ch8.1 Android HAL层简介

8.1 Android HAL层简介

HAL（Hardware abstract Layer）硬件抽象层是google开发的android系统里上层应用对底层硬件操作的一个屏蔽的软件层次，通俗来讲，就是上层的应用不用关心底层硬件如何工作，只要向上层提供一个统一的接口即可，这种设计思想广泛存在于当前的软件架构设计里。

学习目标：

1.了解android HAL

2.熟悉android HAL Module架构

3.熟悉android HAL stub 代理架构

4.掌握Android LED HAL代码编写方法

严格来讲，android系统完全可以没有hal层，上层应用层可以直接通过api和jni技术访问底层硬件，但是android自出现开始一直打着开源的旗号，而一些硬件厂商由于商业因数，不希望自己核心的代码开源出来，而只是提供二进制代码。 另外android系统里使用了一些硬件设备接口可能支持linux kernel driver的统一接口，并且linux内核中使用的相当严格的GPL版本，所有内核代码必须开源，google为了让自己的android系统泡在更多硬件设备上并支持更多设备类型，在android的架构里提出了HAL概念。

HAl其实就是硬件设备抽象的意思，android系统的功能不依赖于某一个具体的硬件驱动，而是依赖于HAL代码，相当于将linux设备驱动分为两部分 ，一部分在kernel中使用GPL协议开源一些非核心的接口访问的代码，另外一部分在kernel上的应用层使用apache协议，主要是硬件厂商不希望开源的逻辑代码，仅提供二进制代码。

android & framework

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HAL ：device operation logic

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linux kernel： device interface driver

8.1.1 HAL存在原因

HAL有两种架构

1.Module架构

2.stub代理架构

module架构是2008年以前使用的旧架构，HAL代码被编译成动态模块库，andorid应用程勋和框架层通过jni加载并调用HAL Module 库代码，在HAL Module库中在去访问设备驱动。

app & framework

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Device Module HAL *.so

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Linux Device Driver

旧的架构比较好理解 ，android用户应用程序或者框架层代码有java实现，java运行在dalvik虚拟机中，没有办法直接访问底层硬件，只能通过调用so本地库代码，在so本地库代码里面有对底层硬件的操作代码。

也就是说，应用层或框架层java代码，通过jni技术调用c或c++写的so库代码，在so库代码中调用底层驱动，实现上层应用的提出的一个脚请求操作。实现硬件操作的so库为module。

该方式对硬件访问效率比起C代码低，只能够达到c语言95%左右。

因此谷歌有提出了新的HAL架构。在这个设计架构虽然满足了java应用访问硬件的需求，但是使得代码上下层耦合度太高，用户程序或framework代码必须去加载module库，如果底层硬件有变化，module要重新编译，上层也要做相应的变化。另外如果多个应用程序同时访问硬件，都去加载Module，同一个Module被多个进程映射多次，会有代码重入问题。

8.1.3 新的HAL架构

新的架构使用的是Module stub方式。stub是存根或桩的意思，其实就是一个对象代表的意思。

由上面的架构可知，上层应用层或framework层加载so库代码，so库代码称为module，在HAL层注册了每个硬件对象的存根stub，当上层需要访问硬件的时候，就从当前注册应急对象stub里查找，找到之后stub会向上层module提供改硬件对象operations interface 操作接口，该操作接口就保存在module中，上层应用或框架在通过这个Module中的操作接口来访问硬件。