鸿蒙HDF架构：DeviceManager如何生成所有的host配套设施

我们阐述了在启动DeviceManager这个核心服务时，是如何生成所有的host配套设施的，下面我们来进一步剖析细节。

我们已经知道，一个Host对应一个DevHostServiceClnt和一个DevHostService，很明显主要行为都包含在后者内部。当后者启动时，会执行到DriverInstallerStartDeviceHost（），该函数又会调用DevHostServiceStartServie（），这些内容在前一篇文章里都说过。

我们不用去想太多调用细节，反正说起来就是要让一个DevHostServiceClnt和一个DevHostService“挂接”（attach）起来，挂接的动作里会进一步在DevHostService里安装设备驱动。这个挂接动作具体对应的函数就是DevmgrServiceClntAttachDeviceHost（）。在上一篇文章里，我们没有展开讲这个函数，现在就从它说起。为了便于阅读，我将挂接动作的调用顺序先绘制出来，如下图所示：

1.挂接device Host

我用黄色框表达了DevmgrServiceClntAttachDeviceHost（）一步，该函数代码截选如下：

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

int DevmgrServiceClntAttachDeviceHost（uint16_t hostId， struct IDevHostService *hostService）

{

struct IDevmgrService *devMgrSvcIf = NULL;

。 . 。 . 。 .

devMgrSvcIf = inst-》devMgrSvcIf;

。 . 。 . 。 .

// 实际调用的是DevmgrServiceAttachDeviceHost（）

return devMgrSvcIf-》AttachDeviceHost（devMgrSvcIf， hostId， hostService）;

}

最后一句实际调用的是DevmgrServiceAttachDeviceHost（），代码截选如下：

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

static int DevmgrServiceAttachDeviceHost（

struct IDevmgrService *inst， uint16_t hostId， struct IDevHostService *hostService）

{

struct DevHostServiceClnt *hostClnt = DevmgrServiceFindDeviceHost（inst， hostId）;

。 . 。 . 。 .

hostClnt-》deviceInfos = HdfAttributeManagerGetDeviceList（hostClnt-》hostId， hostClnt-》hostName）;

。 . 。 . 。 .

hostClnt-》hostService = hostService;

return DevHostServiceClntInstallDriver（hostClnt）;

}

首先，遍历DevmgrService的hosts列表，根据hostId找到对应的DevHostServiceClnt对象，并给该DevHostServiceClnt对象的deviceInfos域和hostService域赋值，然后调用重头戏DevHostServiceClntInstallDriver（）。

在获取这个host范畴的所有device信息时，也是去查询上一篇文章提到的配置树，树节点的类型为DeviceResourceNode，只不过上一次系统是去查找具有“hdf_manager”属性的节点，而此次是查找名字为hostName的节点，这个节点里包含着若干设备的信息，现在这些设备信息会被组织成一个HdfDeviceInfo链表。最终形成下面图中的结构：

1.1安装host范畴内的设备驱动

1.1.1在每个host的DevHostService里添加设备

Attach动作的最后一步就是安装驱动啦，我们看一下这个DevHostServiceClntInstallDriver（）函数：

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

int DevHostServiceClntInstallDriver（struct DevHostServiceClnt *hostClnt）

{

。 . 。 . 。 .

struct HdfSListIterator it;

struct HdfDeviceInfo *deviceInfo = NULL;

struct IDevHostService *devHostSvcIf = NULL;

。 . 。 . 。 .

devHostSvcIf = （struct IDevHostService *）hostClnt-》hostService;

。 . 。 . 。 .

HdfSListIteratorInit（&it， hostClnt-》deviceInfos）;

while （HdfSListIteratorHasNext（&it）） {

deviceInfo = （struct HdfDeviceInfo *）HdfSListIteratorNext（&it）;

if （（deviceInfo == NULL） || （deviceInfo-》preload ！= DEVICE_PRELOAD_ENABLE）） {

continue;

}

// 实际调用的是 DevHostServiceAddDevice（）

ret = devHostSvcIf-》AddDevice（devHostSvcIf， deviceInfo）;

。 . 。 . 。 .

}

return HDF_SUCCESS;

}

其实就是遍历一下该host范畴内的所有HdfDeviceInfo节点，如果节点的preload是“使能”的，就执行对应的AddDevice操作，即DevHostServiceAddDevice（）函数，其代码截选如下：

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

static int DevHostServiceAddDevice（struct IDevHostService *inst，

const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo）

{

int ret = HDF_FAILURE;

struct HdfDevice *device = NULL;

struct HdfDeviceNode *devNode = NULL;

struct DevHostService *hostService = （struct DevHostService *）inst;

struct IDriverLoader *driverLoader = HdfDriverLoaderGetInstance（）;

。 . 。 . 。 .

device = DevHostServiceGetDevice（hostService， deviceInfo-》deviceId）;

。 . 。 . 。 .

// 实际调用的是 HdfDriverLoaderLoadNode（）

devNode = driverLoader-》LoadNode（driverLoader， deviceInfo）;

。 . 。 . 。 .

devNode-》hostService = hostService;

// 实际调用的是 HdfDeviceAttach（）

ret = device-》super.Attach（&device-》super， devNode）;

。 . 。 . 。 .

return HDF_SUCCESS;

。 . 。 . 。 .

}

在这个函数里，先调用DevHostServiceGetDevice（）尝试从DevHostService的devices列表里查找与deviceId匹配的节点，如果找不到就创建一个新HdfDevice节点，并插入该列表。

当然，一开始devices列表是个空列表，此时只会创建新节点。反正经此一步，我们一般可以拿到一个可用的HdfDevice对象。接着利用驱动加载器加载一个和deviceInfo匹配的HdfDeviceNode节点。最后还需把得到的HdfDevice和HdfDeviceNode挂接起来。

1.1.1.1加载HdfDeviceNode

加载HdfDeviceNode的动作实际上是HdfDriverLoaderLoadNode（），代码截选如下：

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

static struct HdfDeviceNode *HdfDriverLoaderLoadNode（

struct IDriverLoader *loader， const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo）

{

struct HdfDriverEntry *driverEntry = NULL;

struct HdfDeviceNode *devNode = NULL;

。 . 。 . 。 .

// 实际调用的是 HdfDriverLoaderGetDriverEntry（）

driverEntry = loader-》GetDriverEntry（deviceInfo）;

。 . 。 . 。 .

devNode = HdfDeviceNodeNewInstance（）;

。 . 。 . 。 .

devNode-》driverEntry = driverEntry;

devNode-》deviceInfo = deviceInfo;

devNode-》deviceObject.property = HcsGetNodeByMatchAttr（HcsGetRootNode（），

deviceInfo-》deviceMatchAttr）;

。 . 。 . 。 .

if （（deviceInfo-》policy == SERVICE_POLICY_PUBLIC） || （deviceInfo-》policy == SERVICE_POLICY_CAPACITY）） {

。 . 。 . 。 .

if （driverEntry-》Bind（&devNode-》deviceObject） ！= 0） {

HDF_LOGE（“bind driver failed”）;

HdfDeviceNodeFreeInstance（devNode）;

return NULL;

}

}

return devNode;

}

HdfDeviceNode的定义如下：

【drivers/hdf/frameworks/core/host/include/Hdf_device_node.h】

struct HdfDeviceNode {

struct IDeviceNode super;

struct HdfSListNode entry;

struct PowerStateToken *powerToken;

struct DevHostService *hostService;

struct HdfDeviceObject deviceObject;

struct IHdfDeviceToken *token;

struct HdfDriverEntry *driverEntry;

const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo;

};

可以看到，驱动加载器在创建HdfDeviceNode节点时，还是有一些工作要做的：

1）得加载相应设备的驱动程序入口，最终体现为HdfDriverEntry；

2）创建一个HdfDeviceNode对象，经过研究，我们可以看到最终创建的其实是HdfDeviceNode的派生类（DeviceNodeExt）对象；

3）把HdfDeviceNode节点和设备驱动程序绑定起来；

1.1.1.1.1获取驱动入口

驱动加载器获取HdfDriverEntry的实际动作是HdfDriverLoaderGetDriverEntry（）：

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

struct HdfDriverEntry *HdfDriverLoaderGetDriverEntry（

const struct HdfDeviceInfo *deviceInfo）

{

int count = （int） （（（uint8_t *）（HDF_DRIVER_END（）） - （uint8_t *）（HDF_DRIVER_BEGIN（））） / sizeof（size_t））;

size_t *addrBegin = （size_t*）（HDF_DRIVER_BEGIN（））;

if （（deviceInfo == NULL） || （deviceInfo-》moduleName == NULL） || （deviceInfo-》svcName == NULL）） {

HDF_LOGE（“Hdf get device entry failed， input deviceInfo is NULL！”）;

return NULL;

}

for （int i = 0; i 《 count; i++） {

struct HdfDriverEntry *driverEntry = （struct HdfDriverEntry *）（*addrBegin）;

if （strcmp（deviceInfo-》moduleName， driverEntry-》moduleName） == 0） {

return driverEntry;

}

addrBegin++;

}

HDF_LOGE（“Hdf get %s device entry failed！”， deviceInfo-》svcName）;

return NULL;

}

其中，HdfDriverEntry的定义如下：

【drivers/hdf/frameworks/include/core/Hdf_device_desc.h】

struct HdfDriverEntry {

int32_t moduleVersion;

const char *moduleName;

int32_t （*Bind）（struct HdfDeviceObject *deviceObject）;

int32_t （*Init）（struct HdfDeviceObject *deviceObject）;

void （*Release）（struct HdfDeviceObject *deviceObject）;

};

现在我们来解释一下，HdfDriverLoaderGetDriverEntry（）到底在干什么。我们设想，HDF会先加载需要的所有驱动程序，每个驱动程序内部都会构造一个HdfDriverEntry对象，而且会填好那个Bind域，这其实就是在填写一个回调函数指针，当然，也只有驱动程序自己知道该填写哪个函数指针。

HDF会把加载的所有驱动的HdfDriverEntry对象的起始地址汇总起来，形成一个类似地址数组的东西，这个数组的第一项的地址对应上面代码中的HDF_DRIVER_BEGIN（），最后一项的地址对应HDF_DRIVER_END（）（最后一项不填内容）。示意图如下：

获取驱动入口时，就是在遍历这个指针数组，查询与moduleName匹配的节点。

1.1.1.1.2 创建HdfDeviceNode对象

接着尝试创建HdfDeviceNode对象，此时调用的HdfDeviceNodeNewInstance（）函数如下：

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

struct HdfDeviceNode *HdfDeviceNodeNewInstance（）

{

return （struct HdfDeviceNode *）HdfObjectManagerGetObject（HDF_OBJECT_ID_DEVICE_SERVICE）;

}

又需要去查我们熟悉的对象创建表（g_liteObjectCreators），最终查到会调用DeviceNodeExtCreate（）：

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

struct HdfObject *DeviceNodeExtCreate（）

{

struct DeviceNodeExt *instance =

（struct DeviceNodeExt *）OsalMemCalloc（sizeof（struct DeviceNodeExt））;

if （instance ！= NULL） {

DeviceNodeExtConstruct（instance）;

instance-》ioService = NULL;

}

return （struct HdfObject *）instance;

}

可以看到，实际创建的是一个DeviceNodeExt对象。DeviceNodeExt继承于HdfDeviceNode，定义如下：

【drivers/hdf/lite/include/manager/Hdf_device_node_ext.h】

struct DeviceNodeExt {

struct HdfDeviceNode super;

struct HdfIoService *ioService;

};

其构造函数如下：

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

static void DeviceNodeExtConstruct（struct DeviceNodeExt *inst）

{

struct IDeviceNode *nodeIf = （struct IDeviceNode *）inst;

if （nodeIf ！= NULL） {

HdfDeviceNodeConstruct（&inst-》super）;

nodeIf-》PublishService = DeviceNodeExtPublishService;

}

}

注意，它修改了继承来的PublishService域，将函数指针设为DeviceNodeExtPublishService了。

HdfDriverLoaderLoadNode（）会给DeviceNodeExt的driverEntry域、deviceInfo域、deviceObject.property赋值，那么在进行绑定之前，DeviceNodeExt的示意图大概是这样的：

1.1.1.1.3 绑定驱动入口

接下来要将刚刚创建的DeviceNodeExt节点和驱动入口绑定起来：

driverEntry-》Bind（&devNode-》deviceObject）

前文我们已经说了，每个程序会实现自己的Bind动作，而HDF只负责回调Bind。注意，回调时HDF需要传入DeviceNodeExt节点的deviceObject部分的指针，因为需要驱动程序填写其中的域。当然，我们从上图中可以看到，deviceObject部分只剩下service域（IDeviceIoService*）需要填写。那么很明显，一个驱动程序要能被HDF使用，那么它就得包含一个IDeviceIoService对象。IDeviceIoService的定义如下：

【drivers/hdf/frameworks/include/core/Hdf_device_desc.h】

struct IDeviceIoService {

struct HdfObject object;

int32_t （*Open）（struct HdfDeviceIoClient *client）;

int32_t （*Dispatch）（struct HdfDeviceIoClient *client， int cmdId， struct HdfSBuf *data，

struct HdfSBuf *reply）;

void （*Release）（struct HdfDeviceIoClient *client）;

};

现在我们可以基于前文示意图，绘制一张DeviceNodeExt和驱动程序绑定后的示意图了，如下图：

1.1.1.2 挂接HdfDeviceNode

DevHostServiceAddDevice（）在加载好DeviceNodeExt之后，调用了一句Attach：

ret = device-》super.Attach（&device-》super， devNode）;

尝试把HdfDevice节点和DeviceNodeExt联系起来，这一句其实是调用HdfDeviceAttach（），相关代码如下：

【drivers/hdf/frameworks/core/host/include/Hdf_device.h】

struct IHdfDevice {

struct HdfObject object;

int （*Attach）（struct IHdfDevice *， struct HdfDeviceNode *）;

};

struct HdfDevice {

struct IHdfDevice super;

struct HdfSListNode node;

struct HdfSList services;

uint16_t deviceId;

uint16_t hostId;

};

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

static int HdfDeviceAttach（struct IHdfDevice *devInst， struct HdfDeviceNode *devNode）

{

struct HdfDevice *device = （struct HdfDevice *）devInst;

struct IDeviceNode *nodeIf = （struct IDeviceNode *）devNode;

。 . 。 . 。 .

HdfSListAdd（&device-》services， &devNode-》entry）;

// 实际调用的是 HdfDeviceLaunchNode（）

return nodeIf-》LaunchNode（devNode， devInst）;

}

代码里先将DeviceNodeExt添加进HdfDevice的services列表里，然后调用了HdfDeviceLaunchNode（）。

我们前文已经说过，HdfDevice节点在之前已经添加进DevHostService的devices列表了，现在它又和DeviceNodeExt联系起来了，再结合前文中的知识，我们可以画一张大一点儿的关系示意图了，如下：

至此，相信大家已经基本了解挂接设备host所形成的数据结构了，正如上图所示，每个host都会对应上图中红、绿、蓝三个范畴。大家不妨自己试着画画这张图，看看还会发现什么。至于HDF的其他方面，我们可以在其他文章里再探讨。
编辑：hfy