第九章:硬件抽象层

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了第九章:硬件抽象层相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、为什么要在android中加入HAL

  Linux系统中Linux驱动有两种类型的代码:访问硬件寄存器的代码——调用的Linux内核的标准函数进行的标准操作

                       业务逻辑代码——有些企业或个人并不想将源代码公开

  Google为了满足这些不想开源的Linux驱动作者的要求,在android层次结构中的系统运行库增加了一个HAL,但是HAL并不是Linux内核的一部分。

  主要目的:1、统一硬件的调用接口

       2、解决了GPL版权问题

         3、针对一些特殊的要求

二、Android HAL架构

  调用HAL模块的代码并不需要直接装载.so文件,而只需要通过一个ID来定位相应的.so文件(这里叫做Stub)。在Stub和JNI之间还有一层Service程序库,该层的库文件使用android系统提供的调用HAL的机制访问HAL中的Service程序库(就是在这一层通过ID定位了HAL Library),然后Android应用程序再调用Service程序库。

三、为LED驱动增加HAL

   应用程序不需要再关心Linux驱动和设备文件的交互方式,只需要像访问普通API一样就可以和Linux驱动进行交互,此次将所有业务逻辑从LED驱动移到HAL模块,LED驱动只保留读写寄存器的功能。

  1、编写一款支持HAL的Linux驱动程序的步骤:(1)编写Linux驱动   Linux驱动的代码尽量简洁,尽可能将业务逻辑放到HAL Library中

                                                               (2)编写HAL Library  这类库文件有一个接口,通过HAL_MODULE_INFO_SYM变量实现,Service Library就是通过这个接口中定义的ID定位HAL Library的

                                                                 (3)编写Service Library 

  2、精简LED驱动:实现LED驱动在设备文件的read和write函数中读写指定的寄存器。基本原理是只从指定寄存器读取或写入5个字节。第一个字节用于指定读写的动作以及寄存器类型。后4个字节是读写的实际的数据。在与LED驱动交互时,只要想设备文件读取或发送5个字节的数据,就可以读写指定的寄存器。

  3、测试读写寄存器操作:在编写Linux驱动以及与驱动相关的程序的过程中应分段测试每一部分程序,以便将当前编写的程序的Bug降到最低

  4、编写调用LED驱动的HAL模块:HAL模块中包含了LED驱动的所有业务逻辑,实际上,HAL模块也是普通的Linux共享库,只不过HAL模块可以被Android系统自动装载,而不是开发人员自己去装载.so文件。任何被系统自动调用的程序都会有一个标准的接口。例如,C语言可执行程序都会有一个main函数,系统在运行程序时会试想执行main函数。Linux驱动init函数与main函数的性质类似。在装载Linux驱动的过程中系统会调用init函数。HAL模块有一个固定名称的结构体变量HAL_MODULE_INFO_SYM ,因此可以被android系统自动调用。

    编写HAL模块的步骤和原理如下:

        第一步:定义结构体和宏

                   3个重要的结构体hw_module_t、hw_device_t、hw_module_methods_t

          第二步:编写HAL模块的open函数

                   Open函数是HAL模块的入口点。初始化hw_device_t的子结构体;打开设备文件;初始化寄存器

            第三步:定义hw_module_methods_t结构体变量

                   HAL模块需要hw_module_methods_t结构体的open函数指针变量指定open入口函数

            第四步:定义HAL_MODULE_INFO_SYM变量

                   id表示HAL模块中Android系统中的标识。通过id找到并装载HAL模块。

                   methods变量需要指向第3步定义的hw_module_methods_t结构体的地址,当调用者通过id找到并装载HAL模块后,就会通过methods变量找到hw_module_methods_t结构体,并调用hw_module_methods_t.open函数。

            第五步:编写HAL模块的close函数

                   当HAL模块被卸载后会调用close函数

            第六步:编写控制LED的函数

                      根据设备类型和功能的不同,编写相应的函数 

  5、编写调用HAL模块的Service

  6、HAL模块的存放路径和命名规则

         HAL模块通常存放在/system/lib/hw目录。文件名一般都有一个default。

小结

       在Android系统中使用驱动有两种方式:一种是通过传统的方式直接与Linux驱动交互;另一种是Android特有的,就是通过HAL模块。高版本的Android系统为HAL增加了Stub,为每一个HAL共享库指定一个ID,再利用这个ID配合一定的规则找到Linux共享库。

 

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以上是关于第九章:硬件抽象层的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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