最近开始看Android的HAL开发方面的东东,发现现在国内研究这个的并不多,来自台湾的Jollen可能是走在Android HAL研究的最前沿,这也和他以前专注做嵌入式linux(openmoko)的工作经历有关,毕竟Android的application开发是基于Java的,而之前Jollen做的更多的还是C/C++开发,因此选择从HAL作为进入Android的shortcut还是很明智的,我以前也主要是做linux kernel以及基于C/C++的app开发,现在转作Android,发现它的HAL比较有意思,也是可以研究的一个很好的方向。
由于自己并没有参加Jollen的HAL整合培训,不过手头有这个培训的材料,以及从 http://code.google.com/p/mokoid/ 下载了mokoid 工程的代码,花了一段时间研究了Android的HAL,也有一些心得,下面总结一下:
首先,Android的HAL是为了一些硬件提供商提出的“保护proprietary”的驱动程序而产生的东东,简而言之,就是为了避开linux kernel的GPL license的束缚。Android把控制硬件的动作都放到了user space中,而再kernel driver里面只有最简单的读写寄存器的操作,而完全去掉了各种功能性的操作(比如控制逻辑等),这些能够体现硬件特性的操作都放到了Android的HAL层,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。
然后,Android的HAL的实现需要通过JNI(Java Native Interface),JNI简单来说就是java程序可以调用C/C++写的动态链接库,这样的话,HAL可以使用C/C++语言编写,效率更高。而Android的app可以直接调用.so,也可以通过app->app_manager->service(java)->service(jni)->HAL来调用。第二种方法看上去很复杂,但是更加符合android的框架结构。我这里也着重介绍第二种方法。基本的框架如下所示:
Mokiod工程代码树如下所示:
- .
- | -- 测试应用程序
- | | -- 直接调用service控制硬件
- | | |
- | | `
- | | `
- | | `
- | | `
- | | `
- | ` -- 通过manager来控制硬件
- | |
- | `
- | `
- | `
- | `
- | |
- | `
- | -- 框架代码
- | `
- | |
- | | `
- | | `
- | | `
- | | | -- Android Interface Definition Language 代码,提供LedService的接口
- | | ` -- LedManager实现代码
- | `
- | |
- | |
- | | `
- | | `
- | | `
- | | ` -- LedService的java实现代码
- | `
- | ` -- LedService的jni实现代码
- |
- `
- |
- | `
- | `
- `
- ` -- led实际控制硬件的代码
介绍Android的HAL的时候,我打算从底层往上层介绍。
1. Kernel Driver
这里的kernel driver相对于linux真正的driver形式上是一样的,也提供open,read,write,ioctl,mmap等接口,但是,一般来说,只通过这些代码,你并不能了解到硬件的特性,比如write接口,就可以只作成往寄存器写操作,至于如何写,为什么要写,这些工作都会再HAL层进行,而一般用户是看不到这些代码的。这也是为什么linux mainstream把android的kernel踢出去的原因,因为这些driver根本无法用在其他的linux平台上。
2. HAL层
这一层就位于kernel之上的user space了,一般来说这里需要涉及的是两个结构体:hw_module_t和hw_device_t, 第一个结构体是当这个hardware stub被load的时候(hw_get_module())提供的初始化操作,比如提供stub的open(module->methods->open())操作,而第二个结构体是提供该硬件stub具有的操作硬件的接口,再jollen的mokoid工程里,主要提供打开和关闭led的操作,相关的代码如下:
led.h
- struct led_module_t {
- struct hw_module_t common;
- };
-
- struct led_control_device_t {
- struct hw_device_t common;
-
-
- int fd;
-
-
-
- int (*set_on)(struct led_control_device_t *dev, int32_t led);
-
- int (*set_off)(struct led_control_device_t *dev, int32_t led);
- };
led.c
-
- int led_on(struct led_control_device_t *dev, int32_t led)
- {
- LOGI("LED Stub: set %d on.", led);
- return 0;
- }
-
- int led_off(struct led_control_device_t *dev, int32_t led)
- {
- LOGI("LED Stub: set %d off.", led);
- return 0;
- }
-
- static int led_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name,
- struct hw_device_t** device)
- {
- struct led_control_device_t *dev;
-
- dev = (struct led_control_device_t *)malloc(sizeof(*dev));
- memset(dev, 0, sizeof(*dev));
- ...
-
- dev->set_on = led_on;
-
dev->set_off = led_off;
-
*device = &dev->common;
- success:
- return 0;
- }
-
- static struct hw_module_methods_t led_module_methods = {
- open: led_device_open
- };
-
- const struct led_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
- common: {
- tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
- version_major: 1,
- version_minor: 0,
- id: LED_HARDWARE_MODULE_ID,
- name: "Sample LED Stub",
- author: "The Mokoid Open Source Project",
- methods: &led_module_methods,
- }
-
- };
以上代码最后会被编译成动态链接库,比如libled.so放到/system/libs/hw/, 当service调用hw_get_module(hardware/libhardware/hardware.c)时候,会在/system/libs/hw/里面寻找对应的动态链接库,然后提供给service对应的操作接口。
本文出自 “Mobile and Linux Deve..” 博客,请务必保留此出处http://buaadallas.blog.51cto.com/399160/371545
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