AndroidQ 从app到驱动 第二章 添加HAL层，先打通JNI层到驱动的访问

这篇文章接上一篇文章是第二篇，主要介绍如果给Android添加hal层，并解决添加过程中所遇见的selinux问题

AndroidQ 从app到驱动 第一章 编写Linux内核驱动程序

AndroidQ 从app到驱动 第二章 添加HAL层，先打通JNI层到驱动的访问

AndroidQ 从app到驱动 第三章 SystemServer服务中添加 HelloService

AndroidQ 从app到驱动 第四章 编写app验证新添加的helloservice是否正常

AndroidQ 从app到驱动 第五章 编写JNI层完成HelloService与Hal层的对接

AndroidQ 从app到驱动 第六章 从app到驱动的所有的代码整理

这篇文章从三个方面来介绍HAL层的添加过程

1：添加HAL层所需要修改以及添加的文件

2：JNI层访问HAL层的selinux权限问题解决

3：HAL层访问驱动的selinux权限问题解决

一，添加HAL层所需要修改以及添加的文件

首先看截图：截图接上一篇文章中的驱动修改，因此这里只关心红色的部分，绿色部分不关注。

 从截图中可以看到，添加HAL层比较简单，修改的文件也比较少，其中com_android_server_AlarmManagerService.cpp的修改时用来验证hal层的，仅做测试使用，后续会删掉

下面展示下涉及到的各个文件的修改内容

首先我看看下hardware/libhardware/include/hardware/hello.h的内容

#ifndef ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HELLO_H
#define ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HELLO_H

#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 

#define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"

typedef struct hello_module {
    struct hw_module_t common;

}hello_module_t;

typedef struct hello_device {
    struct hw_device_t common;  
    int fd;  
    int (*write_string)(struct hello_device* dev, const char *str);  
    int (*read_string)(struct hello_device* dev, char* str);  
}hello_device_t;


#endif  // ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HELLO_H

这里有比较重要的三个变量 HELLO_HARDWARE_MODULE_ID 标志当前hal模块的ID，每个hal模块都有，jni层查找hal模块的时候就是通过这个id来查找的， hello_module 以及hello_device这两个结构体是HAL层规范中所要求的。下面这个文章中有比较详细的介绍，

Android应用程序访问linux驱动第二步：实现并测试hardware层

然后我们在看下 hardware/libhardware/modules/hello/ 目录下面的文件列表，以及文件的内容

hello.c的文件内容 这个代码也是从Android应用程序访问linux驱动第二步：实现并测试hardware层复制过来的，基本上没有修改

/*
 * Copyright (C) 2012 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

#define LOG_TAG "Legacy HelloHAL"

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define DEVICE_NAME "/dev/hello" 
#define MODULE_NAME "Default Hello HAL" 
#define MODULE_AUTHOR "The Android Open Source Project"

static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);
static int hello_device_close(struct hw_device_t* device);

static int hello_write_string(struct hello_device* dev, const char * str);
static int hello_read_string(struct hello_device* dev, char* str);

static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {
    .open = hello_device_open,
};

hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    .common = {
        .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
        .module_api_version = 1,
        .hal_api_version = 1,
        .id = HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,
        .name = MODULE_NAME,
        .author = MODULE_AUTHOR,
        .methods = &hello_module_methods,
    },
};

static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {

	hello_device_t *dev = malloc(sizeof(hello_device_t));
    memset(dev, 0, sizeof(hello_device_t));
	
	ALOGE("Hello: hello_device_open name = %s",name);
    dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
    dev->common.version = 0;
    dev->common.module = (hw_module_t*)module;
    dev->common.close = hello_device_close;
    dev->write_string = hello_write_string;
    dev->read_string = hello_read_string;

    if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {
		ALOGE("Hello: open /dev/hello fail-- %s.", strerror(errno));free(dev);
        return -EFAULT;
    }
    *device = &(dev->common);
	ALOGE("Hello: open /dev/hello successfully.");
    return 0;
}
static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) {
    struct hello_device* hello_device = (struct hello_device*)device;

    if(hello_device) {
        close(hello_device->fd);
        free(hello_device);
    }
    return 0;
}

static int hello_write_string(struct hello_device* dev,const char * str) {
	ALOGE("Hello:write string: %s", str);
    write(dev->fd, str, sizeof(str));
    return 0;
}

static int hello_read_string(struct hello_device* dev, char* str) {
	ALOGE("Hello:read hello_read_string");
    read(dev->fd,str, sizeof(str));
    return 0;
}

Android.bp的内容  这里要注意name的内容。后面的.default是默认的

// Copyright (C) 2011 The Android Open Source Project
//
// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
// you may not use this file except in compliance with the License.
// You may obtain a copy of the License at
//
//      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
//
// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
// See the License for the specific language governing permissions and
// limitations under the License.

cc_library_shared {
    name: "hello.default",
    relative_install_path: "hw",
    proprietary: true,
    srcs: ["hello.c"],
    cflags: ["-Wall", "-Werror"],
    header_libs: ["libhardware_headers"],
    shared_libs: [
        "liblog",
        "libcutils",
        "libutils",
    ],
}

build/make/target/product/full_base.mk的修改 这个文件的修改主要是要将我们添加的HAL层给编译进系统，要不然发现我们自己添加的HAL层无法编译进系统。

 

走到这里HAL层所需要的代码就已经添加完毕了，后面我这边在com_android_server_AlarmManagerService.cpp添加了一部分内容，用于新添加的HAL层到驱动的调试，确保JNI层能够正在访问到HAL层，以及新添加的HAL层能够正常访问上一篇文章中添加的驱动。

com_android_server_AlarmManagerService.cpp 的具体修改如下：

核心代码如下： 这里的修改比较简单，就是在Alarm的JNI层初始化的时候，通过hw_get_module查询我们新添加的HAL层，验证添加的HAL模块能够正常找到，然后通过调用新添加的Hal层的open函数，验证JNI层到HAL的调用是否正常，以及HAL层能否正常打开驱动文件。

struct hello_device* hello_device = NULL;

 static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device** device) {
     return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);
 }

static jint HelloServiceInit() {
	ALOGE("HelloServiceInit HelloServiceInit");
	const hw_module_t *hw_module = NULL;
    ALOGE("Hello JNI: initializing......");
    if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, &hw_module) == 0) {
        ALOGE("Hello JNI: hello Stub found.");
        if(hello_device_open(hw_module, &hello_device) == 0) {
          ALOGE("Hello JNI: hello device is open.");
          return 0;
        }
        ALOGE("Hello JNI: failed to open hello device.");
        return -1;
    }
    ALOGE("Hello JNI: failed to get hello stub hw_module.");
    return -1;
}

然后就可以全编验证了。然后就是漫长的等待了。

二，JNI层访问HAL层的selinux权限问题解决

首先在编译完毕的out目录下使用 find 命令查找与hello相关的编译结果。下图红框中的结果显示，我们添加的HAL层已经正常编译进了系统了。

烧录验证了。烧录完毕，adb shell 进入手机后台，确认 hello.default.so已经正常生成，下面就是看log中的打印，查看hal层的加载情况了。

然后一切总是没有自己想的那么顺利，编译完成，分析log发现了如下问题：

18:58:27.780796   761   761 E AlarmManagerService: HelloServiceInit HelloServiceInit
18:58:27.780872   761   761 E AlarmManagerService: Hello JNI: initializing......
18:58:27.781541   761   761 E libc    : Access denied finding property "ro.hardware.hello"
18:58:27.782138   761   761 E AlarmManagerService: Hello JNI: failed to get hello stub hw_module.
18:58:27.782462   761   761 D AlarmManagerService: Kernel timezone updated to -480 minutes west of GMT
18:58:27.787587   416   426 D ccci_mdinit: (1):save_timezone++
18:58:27.788485   409   466 W HWComposer: Ignoring duplicate VSYNC event from HWC (t=0)

log显示 : Access denied finding property "ro.hardware.hello" 很明显是权限不允许。然后从Hello JNI: failed to get hello stub hw_module.的打印可以知道是 hw_get_module 的时候没有找到我们新添加的HAL层。

其实后面还有一句比较长的log

system_server: type=1400 audit(0.0:111): avc: denied { read } for name="u:object_r:vendor_default_prop:s0" dev="tmpfs" ino=292 scontext=u:r:system_server:s0 tcontext=u:object_r:vendor_default_prop:s0 tclass=file permissive=0

通过前的log我们知道，这个是selinux权限的问题，因此这里需要配置selinux的权限

这里参考文章Android P property属性权限添加通过这篇文章有个大概的了解，然后通过在/system/sepolicy/ 目录下面通过grep -rn "ro.hardware" ./ 查找其他相关属性的设置，然后就知道了具体要如何修改了，

这里我们需要修改下面两个文件，具体修改如下，如果仅仅修改一个的话，编译不过，会提示这两个文件不一样而报错
/system/sepolicy//prebuilts/api/28.0/public/property_contexts
/system/sepolicy//public/property_contexts

这里就是照猫画虎弄出来的，然后再次编译验证。

验证log显示还是无法访问。但是log已经发生了变化，说明前面的修改有效。

19:26:07.814621   833   833 E AlarmManagerService: HelloServiceInit HelloServiceInit
19:26:07.814755   833   833 E AlarmManagerService: Hello JNI: initializing......
19:26:07.815466   833   833 E AlarmManagerService: Hello JNI: failed to get hello stub hw_module.
19:26:07.815834   833   833 D AlarmManagerService: Kernel timezone updated to -480 minutes west of GMT

avc: denied { read } for name="hello.default.so" dev="dm-1" ino=596 scontext=u:r:system_server:s0 tcontext=u:object_r:vendor_file:s0 tclass=file permissive=0

报错log入上面，很明显还是selinux的问题。

这里我们还需要修改 /system/sepolicy/vendor/file_contexts

需要在这个文件中添加一行 这一行就是给我们新添加的HAL的so指定类型，使得JNI层能够正常访问。

/(vendor|system/vendor)/lib(64)?/hw/hello\.default\.so                                u:object_r:same_process_hal_file:s0

这个问题可以参考下面的文章了解

https://source.android.google.cn/devices/architecture/vndk/dir-rules-sepolicy

然后再次编译验证：

19:50:18.407752   772   772 E AlarmManagerService: HelloServiceInit HelloServiceInit
19:50:18.407925   772   772 E AlarmManagerService: Hello JNI: initializing......
19:50:18.411655   772   772 E AlarmManagerService: Hello JNI: hello Stub found.
19:50:18.411738   475   954 I OMXClient: IOmx service obtained
19:50:18.411762   772   772 E Legacy HelloHAL: Hello: hello_device_open name = hello
19:50:18.411958   772   772 E Legacy HelloHAL: Hello: open /dev/hello fail-- Permission denied.
19:50:18.411998   772   772 E AlarmManagerService: Hello JNI: failed to open hello device.
19:50:18.412325   772   772 D AlarmManagerService: Kernel timezone updated to -480 minutes west of GMT

这一次结果很欣慰，JNI层能够正常访问我们添加的HAL层了，HAL层的log也打印出来了，但是结果还是有问题。

log显示，HAL层打开驱动文件的时候，权限不允许。

Legacy HelloHAL: Hello: open /dev/hello fail-- Permission denied.

下面我们进入第三步，解决HAL层无法访问驱动的问题。

三，HAL层访问驱动的selinux权限问题解决

这里需要两步，

1）配置linux系统本身的文件系统权限，

因为默认情况下/dev/hello的权限是不允许其他组访问的，因此我们需要先在

system/core/rootdir/ueventd.rc文件中修改 、/dev/hello 的权限。

在这个文件中添加了一行 /dev/hello                0666   root       root 来配置/dev/hello 的权限

diff --git a/alps_release_p0_mp1_default/system/core/rootdir/ueventd.rc b/alps_release_p0_mp1_default/system/core/rootdir/ueventd.rc
old mode 100644
new mode 100755
index b03d83b..682425e
--- a/alps_release_p0_mp1_default/system/core/rootdir/ueventd.rc
+++ b/alps_release_p0_mp1_default/system/core/rootdir/ueventd.rc
@@ -56,6 +56,8 @@ subsystem sound
 
 /dev/pmsg0                0222   root       log
 
+/dev/hello                0666   root       root
+
 # the msm hw3d client device node is world writable/readable.
 /dev/msm_hw3dc            0666   root       root

修改完ueventd.rc之后基本编译验证，发现如下错误：这里与前面不一样的是多了一个avc的报错，很显然，是selinu的问题。

20:25:57.899830   663   663 E AlarmManagerService: HelloServiceInit HelloServiceInit
20:25:57.899932   663   663 E AlarmManagerService: Hello JNI: initializing......
20:25:57.904053   663   663 E AlarmManagerService: Hello JNI: hello Stub found.
20:25:57.904158   663   663 E Legacy HelloHAL: Hello: hello_device_open name = hello
20:25:57.904341   663   663 E Legacy HelloHAL: Hello: open /dev/hello fail-- Permission denied.
20:25:57.904384   663   663 E AlarmManagerService: Hello JNI: failed to open hello device.

system_server: type=1400 audit(0.0:114): avc: denied { read write } for name="hello" dev="tmpfs" ino=7375 scontext=u:r:system_server:s0 tcontext=u:object_r:device:s0 tclass=chr_file permissive=0

2:）配置selinux权限。

这个驱动的selinux权限的配置，我也是参考dev目录下面其他驱动的配置方式来配置的，具体做法就是在/system/sepolicy/ 目录下面通过grep -rn "/dev" ./  或者看手机的dev目录下有哪些比较特殊的驱动文件，然后在/system/sepolicy/目录下使用grep 命令查看这个驱动的配置，然后照着写就可以了。

selinux的权限配置，修改的文件比较多，

system/sepolicy/prebuilts/api/26.0/private/system_server.te
system/sepolicy/prebuilts/api/26.0/public/device.te
system/sepolicy/prebuilts/api/27.0/private/file_contexts
system/sepolicy/prebuilts/api/27.0/private/system_server.te
system/sepolicy/prebuilts/api/27.0/public/device.te
system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/private/file_contexts
system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/private/system_server.te
system/sepolicy/prebuilts/api/28.0/public/device.te
system/sepolicy/private/file_contexts
system/sepolicy/private/system_server.te
system/sepolicy/public/device.te

但是这些修改都是一样的，只需要修改 file_contexts system_server.te device.te，文件，然后将修改同步到system/sepolicy/prebuilts/api/目录下对应的文件即可。

文件的具体修改如下：

然后编译验证。

21:05:34.170118   655   655 E AlarmManagerService: HelloServiceInit HelloServiceInit
21:05:34.170242   655   655 E AlarmManagerService: Hello JNI: initializing......
21:05:34.173964   655   655 E AlarmManagerService: Hello JNI: hello Stub found.
21:05:34.174069   655   655 E Legacy HelloHAL: Hello: hello_device_open name = hello
21:05:34.174815   655   655 E Legacy HelloHAL: Hello: open /dev/hello successfully.
21:05:34.174899   655   655 E AlarmManagerService: Hello JNI: hello device is open.

结果非常满意，提示驱动打开成功。到此HAL层添加成功。后续就需要添加systemService进行framework层的调试了，敬请期待。

最后在来张截图，展示下本次修改中所涉及到的所有的文件