Android 指纹启动流程

2024-02-26 23:50:46

前言：之前总结过Android指纹调试流程https://blog.csdn.net/weixin_41486477/article/details/108592205 ，本章主要整理Android 指纹启动流程。

一.从Android启动流程看指纹启动流程

下图图片出处 →

第一阶段：Boot ROM，Android设备上电后，首先会从处理器片上ROM的启动引导代码开始执行，片上ROM会寻找Bootloader代码，并加载到内存。

主要就是上电让系统启动。

第二阶段：Bootloader开始执行，首先负责完成硬件的初始化，然后找到Linux内核代码，并加载到内存。

启动过程中，bootloader(默认是bootable/bootloader/lk)会根据机器硬件信息选择合适的devicetree（dts）装入内存，如果采用pin id兼容，那么在此时就可以通过读取ID pin的值（读寄存器）判断指纹的IC了。

第三阶段：Kernel，Linux内核开始启动，初始化各种软硬件环境，加载驱动程序，挂载根文件系统，在系统文件中寻找init.rc文件，并启动init进程。

Kernel中，加载指纹驱动，根据传入的dts信息创建设备节点，注册设备。

第四阶段：Init，初始化和启动属性服务，并且启动Zygote进程。

找到android.hardware.biometrics.fingerprint@2.1-service.rc，启动android.hardware.biometrics.fingerprint@2.1-service，会去open fingerprint.deault.so，等待与上层通信。

第五阶段：Zygote进程启动，创建java虚拟机并为java虚拟机注册JNI方法，创建服务器端Socket，启动SystemServer进程。

第六阶段：SystemServer进程启动，启动Binder线程池和SystemServiceManager，并且启动各种系统服务。

会启动Fingerprintservice

以上是从Android启动流程看每个阶段指纹的启动流程，下面依次详细展开介绍。

二.驱动层

主要就是设备节点驱动的注册，在此不再详细说了，重点关注probe函数。

三.hal层

首先，hardware/interfaces/biometrics/fingerprint/2.1/default/android.hardware.biometrics.fingerprint@2.1-service.rc（以下简称2.1 rc）

service vendor.fps_hal /vendor/bin/hw/android.hardware.biometrics.fingerprint@2.1-service
    # "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
    writepid /dev/cpuset/system-background/tasks

会使位于系统vendor/bin/hw下的android.hardware.biometrics.fingerprint@2.1-service（以下简称2.1 bin）开机自启动，启动后会注册2.1 service

该bin服务对应的代码在：hardware/interfaces/biometrics/fingerprint/2.1/default/service.cpp，整个注册过程只有两步，首先实例化传入的 IBiometricsFingerprint 接口对象，然后通过 registerAsService 将服务注册到 hwservicemanager。

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

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

    if (bio != nullptr) {
        if (::android::OK != bio->registerAsService()) { //*****注册服务*****
            return 1;
        }
    } else {
        ALOGE("Can't create instance of BiometricsFingerprint, nullptr");
    }

    joinRpcThreadpool();

    return 0; // should never get here
}

hardware/interfaces/biometrics/fingerprint/2.1/default/BiometricsFingerprint.cpp，重点关注openHal函数，会去打开fingerprint.default.so

fingerprint_device_t* BiometricsFingerprint::openHal() {
    int err;
    const hw_module_t *hw_mdl = nullptr;
    ALOGD("Opening fingerprint hal library...");
    //*******打开fingerprint.default.so********
    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<const fingerprint_module_t*>(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 HIDL@2.1 translation layer
        ALOGE("Wrong fp version. Expected %d, got %d", kVersion, device->version);
        return nullptr;
    }

    fingerprint_device_t* fp_device =
        reinterpret_cast<fingerprint_device_t*>(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;
}

关于fingerprint.default.so这个都是供应商提供的，一般都不开源，不过Android原生也是有这部分代码的（当然只是看看，并不能使用）

hardware/libhardware/include/hardware/fingerprint.h

hardware/libhardware/modules/fingerprint/fingerprint.c

这部分代码不再展开贴在这里了，大家可以自行去看看，主要就是fingerprint_open打开设备（设备节点），然后定义了一系列函数。

    dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
    dev->common.version = FINGERPRINT_MODULE_API_VERSION_2_0;
    dev->common.module = (struct hw_module_t*) module;
    dev->common.close = fingerprint_close;

    dev->pre_enroll = fingerprint_pre_enroll;
    dev->enroll = fingerprint_enroll;
    dev->get_authenticator_id = fingerprint_get_auth_id;
    dev->cancel = fingerprint_cancel;
    dev->remove = fingerprint_remove;
    dev->set_active_group = fingerprint_set_active_group;
    dev->authenticate = fingerprint_authenticate;
    dev->set_notify = set_notify_callback;

四.framework层

首先是SystemServer启动后，会去判断设备是否支持指纹，如果有start FingerprintService

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

        if (mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_FINGERPRINT)) {
                traceBeginAndSlog("StartFingerprintSensor");
                mSystemServiceManager.startService(FingerprintService.class);
                traceEnd();
            }

此处mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_FINGERPRINT)的判断，大家可以去frameworks/base/core/java/android/content/pm/PackageManager.java中追代码看看，逻辑很简单。

就是判断系统内vendor/etc/permissions目录下是否有：android.hardware.fingerprint.xml 文件

调试的那篇说过这个配置：

PRODUCT_COPY_FILES := frameworks/native/data/etc/android.hardware.fingerprint.xml:vendor/etc/permissions/android.hardware.fingerprint.xml

码农公寓

一.从Android启动流程看指纹启动流程

二.驱动层

三.hal层

四.framework层

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