Android HAL模块实现(android深度探索(卷1):hal与驱动开发)

推荐整理分享Android HAL模块实现(android深度探索(卷1):hal与驱动开发)，希望有所帮助，仅作参考，欢迎阅读内容。

文章相关热门搜索词:androidhelper模块,android haxm,android haxm,android模块开发,android 模块化,android hal层框架,androidhelper模块,android hal层框架,内容如对您有帮助，希望把文章链接给更多的朋友！

Android的HAL（Hardware Abstract Layer硬件抽象层）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。

总结下来，Android HAL存在的原因主要有：

下图是HAL在android系统中所处的位置：

从这张图中可以看出，HAL把内核和framework隔离开来，使上层的开发可以不依赖内核与驱动的实现。在android源码中，HAL大致位于下面几个位置：

主要包含以下一些模块：Gps、Vibrator、Wifi、Copybit、Audio、Camera、Lights、Ril、Gralloc等。

下图分别为旧的HAL实现与新的HAL实现框图：

libhardware_legacy 是将 *.so 文件当作shared library来使用，在runtime（JNI 部份）以 direct function call 使用 HAL module。通过直接函数调用的方式，来操作驱动程序。当然，应用程序也可以不需要通过 JNI 的方式进行，直接加载 *.so （dlopen）的做法调用*.so 里的符号（symbol）也是一种方式。总而言之是没有经过封装，上层可以直接操作硬件。

现 在的 libhardware 作法，就有「stub」的味道了。HAL stub 是一种代理人（proxy）的概念，stub 虽然仍是以 *.so檔的形式存在，但 HAL 已经将 *.so 档隐藏起来了。Stub 向 HAL「提供」操作函数（operations），而 runtime 则是向 HAL 取得特定模块（stub）的 operations，再 callback 这些操作函数。这种以 indirect function call 的实作架构，让HAL stub 变成是一种「包含」关系，即 HAL 里包含了许许多多的 stub（代理人）。Runtime 只要说明「类型」，即 module ID，就可以取得操作函数。对于目前的HAL，可以认为Android定义了HAL层结构框架，通过几个接口访问硬件从而统一了调用方式。

由上可大致看出这两种实现方式的优劣：

HAL_legacy方式的HAL是一个模块，采用共享库形式，在编译时会调用到。由于采用function call形式调用，因此可被多个进程使用，但会被mapping到多个进程空间中，造成浪费，同时需要考虑代码能否安全重入的问题（thread safe）。而新式的HAL采用HAL module和HAL stub结合形式，HAL stub不是一个share library，编译时上层只拥有访问HAL stub的函数指针，并不需要HAL stub。上层通过HAL module提供的统一接口获取并操作HAL stub，so文件只会被mapping到一个进程，也不存在重复mapping和重入问题。

HAL模块主要有二个结构：

struct hw_module_t-代表抽象硬件模块，包含硬件模块的一些基本信息，例如版本号，开发者等，还有一个成员函数结构体。

struct hw_module_methods_t ，里面只有一个用于打开抽象硬件设备hw_device_t的open函数指针。

struct hw_device_t-代表抽象硬件设备，里面包含了版本号，一个关闭硬件的close函数指针，以及一个指向hw_module_t的结构的指针。

这两个结构的定义在hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h里面，在实现自己的hw module与hw device结构时，第一个成员变量必须是这两个结构，以达到类&#;C&#;&#;中的继承的目的。

这两个结构的定义如下所示：

硬件模块库的装载与解析由hardware.c中的hw_get_module函数完成，它先按照一定的规则选择然后加载硬件模块库，然后由HAL_MODULE_INFO_SYM解析出库中的全局变量名，得到硬件模块库指针（hw_module_t结构），然后返回给调用者。

下面以camera为例子来说明如何使用HAL层。

在系统启动创建CameraService对象时，其函数onFirstRef被调用，在它里面，通过hw_get_module(CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID, (const hw_module_t**)&mModule)函数获取camera的抽象硬件模块camera_module，其过程如上所说，通过Camera的HAL动态库然后解析HAL_MODULE_INFO_SYM符号得到全局变量，然后通过获取到的抽象硬件模块结构获取系统拥有的Camera数量等。具体代码参见CameraService.cpp。

其中camera_module即camera HAL的抽象硬件模块，其定义如下（camera_common.h）：

由其定义看到，其第一个成员为hw_module_t common，即上面说的自己的硬件抽象模块必须包含hw_module结构，达到“继承”的目的。另外定义了几个自己的成员变量，比如获取camera个数，及camera信息等。使用hw_get_module获取到的camera_module_t变量位于平台的camera HAL实现库中，不同的厂家可能文件名字有所不同，但是肯定会实现下面类&#;的结构（CameraHAL.cpp）。

有了Camera的HAL层的硬件抽象模块camera_module，就可以通过camera_module获取到硬件抽象设备camera_device_t，不过它封装在CameraHardwareInterface中，在连接一个camera时（CameraService的connect函数，最后调到CameraClient::initialize），将先创建CameraHardwareInterface对象，然后在其初始化函数中得到camera_device_t：int rc = module->methods->open(module, mName.string(), (hw_device_t **)&mDevice);这个open函数就是gCameraModuleMethods里面的open函数，其实现如下所示：

这里面就返回了camera_device_t，而此结构的初始化在构造函数中：

至此，CameraService就得到了Camera的HAL层的硬件抽象模块camera_module_t和抽象设备camera_device_t。有了这两个结构，上层就可以使用camera的功能了。以上代码基于android4.4/hardware/libhardware/modules/camera，使用的是c&#;&#;的方式实现，不同硬件厂家的实现方式可能不同，但相同的是都必须实现这两个结构。

hw_module_t：硬件抽象模块，可以用hw_get_module获取到。其中又包含了一个hw_module_methods_t结构，其中定义了打开设备open方法。

hw_device_t：硬件抽象设备，主要定义了硬件相关的一些函数，参数等。此结构通过hw_module_methods_t里面定义的open函数获取。

以上大致就是android hal模块的内容，下一篇会以android的一个重要的HAL模块gralloc来看看其具体的实现。

查看详情

关注微信公众平台:程序员互动联盟(coder_online)，你可以第一时间获取原创技术文章，和（java/C/C&#;&#;/Android/Windows/Linux）技术大牛做朋友，在线交流编程经验，获取编程基础知识，解决编程问题。程序员互动联盟，开发人员自己的家。

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。

性能优化之数据库优化 本文为性能优化的第一篇——数据库性能优化，原理适用于大部分数据库包括Sqlite、Mysql、Oracle、Sqlserver，详细介绍了索引(优缺点、分类、场景、规则)

android 学习笔记-问题解决 Intent隐试启动ActivityNotFoundExceptionintent设置action隐试启动默认会加入，所以manifest文件中过滤器需要盖如改categoryandroid:configChanges设置android在manifest文件中

查看网络图片 1.运行效果图2.训练目标输入网络图片的地址，点击浏览按钮可以显示网络中的图片。3.开发步骤MainActivity.java代码：packageorg.bzu.imagebrowser;importjava.io.IOExce