Введение
С выходом Qt 5 появилась удобная возможность расширить список поддерживаемых программой платформ и на мобильные ОС, в частности на Android.
Сам процесс портирования программы с десктопной версии Qt на мобильную свелся к банальной перекомпиляции. Интерфейс и логика завелись сразу, за исключением той части, без которой, собственно, программа бесполезна: обмену с HID-устройством.
Первые трудности
С самого начала для общения с устройством используется библиотека HIDAPI. Она мультиплатформенная и ее легко использовать.
Первая трудность, с которой пришлось столкнуться заключалась в том что под Android нет hidraw, который использовался для доступа к устройствам под десктопный Linux. Для обхода пришлось перейти на использование библиотеки libusb и ее интерфейса к ней в HIDAPI.
Первый запуск показал, что работает перечисление устройств, но открыть файл устройства нельзя, из-за отсутствия прав у приложения.
В файл README libusb/android есть описание возможных путей обхода этой проблемы: либо менять права у файла устройств, либо воспользоваться интерфейсом android.hardware.usb.UsbDevice, для открытия устройств.
Простая смена маски доступа к файлу на 777 на рутованом устройстве подтвердила работоспособность выбранной схемы, но и привела к пониманию того, что это не совсем верный путь, т.к. он работоспособен на очень маленьком круге устройств. Поэтому пришлось лезть в дебри API Android.
Чтение документации показало что есть два пути доступа к устройству: использование intent filter и простое перечисление устройств.
Первый способ заставить работать не удалось, никаких событий при появлении устройства в системе программе не приходило. Собственно этот путь тоже тупиковый, т.к. подразумевает, что программа должна быть запущена раньше, чем подключено устройство, и это значит что нам следует в полной мере воспользоваться предоставляемым API для доступа к USB.
Что бы обойтись минимумом переделок в существующем коде было решено вынести в Java-часть только код связанный с запросом разрешения доступа к устройству у пользователя и собственно открытие устройства. Всю остальную работу по перечислению устройств и обмена данными выполняет связка HIDAPI-libusb.
Реализация.
Первое, что пришлось сделать, это запрос разрешения у пользователя на открытие устройства.
Опять же, подстраиваясь под существующий алгоритм получилось следующее: при нахождении устройства, путь к его файлу передается в функцию в класса Activity программы посредством JNI-интерфейса:
int HidTransport::openAndroidDevice(QString devPath)
{
QAndroidJniObject dP = QAndroidJniObject::fromString(devPath);
jint dFD = QAndroidJniObject::callStaticMethod<jint>("org/HidManager/HidDevice", "tryOpenDevice", "(Ljava/lang/String;)I", dP.object<jstring>());
return dFD;
}
Здесь хочется сделать некоторое отступление: в силу каких-то причин Qt интерфейс к JNI может вызывать только статические методы класса. Поэтому мы создаем фактически сингелтон. Ниже приведены конструктор и onCreate класса Activity:
private static HidDevice m_instance;
private static UsbManager m_usbManager;
private static PendingIntent mPermissionIntent;
private static HashMap<String, Integer> deviceCache = new HashMap<String, Integer>();
private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "com.android.example.USB_PERMISSION";
public HidDevice()
{
m_instance = this;
}
public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
if (m_usbManager==null) {
m_usbManager = (UsbManager) m_instance.getSystemService(Context.USB_SERVICE);
}
mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), 0);
IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
registerReceiver(mUsbReceiver, filter);
}
@Override
public void onDestroy()
{
super.onDestroy();
}
Функция tryOpenDevice, вызываемая из нативного кода выглядит следующим образом:
public static int tryOpenDevice(String devPath)
{
if (deviceCache.containsKey(devPath)) {
int fd = deviceCache.get(devPath);
return fd;
}
deviceCache.put(devPath, -1);
HashMap<String, UsbDevice> deviceList = m_usbManager.getDeviceList();
Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
while(deviceIterator.hasNext()) {
UsbDevice device = deviceIterator.next();
if (devPath.compareTo(device.getDeviceName())==0) {
m_usbManager.requestPermission(device, mPermissionIntent);
break;
}
}
}
deviceCache выполняет роль промежуточного хранилища состояния процесса открытия устройства. Такой вариант был выбран потому, что алгоритм нативного кода пытается с некоторой периодичностью открыть каждое найденное, но еще не открытое устройство.
Далее в работу вступает механизм разрешений Android и для получения результатов служит эта функция:
private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
synchronized (this) {
UsbDevice device = (UsbDevice)intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
if(device != null){
m_instance.openDevice(device);
}
}
}
}
}
};
Как из нее видно, если разрешение получено, то вызывается функция открытия устройства:
public void openDevice(UsbDevice device)
{
try {
if (!res) return;
UsbDeviceConnection devConn = m_usbManager.openDevice(device);
Integer fd = devConn.getFileDescriptor();
deviceCache.put(device.getDeviceName(), fd);
}
catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
Которая сохраняет полученный файловый дескриптор в deviceCache.
После прохождения всех этих этапов мы получаем файловый дескриптор открытого устройства. Но тут появляется другая проблема: HIDAPI и libusb не умеют принимать дескрипторы в качестве указателя на устройство.
К счастью, эта проблема решилась просто. Существует форк libusb, принимающий в качестве аргумента файловый дескриптор открытого устройства.
Заключение
Вот так, достаточно просто, можно получить доступ к USB из нативного кода.
К сожалению, данный подход работает не на всех устройствах. Многие производители не включают разрешение
android.hardware.usb.host в свои прошивки, что приводит к ситуации, когда физически планшет может работать в качестве хоста для флешек или мышей, но другие устройства не работают. При этом файл USB-устройства ядром создается, но даже UsbManager их не видит.
В данном случае, это ограничение возможно обойти на устройствах с работоспособным root, меняя права доступа на файл, т.к. libusb способен видеть подключенные устройства. Но пока что это только теория.
Автор: aunoor
