Android中HAL如何向上层提供接口总结-hw_device_t
来源:互联网 发布:下载戏曲的软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 02:27
1 什么是HAL
HAL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。
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:
- struct
hw_module_t; //模块类型 - struct
hw_module_methods_t; //模块方法 - struct
hw_device_t; //设备类型,向上提供接口
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.
-
-
- #ifndef
ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HARDWARE_H - #define
ANDROID_INCLUDE_HARDWARE_HARDWARE_H -
- #include
- #include
-
- #include
- #include
-
- __BEGIN_DECLS
-
-
-
- #define
MAKE_TAG_CONSTANT(A,B,C,D) (((A) << 24) | ((B) << 16) | ((C) << 8) | (D)) -
- #define
HARDWARE_MODULE_TAG MAKE_TAG_CONSTANT('H', 'W', 'M', 'T') - #define
HARDWARE_DEVICE_TAG MAKE_TAG_CONSTANT('H', 'W', 'D', 'T') -
- struct
hw_module_t; - struct
hw_module_methods_t; - struct
hw_device_t; -
-
- //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
- typedef
struct hw_module_t { -
-
uint32_t tag; -
-
-
uint16_t version_major; -
-
-
uint16_t version_minor; -
-
-
char *id; -
-
-
char *name; -
-
-
char *author; -
-
-
-
hw_module_methods_t* methods; -
-
-
dso; -
-
-
uint32_t reserved[32-7]; -
- }
hw_module_t; -
- 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{ -
-
(*open)( conststruct hw_module_t* constmodule, char* id, //注意这个open函数明确指出第三个参数的类型为structhw_device_t** -
hw_device_t** device); - }
hw_module_methods_t; -
-
- //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
- typedef
struct hw_device_t { -
-
uint32_t tag; -
-
-
uint32_t version; -
-
-
hw_module_t* module; -
-
-
uint32_t reserved[12]; -
-
-
(*close)( structhw_device_t* device); -
- }
hw_device_t; -
-
- #define
HAL_MODULE_INFO_SYM HMI -
-
- #define
HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR "HMI" -
-
- int
hw_get_module( constchar *id, conststruct hw_module_t **module); -
-
- int
hw_get_module_by_class( constchar *class_id, constchar *inst, -
struct hw_module_t **module); -
- __END_DECLS
-
- #endif
由以上内容可以看出(typedef struct hw_module_t ,typedef struct hw_device_t),如果我们要写一个自定义设备的驱动的HAL层时,我们得首先自定义两个数据结构:
在头文件中定义:XXX.h
-
- #define
XXX_HARDWARE_MODULE_ID "XXX" -
-
- //见hardware.h中的hw_module_t定义的说明,xxx_module_t的第一个成员必须是hw_module_t类型,其次才是模块的一此相关信息,当然也可以不定义,
- //这里就没有定义模块相关信息
- struct
xxx_module_t { -
hw_module_t common; - };
-
-
- //见hardware.h中的hw_device_t的说明,要求自定义xxx_device_t的第一个成员必须是hw_device_t类型,其次才是其它的一些接口信息.
- struct
xxx_device_t { -
hw_device_t common; -
-
fd; -
(*set_val)( structxxx_device_t* intdev, val); -
(*get_val)( structxxx_device_t* int*dev, val); - };
接下来我们在实现文件XXX.c文件中定义一个xxx_module_t的变量:
-
- struct
xxx_module_t //变量名必须为HAL_MODULE_INFO_SYM,这是强制要求的,你要写Android的HAL就得遵循这个游戏规则,HAL_MODULE_INFO_SYM = { -
它是一个宏定义:#define HAL_MODULE_INFO_SYM HMI -
common: { -
tag: HARDWARE_MODULE_TAG, -
version_major: 1, -
version_minor: 0, -
id: XXX_HARDWARE_MODULE_ID, -
name: MODULE_NAME, -
author: MODULE_AUTHOR, -
methods: &xxx_module_methods, -
} - };
注意到上面有HAL_MODULE_INFO_SYM变量的成员common中包含一个函数列表xxx_module_methods,而这个成员函数列表是在本地自定义的。那么这个成员函数列是不是就是HAL向上层提供函数的地方呢?很失望,不是在这里,前面我们已经说过了,是在xxx_device_t中定义的,这个xxx_module_methods实际上只提供了一个open函数,就相当于只提供了一个模块初始化函数.其定义如下:
-
- static
struct hw_module_methods_t xxx_module_methods = { -
open: xxx_device_open - };
那么HAL又到底是怎么将xxx_device_t中定义的接口提供到上层去的呢?
且看上面这个函数列表中唯一的一个xxx_device_open的定义:
- static
int xxx_device_open( conststruct hw_module_t* constmodule, char* name, structhw_device_t** device) { -
xxx_device_t* dev; -
dev = ( hello_device_t*)malloc( sizeof(structxxx_device_t)); //动态分配空间 -
-
{ -
LOGE( Stub: );failed to alloc space" -
-EFAULT; -
} -
-
memset(dev, 0, xxx_device_t)); -
-
dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG; -
dev->common.version = 0; -
dev->common.module = (hw_module_t*)module; -
dev->common.close = xxx_device_close; -
-
dev->set_val = xxx_set_val; -
dev->get_val = xxx_get_val; -
-
= open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) { -
LOGE( Stub: ,failed to open /dev/hello -- %s." strerror(errno)); -
free(dev); -
-EFAULT; -
} -
-
-
*device = &(dev->common); -
LOGI( Stub: );open /dev/hello successfully." -
-
0; - }
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:
- typedef
struct hw_module_methods_t { -
-
(*open)( conststruct hw_module_t* constmodule, char* id, -
hw_device_t** device); -
- }
hw_module_methods_t;
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:
-
- static
inline int hello_device_open( consthw_module_t* structmodule, hello_device_t** device) { -
module->methods->open(module, structHELLO_HARDWARE_MODULE_ID, ( hw_device_t**)device); - }
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
即:接口包含在struct
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.
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