Android O 指纹识别解析

一、前言 - Project Treble

众所周知，Android 碎片化问题比较严重，新版本更新效率比较低，Google 为了解决此类问题，发布了 Project Treble 项目。Google 在Android O上，修改了框架.

Android O与之前的Android 版本相比，多出了一个vendor.img分区.在此之前的Android 系统架构当中，Android Framework 与Android HAL是打包成一个system.img的，而且Framework 与HAL之间是紧耦合的，通过链接的方式使用相应的硬件相关so库。

老版本的android 的系统框架当中framework与HAL之间的一般架构框架是:

上面的框架结构中，Android framework跟Android HAL耦合度比较高，每次升级framework都需要升级对应的HAL，这个需要OEM厂商花费很大的精力。 

Android O及之后的版本的框架：

在Android O以及以后的版本当中，Android 更新了框架，引入了一套叫HIDL的语言来定义Freamework与HAL之间的接口，新的架构如下图 

跟之前的版本相比，Android O使用HIDL 来解耦Android Framework 与Vendor HAL Implemetation之间的联系。Framework 跟HAL 会放在不同的分区下面，以往的版本HAL是跟Framework 放到system 分区，会被打包成system.img.而在Android O 上面，HAL是跟Framework 会放到不同的系统分区中，HAL会放到新的分区Vendor分区中，framework 还是在system分区中。这样就简化降低了Android 系统升级的影响与难度。

二、指纹启动流程分析

1.frameworks\base\services\core\java\com\android\server\fingerprint\FingerprintService.java

    public synchronized IBiometricsFingerprint getFingerprintDaemon() {
    if (mDaemon == null) {
        Slog.v(TAG, "mDeamon was null, reconnect to fingerprint");
        try {
            mDaemon = IBiometricsFingerprint.getService();
        } catch (java.util.NoSuchElementException e) {
            // Service doesn't exist or cannot be opened. Logged below.
        } catch (RemoteException e) {
            Slog.e(TAG, "Failed to get biometric interface", e);
        }
        if (mDaemon == null) {
            Slog.w(TAG, "fingerprint HIDL not available");
            return null;
        }

        mDaemon.asBinder().linkToDeath(this, 0);

        try {
            mHalDeviceId = mDaemon.setNotify(mDaemonCallback);
        } catch (RemoteException e) {
            Slog.e(TAG, "Failed to open fingerprint HAL", e);
            mDaemon = null; // try again later!
        }

        if (DEBUG) Slog.v(TAG, "Fingerprint HAL id: " + mHalDeviceId);
        if (mHalDeviceId != 0) {
            loadAuthenticatorIds();
            updateActiveGroup(ActivityManager.getCurrentUser(), null);
            doFingerprintCleanup(ActivityManager.getCurrentUser());
        } else {
            Slog.w(TAG, "Failed to open Fingerprint HAL!");
            MetricsLogger.count(mContext, "fingerprintd_openhal_error", 1);
            mDaemon = null;
        }
    }
    return mDaemon;
}

mDaemon = IBiometricsFingerprint.getService();这句就是获取类似AIDL中的，得到远程服务对象中的本地代码对象。其实这个就是HIDL接口，后边会讲到。我们先看下这个IBiometricsFingerprint 接口是在哪里定义的，看下包名是在hardware 目录下，我们在此目录搜索

import android.hardware.biometrics.fingerprint.V2_1.IBiometricsFingerprint;
import android.hardware.biometrics.fingerprint.V2_1.IBiometricsFingerprintClientCallback;

会看到，代码结构如下图所示。

IBiometricsFingerprint.hal 就是我们上面要找到的接口。当然，这只是一个接口，我们需要找到具体的实现地方。在本目录中看到一个default文件夹。 
 

上面中看到，BiometricsFingerprint.cpp 文件就是IBiometricsFingerprint接口的实现类。

[email protected]

service fps_hal /vendor/bin/hw/[email protected]
# "class hal" causes a race condition on some devices due to files created
# in /data. As a workaround, postpone startup until later in boot once
# /data is mounted.
class late_start
user system
group system input

上面的rc文件，会启动fps_hal这个service。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "BiometricsFingerprint.h"

using android::hardware::biometrics::fingerprint::V2_1::IBiometricsFingerprint;
using android::hardware::biometrics::fingerprint::V2_1::implementation::BiometricsFingerprint;
using android::hardware::configureRpcThreadpool;
using android::hardware::joinRpcThreadpool;
using android::sp;

int main() {
android::sp bio = BiometricsFingerprint::getInstance();

configureRpcThreadpool(1, true /*callerWillJoin*/);

if (bio != nullptr) {
    bio->registerAsService();
} else {
    ALOGE("Can't create instance of BiometricsFingerprint, nullptr");
}

joinRpcThreadpool();

return 0; // should never get here
}

main函数中会把此service加入到serviceManager中。

BiometricsFingerprint.cpp 文件，会在构造函数中去打开HAL, 
其他的地方跟android O 之前的分析就是一样的。

BiometricsFingerprint::BiometricsFingerprint() : mClientCallback(nullptr), mDevice(nullptr) {
sInstance = this; // keep track of the most recent instance
mDevice = openHal();
if (!mDevice) {
    ALOGE("Can't open HAL module");
    }
}


fingerprint_device_t* BiometricsFingerprint::openHal() {
int err;
const hw_module_t *hw_mdl = nullptr;
ALOGD("Opening fingerprint hal library...");
if (0 != (err = hw_get_module(FINGERPRINT_HARDWARE_MODULE_ID, &hw_mdl))) {
    ALOGE("Can't open fingerprint HW Module, error: %d", err);
    return nullptr;
}

if (hw_mdl == nullptr) {
    ALOGE("No valid fingerprint module");
    return nullptr;
}

fingerprint_module_t const *module =
    reinterpret_cast(hw_mdl);
if (module->common.methods->open == nullptr) {
    ALOGE("No valid open method");
    return nullptr;
}

hw_device_t *device = nullptr;

if (0 != (err = module->common.methods->open(hw_mdl, nullptr, &device))) {
    ALOGE("Can't open fingerprint methods, error: %d", err);
    return nullptr;
}

if (kVersion != device->version) {
    // enforce version on new devices because of [email protected] translation layer
    ALOGE("Wrong fp version. Expected %d, got %d", kVersion, device->version);
    return nullptr;
}

fingerprint_device_t* fp_device =
    reinterpret_cast(device);

if (0 != (err =
        fp_device->set_notify(fp_device, BiometricsFingerprint::notify))) {
    ALOGE("Can't register fingerprint module callback, error: %d", err);
    return nullptr;
}

return fp_device;
}

三、总结

1.android O 去掉了以前版本中的fingerprintd 

2.fingerprintSetvice.java 调用HIDL接口，HIDL接口的实现类可以由指纹厂家自行去实现

3.其他的没有变化