *serviceManager = devSvcMgrClnt->devSvcMgrIf;
. . . . . .
// 其实调用的是 DevSvcManagerAddService（）
return serviceManager->AddService（serviceManager, svcName, service）;
}
【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Devsvc_manager_clnt.c】
struct DevSvcManagerClnt *DevSvcManagerClntGetInstance（）
{
static struct DevSvcManagerClnt *instance = NULL;
if （instance == NULL） {
static struct DevSvcManagerClnt singletonInstance;
DevSvcManagerClntConstruct（&singletonInstance）;
instance = &singletonInstance;
}
return instance;
}

复制代码 从代码看，系统中有一个“设备服务管理器”（DevSvcManager），那些功能型设备都会把自己注册进它。这个倒有点儿像Android里的SMS（Service Manager Service），所有系统核心服务都会向SMS里注册自己，以便其他应用可以从SMS查询并获取服务代理。实际上，鸿蒙系统在不少方面倒的确和Android有一定类比性，这个以后我们再对比看看，目前先放下不谈。

注册设备服务的那句serviceManager->AddService（）实际上调用的是DevSvcManagerAddService（），该函数会尝试向“设备服务管理器”里添加一个管理节点（DevSvcRecord）：

【drivers/hdf/frameworks/core/manager/src/Devsvc_manager.c】

int DevSvcManagerAddService（struct IDevSvcManager *inst, const char *svcName, struct HdfDeviceObject *service）
{
struct DevSvcManager *devSvcManager = （struct DevSvcManager *）inst;
. . . . . .
struct DevSvcRecord *record = DevSvcRecordNewInstance（）;
. . . . . .
record->key = HdfStringMakeHashKey（svcName, 0）;
record->value = service;
OsalMutexLock（&devSvcManager->mutex）;
HdfSListAdd（&devSvcManager->services, &record->entry）;
OsalMutexUnlock（&devSvcManager->mutex）;
return HdfServiceObserverPublishService（&devSvcManager->observer, svcName, 0, SERVICE_POLICY_PUBLIC, （struct HdfObject *）service->service）;
}

复制代码

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_service_observer.c】

int HdfServiceObserverPublishService（struct HdfServiceObserver *observer,
const char *svcName, uint32_t matchId, uint16_t policy, struct HdfObject *service）
{
struct HdfServiceObserverRecord *serviceRecord = NULL;
uint32_t serviceKey = HdfStringMakeHashKey（svcName, 0）;
. . . . . .
serviceRecord = （struct HdfServiceObserverRecord *）HdfSListSearch（&observer->services, serviceKey, HdfServiceObserverRecordCompare）;
if （serviceRecord == NULL） {
serviceRecord = HdfServiceObserverRecordObtain（serviceKey）;
if （serviceRecord == NULL） {
HDF_LOGE（“PublishService faiLED, serviceRecord is null“）;
return HDF_FAILURE;
}
serviceRecord->publisher = service;
serviceRecord->matchId = matchId;
serviceRecord->policy = policy;
HdfSListAdd（&observer->services, &serviceRecord->entry）;
} else {
serviceRecord->publisher = service;
HdfServiceObserverRecordNotifySubscribers（serviceRecord, matchId, policy）;
}
return HDF_SUCCESS;
}

复制代码

对于“设备服务管理器”而言，当它要管理一个设备服务时，主要需要两个Record：

1）DevSvcRecord：每个服务对应一个DevSvcRecord，这个节点会插入DevSvcManager内部的services链表。如果发布服务时，发现对应的DevSvcRecord已经存在了，则会向所有订阅者发出通知。

2）HdfServiceObserverRecord：每个服务对应一个HdfServiceObserverRecord，这个节点会插入DevSvcManager内的observer部分（内部的services链表）里。每个HdfServiceObserverRecord负责维护一个“订阅者”链表，记录所有对该服务感兴趣的订阅者。

DevSvcRecord的value域是个HdfDeviceObject *指针，其实指向的就是和设备对应的DeviceNodeExt节点的deviceObject部分，根据我们以前储备的知识，我们知道这个deviceObject部分的service域指向的就是设备驱动实现的IDeviceIoService接口。

另外，从前面代码的serviceRecord->publisher = service一句，可以看到HdfServiceObserverRecord的publisher域，其实也是指向设备驱动实现的IDeviceIoService接口的。这样我们可以绘制如下的示意图：

当然，一开始HdfServiceObserverRecord里是“订阅者”链表为空啦，不过日后如果有其他服务注册为订阅者了，HdfServiceObserverRecordNotifySubscribers（）就可以向它们发送通知了。发通知函数的代码如下：

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_observer_record.c】

void HdfServiceObserverRecordNotifySubscribers（struct HdfServiceObserverRecord *record, uint32_t matchId, uint16_t policy）
{
struct HdfSListIterator it;
. . . . . .
OsalMutexLock（&record->obsRecMutex）;
HdfSListIteratorInit（&it, &record->subscribers）;
while （HdfSListIteratorHasNext（&it）） {
struct HdfServiceSubscriber *subscriber = （struct HdfServiceSubscriber *）HdfSListIteratorNext（&it）;
if （（matchId == subscriber->matchId） || （policy != SERVICE_POLICY_PRIVATE）） {
subscriber->state = HDF_SUBSCRIBER_STATE_READY;
if （subscriber->callback.OnServiceConnected != NULL） {
subscriber->callback.OnServiceConnected（subscriber->callback.deviceObject, record->publisher）;
}
}
}
OsalMutexUnlock（&record->obsRecMutex）;
}

复制代码

其实就是在遍历订阅者链表，回调其callback部分的OnServiceConnected（）函数。

订阅者链表里的每个节点是一个HdfServiceSubscriber，示意图如下：

以上这些其实都体现了鸿蒙系统里的一个观念，那就是“设备”其实可以被理解为“服务”。在单机系统里，一个设备的驱动程序可以被理解为一种特殊的库，上层软件通过类似函数调用的方式来调用库，从而操作这个设备。但如果要跨机器地操作设备，那么就不能直接调用函数了。一种较好地方式是将目标设备包装成一个逻辑上的服务，然后供大家使用。所以就必须把“驱动层次”和“服务层次”关联起来，这才有了前文所说的那么多数据机构。现在我们画一张大一点的示意图，把以上概念串一下：

图中画出了体现“设备（驱动）层次”和“服务层次”的两大管理者——DevmgrService和DevSvcManager，可供大家参考。

1.2 发布Local Service部分

看完了发布Public Service的部分，我们接着看HdfDeviceNodePublishService（）里发布Local Service的部分。此时调用的是HdfDeviceNodePublishLocalService（）。

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_node.c】

static int HdfDeviceNodePublishLocalService（
struct HdfDeviceNode *devNode, const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo）
{
uint32_t matchId;
. . . . . .
struct DevHostService *hostService = devNode->hostService;
. . . . . .
matchId = HdfMakeHardwareId（deviceInfo->hostId, deviceInfo->deviceId）;
return HdfServiceObserverPublishService（&hostService->observer, deviceInfo->svcName,
matchId, deviceInfo->policy, （struct HdfObject *）devNode->deviceObject.service）;
}

复制代码

请注意，虽然也是在调用HdfServiceObserverPublishService（），但传入的第一个参数是&hostService->observer。也就是说，Public Service对应的监听部分，记录在DevSvcManager里，而Local Service对应的监听部分，则记录在其所属的DevHostService里。

现在我们可以画一张发布驱动的调用关系图：

2 挂接设备我们回过头继续说前文的HdfDeviceLaunchNode（）部分。该函数在调用完HdfDeviceNodePublishService（）之后，接着就会调用DevmgrServiceClntAttachDevice（）。

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Devmgr_service_clnt.c】

int DevmgrServiceClntAttachDevice（const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo, struct IHdfDeviceToken *deviceToken）
{
struct IDevmgrService *devMgrSvcIf = NULL;
struct DevmgrServiceClnt *inst = DevmgrServiceClntGetInstance（）;
. . . . . .
devMgrSvcIf = inst->devMgrSvcIf;
. . . . . .
// 实际调用的是 DevmgrServiceAttachDevice（）
return devMgrSvcIf->AttachDevice（devMgrSvcIf, deviceInfo, deviceToken）;
}

复制代码

此处调用了DevmgrServiceAttachDevice（）：

【drivers/hdf/frameworks/core/manager/src/Devmgr_service.c】

static int DevmgrServiceAttachDevice（struct IDevmgrService *inst,
const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo, struct IHdfDeviceToken *token）
{
. . . . . .
struct DevHostServiceClnt *hostClnt = DevmgrServiceFindDeviceHost（inst, deviceInfo->hostId）;
. . . . . .
struct IDevHostService *hostService = hostClnt->hostService;
. . . . . .
struct DeviceTokenClnt *tokenClnt = DeviceTokenClntNewInstance（token）;
. . . . . .
tokenClnt->deviceInfo = deviceInfo;
HdfSListAdd（&hostClnt->devices, &tokenClnt->node）;
return HDF_SUCCESS;
}

复制代码

主要就是向对应的DevHostServiceClnt的devices链表里，添加一个DeviceTokenClnt节点。简单地说就是，一个DevHostServiceClnt和一个DevHostService对应，每当向DevHostService里添加一个HdfDevice节点，相应地就需要在DevHostServiceClnt里添加一个DeviceTokenClnt节点。该节点的tokenIf域记录的IHdfDeviceToken指针，来自于DeviceNodeExt的token域。

说起来，DeviceNodeExt的token其实在DeviceNodeExt构造之时就创建了：

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_node.c】

void HdfDeviceNodeConstruct（struct HdfDeviceNode *devNode）
{
if （devNode != NULL） {
struct IDeviceNode *nodeIf = &devNode->super;
HdfDeviceObjectConstruct（&devNode->deviceObject）;
devNode->token = HdfDeviceTokenNewInstance（）;
nodeIf->LaunchNode = HdfDeviceLaunchNode;
nodeIf->PublishService = HdfDeviceNodePublishPublicService;
}
}

复制代码

其中创建token时，调用的是HdfDeviceTokenNewInstance（）。

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_token.c】

struct IHdfDeviceToken *HdfDeviceTokenNewInstance（）
{
return （struct IHdfDeviceToken *）HdfObjectManagerGetObject（HDF_OBJECT_ID_DEVICE_TOKEN）;
}

复制代码

【drivers/hdf/frameworks/core/host/src/Hdf_device_token.c】

struct HdfObject *HdfDeviceTokenCreate（）
{
struct HdfDeviceToken *token = （struct HdfDeviceToken *）OsalMemcalloc（sizeof（struct HdfDeviceToken））;
if （token != NULL） {
HdfDeviceTokenConstruct（token）;
}
return （struct HdfObject *）token;
}

复制代码

其中HdfDeviceToken的定义如下：

struct HdfDeviceToken {
struct HdfSListNode node;
struct IHdfDeviceToken super;
};

复制代码

咦，怎么又有bug的味道，HdfDeviceToken里应该把super放到第一个吧，否则怎么强制转化成struct HdfObject*呢？好在这个bug的危害不太大，后续版本可以调整一下。

现在我们可以再画一张图看看：

3 小结

经过以上分析，我们头脑中已经可以形成一套比较清楚的HDF逻辑结构了。总之就是将“设备（驱动）层次”和“服务层次”联系起来，该加的observer机制加上。好了，这次就先写到这儿，以后我们再补充其他内容。

文章转自：侯亮（悠然红茶）

品读鸿蒙HDF架构（三）

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