HAL2

参考文献:http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6573809http://blog.csdn.net/hongtao_liu/article/details/6060734建议阅读本文时先浏览以上两篇文章，本文是对上两篇文章在HAL对上层接口话题的一个总结.1 什么是HALHAL的全称是Hardware Abstraction Layer,即硬件抽象层.其架构图如下: Android的HAL是为了保护一些硬件提供商的知识产权而提出的，是为了避开linux的GPL束缚。思路是把控制硬件的动作都放到了Android HAL中，而linux driver仅仅完成一些简单的数据交互作用，甚至把硬件寄存器空间直接映射到user space。而Android是基于Aparch的license，因此硬件厂商可以只提供二进制代码，所以说Android只是一个开放的平台，并不是一个开源的平台。也许也正是因为Android不遵从GPL，所以Greg Kroah-Hartman才在2.6.33内核将Andorid驱动从linux中删除。GPL和硬件厂商目前还是有着无法弥合的裂痕。Android想要把这个问题处理好也是不容易的。 总结下来，Android HAL存在的原因主要有： 1. 并不是所有的硬件设备都有标准的linux kernel的接口 2. KERNEL DRIVER涉及到GPL的版权。某些设备制造商并不原因公开硬件驱动，所以才去用HAL方式绕过GPL。 3. 针对某些硬件，Android有一些特殊的需求.2 与接口相关的几个结构体首先来看三个与HAL对上层接口有关的几个结构体：[html] view plaincopy1. struct hw_module_t; //模块类型 2. struct hw_module_methods_t; //模块方法 3. struct hw_device_t; //设备类型 这几个数据结构是在Android工作目录/hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h文件中定义.3 解释一般来说，在写HAL相关代码时都得包含这个hardware.h头文件，所以有必要先了解一下这个头文件中的内容.[cpp] view plaincopy1. /* 2. * Copyright (C) 2008 The Android Open Source Project 3. * 4. * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 5. * you may not use this file except in compliance with the License. 6. * You may obtain a copy of the License at 7. * 8. * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 9. * 10. * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 11. * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 12. * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 13. * See the License for the specific language governing permissions and 14. * limitations under the License. 15. */ 16. 17. #ifndef ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HARDWARE_H 18. #define ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HARDWARE_H 19. 20. #include 21. #include 22. 23. #include 24. #include 25. 26. __BEGIN_DECLS 27. 28. /* 29. * Value for the hw_module_t.tag field 30. */ 31. 32. #define MAKE_TAG_CONSTANT(A,B,C,D) (((A) << 24) | ((B) << 16) | ((C) << 8) | (D)) 33. 34. #define HARDWARE_MODULE_TAG MAKE_TAG_CONSTANT('H', 'W', 'M', 'T') 35. #define HARDWARE_DEVICE_TAG MAKE_TAG_CONSTANT('H', 'W', 'D', 'T') 36. 37. struct hw_module_t; 38. struct hw_module_methods_t; 39. struct hw_device_t; 40. 41. /** 42. * Every hardware module must have a data structure named HAL_MODULE_INFO_SYM 43. * and the fields of this data structure must begin with hw_module_t 44. * followed by module specific information. 45. */ 46. //每一个硬件模块都每必须有一个名为HAL_MODULE_INFO_SYM的数据结构变量，它的第一个成员的类型必须为hw_module_t 47. typedef struct hw_module_t { 48. /** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */ 49. uint32_t tag; 50. 51. /** major version number for the module */ 52. uint16_t version_major; 53. 54. /** minor version number of the module */ 55. uint16_t version_minor; 56. 57. /** Identifier of module */ 58. const char *id; 59. 60. /** Name of this module */ 61. const char *name; 62. 63. /** Author/owner/implementor of the module */ 64. const char *author; 65. 66. /** Modules methods */ 67. //模块方法列表,指向hw_module_methods_t* 68. struct hw_module_methods_t* methods; 69. 70. /** module's dso */ 71. void* dso; 72. 73. /** padding to 128 bytes, reserved for future use */ 74. uint32_t reserved[32-7]; 75. 76. } hw_module_t; 77. 78. typedef struct hw_module_methods_t { //硬件模块方法列表的定义，这里只定义了一个open函数 79. /** Open a specific device */ 80. int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id, //注意这个open函数明确指出第三个参数的类型为struct hw_device_t** 81. struct hw_device_t** device); 82. } hw_module_methods_t; 83. 84. /** 85. * Every device data structure must begin with hw_device_t 86. * followed by module specific public methods and attributes. 87. */ 88. //每一个设备数据结构的第一个成员函数必须是hw_device_t类型，其次才是各个公共方法和属性 89. typedef struct hw_device_t { 90. /** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */ 91. uint32_t tag; 92. 93. /** version number for hw_device_t */ 94. uint32_t version; 95. 96. /** reference to the module this device belongs to */ 97. struct hw_module_t* module; 98. 99. /** padding reserved for future use */ 100. uint32_t reserved[12]; 101. 102. /** Close this device */ 103. int (*close)(struct hw_device_t* device); 104. 105. } hw_device_t; 106. 107. /** 108. * Name of the hal_module_info 109. */ 110. #define HAL_MODULE_INFO_SYM HMI 111. 112. /** 113. * Name of the hal_module_info as a string 114. */ 115. #define HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR "HMI" 116. 117. /** 118. * Get the module info associated with a module by id. 119. * 120. * @return: 0 == success, <0 == error and *module == NULL 121. */ 122. int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module); 123. 124. /** 125. * Get the module info associated with a module instance by class 'class_id' 126. * and instance 'inst'. 127. * 128. * Some modules types necessitate multiple instances. For example audio supports 129. * multiple concurrent interfaces and thus 'audio' is the module class 130. * and 'primary' or 'a2dp' are module interfaces. This implies that the files 131. * providing these modules would be named audio.primary..so and 132. * audio.a2dp..so 133. * 134. * @return: 0 == success, <0 error="" and="" module="=" null="" 135="" 136="" int="" hw_get_module_by_class="" const="" char="" class_id="" const="" char="" inst="" 137="" const="" struct="" hw_module_t="" module="" 138="" 139="" __end_decls="" 140="" 141="" endif="" android_include_hardware_hardware_h="" typedef="" struct="" hw_module_t="" typedef="" struct="" hw_device_t="" hal="" :="" xxx:="" :xxx="" h="" cpp="" view="" plaincopy="" 1="" id="" 2="" define="" xxx_hardware_module_id="" xxx="" 3="" 4="" 5="" hardware="" h="" hw_module_t="" xxx_module_t="" hw_module_t="" 6="" 7="" struct="" xxx_module_t="" 8="" struct="" hw_module_t="" common="" 9="" 10="" 11="" 12="" hardware="" h="" hw_device_t="" xxx_device_t="" hw_device_t="" 13="" struct="" xxx_device_t="" 14="" struct="" hw_device_t="" common="" 15="" hal="" 16="" int="" fd="" 17="" int="" set_val="" struct="" xxx_device_t="" dev="" int="" val="" 18="" int="" get_val="" struct="" xxx_device_t="" dev="" int="" val="" 19="" :="" xxx_device_t="" hal="" xxx="" c="" xxx_module_t="" :="" cpp="" view="" plaincopy="" 1="" 2="" struct="" xxx_module_t="" hal_module_info_sym="{" hal_module_info_sym="" android="" hal="" 3="" hardware="" h="" hw_module_t="" 4="" common:="" 5="" tag:="" hardware_module_tag="" 6="" version_major:="" 1="" 7="" version_minor:="" 0="" 8="" id:="" xxx_hardware_module_id="" 9="" name:="" module_name="" 10="" author:="" module_author="" 11="" methods:="" xxx_module_methods="" 12="" 13="" hal_module_info_sym="" common="" xxx_module_methods="" hal="" xxx_device_t="" xxx_module_methods="" open="" :="" cpp="" view="" plaincopy="" 1="" 2="" static="" struct="" hw_module_methods_t="" xxx_module_methods="{" 3="" open:="" xxx_device_open="" 4="" xxx_device_open="" hal="" xxx_device_t="" xxx_device_open="" :="" cpp="" view="" plaincopy="" 1="" static="" int="" xxx_device_open="" const="" struct="" hw_module_t="" module="" const="" char="" name="" struct="" hw_device_t="" device="" 2="" struct="" xxx_device_t="" dev="" 3="" dev="(struct" hello_device_t="" malloc="" sizeof="" struct="" xxx_device_t="" 4="" 5="" if="" dev="" 6="" loge="" hello="" stub:="" failed="" to="" alloc="" space="" 7="" return="" -efault="" 8="" 9="" 10="" memset="" dev="" 0="" sizeof="" struct="" xxx_device_t="" 11="" dev-="">common的内容赋值， 12. dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG; 13. dev->common.version = 0; 14. dev->common.module = (hw_module_t*)module; 15. dev->common.close = xxx_device_close; 16. //对dev其它成员赋值 17. dev->set_val = xxx_set_val; 18. dev->get_val = xxx_get_val; 19. 20. if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) { 21. LOGE("Hello Stub: failed to open /dev/hello -- %s.", strerror(errno)); 22. free(dev); 23. return -EFAULT; 24. } 25. 26. //输出&(dev->common),输出的并不是dev,而是&(dev->common)!(common内不是只包含了一个close接口吗?) 27. *device = &(dev->common); 28. LOGI("Hello Stub: open /dev/hello successfully."); 29. 30. return 0; 31. } 经验告诉我们，一般在进行模块初始化的时候，模块的接口函数也会“注册”，上面是模块初始化函数，那么接口注册在哪？于是我们找到*device =&(dev->common);这行代码，可问题是，这样一来，返回给调用者不是&(dev->common)吗？而这个dev->common仅仅只包含了一个模块关闭接口！到底怎么回事？为什么不直接返回dev,dev下不是提供所有HAL向上层接口吗?在回答上述问题之前，让我们先看一下这xxx_device_open函数原型,还是在hardware.h头文件中,找到下面几行代码:[cpp] view plaincopy1. typedef struct hw_module_methods_t { 2. /** Open a specific device */ 3. int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id, 4. struct hw_device_t** device); 5. 6. } hw_module_methods_t; 这是方法列表的定义，明确要求了方法列表中有且只一个open方法，即相当于模块初始化方法，且，这个方法的第三个参数明确指明了类型是struct hw_device_t **,而不是用户自定义的xxx_device_t,这也就是解译了在open函数实现内为什么输出的是&(dev->common)而不是dev了，原来返回的类型在hardware.h中的open函数原型中明确指出只能返回hw_device_t类型.可是，dev->common不是只包含close接口吗？做为HAL的上层，它又是怎么"看得到"HAL提供的全部接口的呢?接下来，让我们来看看做为HAL上层，它又是怎么使用由HAL返回的dev->common的:参考: 在Ubuntu为Android硬件抽象层（HAL）模块编写JNI方法提供Java访问硬件服务接口 这篇文章,从中可以看到这么几行代码：[cpp] view plaincopy1. /*通过硬件抽象层定义的硬件模块打开接口打开硬件设备*/ 2. static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) { 3. return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device); 4. } 由此可见，返回的&(dev->common)最终会返回给struce hello_device_t **类型的输出变量device,换句话说，类型为hw_device_t的dev->common在初始化函数open返回后，会强制转化为xxx_device_t来使用，终于明白了，原来如此！另外，在hardware.h中对xxx_device_t类型有说明，要求它的第一个成员的类型必须是hw_device_t，原来是为了HAL上层使用时的强制转化的目的，如果xxx_device_t的第一个成员类型不是hw_device_t，那么HAL上层使用中强制转化就没有意义了，这个时候，就真的“看不到”HAL提供的接口了.此外，在hardware.h头文件中，还有明确要求定义xxx_module_t类型时，明确要求第一个成员变量类型必须为hw_module_t，这也是为了方便找到其第一个成员变量common,进而找到本地定义的方法列表，从而调用open函数进行模块初始化.综上所述，HAL是通过struct xxx_device_t这个结构体向上层提供接口的.即：接口包含在struct xxx_device_t这个结构体内。而具体执行是通过struct xxx_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM这个结构体变量的函数列表成员下的open函数来返回给上层的.