Android架构实例分析之编写hello驱动的HAL层代码

Bertha 。 2022-05-22 08:12 342阅读 0赞

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# Android架构实例分析之编写hello驱动的HAL层代码 #

## 摘要： ##

HAL层中文名称又叫硬件抽象层，可以理解我Linux驱动的应用层。本文实现了一个简单的hello HAL的代码，衔接hello驱动和hello JNI：

[http://blog.csdn.net/eliot\_shao/article/details/51860229][http_blog.csdn.net_eliot_shao_article_details_51860229]

Android标准架构实例分析之编写最简单的hello驱动

HAL层的代码会使用open read write等系统调用操作驱动层的文件系统（dev、sysfs、proc），同时它也有自己的数据结构，为上层提供接口，并导出和本体模块相关ID号。上层可以使用hw\_get\_module获得HAL中写的方法。其实如果不是为了避开Linux的GPL开源协议，HAL层可以不用，直接使用JNI层或者在Java代码中访问操作驱动层的文件系统（dev、sysfs、proc）也是可行的。  
详细原理可以参考：

[http://blog.csdn.net/eliot\_shao/article/details/50461738][http_blog.csdn.net_eliot_shao_article_details_50461738]

## HAL代码编写的基本步骤 ##

1、编写HAL层头文件

2、填充相关的结构体

## 1、编写HAL层头文件 ##

首先我们要知道关于HAL的三点要求：

1、 每一个hardware硬件模块都有一个ID；

2、 每一个hardware模块必须有一个继承struct hw\_module\_t common;的结构体；

3、 每一个hardware模块必须有一个继承struct hw\_device\_t common;的结构体；

struct hw\_module\_t的继承者担负了“联络员”的任务，在/system/lib/hw下面有若干hardware module，本地框架层通过ID找到对应的模块。

struct hw\_device\_t的继承者承担了对驱动操作方法的包装的任务。  
struct hw\_module\_t和struct hw\_device\_t的内容定义在：

hardware\\libhardware\\include\\hardware\\hardware.h

所以我们的hello.h内容如下：

#ifndef ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
    #define ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
    #include <hardware/hardware.h>
    
    __BEGIN_DECLS
    #define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"//ID
    struct hello_module_t {
        struct hw_module_t common;
    };//hw_module_t的继承者
    struct hello_device_t {
        struct hw_device_t common;
        int fd;
        int (*set_val)(struct hello_device_t* dev, int val);
        int (*get_val)(struct hello_device_t* dev, int* val);
    };//hw_device_t的继承者
    __END_DECLS
    
    #endif

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## 2、填充相关的结构体 ##

我们总结一下硬件具体的调用流程，也是hardware层的工作流程：

1、 通过ID找到硬件模块，struct hw\_module\_t common的结构体的继承者；

2、 通过硬件模块找到hw\_module\_methods\_t，打开操作，获得设备的hw\_device\_t；

3、 调用hw\_device\_t中的各种操作硬件的方法；

4、 调用完成，通过hw\_device\_t的close关闭设备。

HAL规定了需要创一个名为HAL\_MODULE\_INFO\_SYM结构体，如下：

struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
        .common = {
            .tag= HARDWARE_MODULE_TAG,
            //.module_api_version = FINGERPRINT_MODULE_API_VERSION_2_0,
            .hal_api_version= HARDWARE_HAL_API_VERSION,
            .id = HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,
            .name   = "Demo shaomingliang hello HAL",
            .author = "The Android Open Source Project",
            .methods= &hello_module_methods,
        },
    };

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填充struct hw\_module\_t common 并对其成员 methods进行赋值：

.methods= &hello_module_methods,

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hello\_module\_methods的定义如下：

static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {
        .open = hello_device_open,
    };

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在 `hello_device_open` 对 struct `hello_device_t` 进行填充。

下面是抽象层hello.c的详细代码：

#define LOG_TAG "HelloStub"
    #include <hardware/hardware.h>
    #include <hardware/hello.h>
    
    #include <sys/mman.h>
    
    #include <dlfcn.h>
    
    #include <cutils/ashmem.h>
    #include <cutils/log.h>
    
    #include <fcntl.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/ioctl.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    
    #include <cutils/log.h>
    #include <cutils/atomic.h>
    
    #define MODULE_NAME "Hello"
    char const * const device_name = "/dev/hello" ;
    static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);
    static int hello_device_close(struct hw_device_t* device);
    static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val);
    static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val);
    
    static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {
        .open = hello_device_open,
    };
    static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device)
    {
        struct hello_device_t* dev;
        char name_[64];
        //pthread_mutex_t lock;
        dev = (struct hello_device_t*)malloc(sizeof(struct hello_device_t));
        if(!dev) {
            ALOGE("Hello Stub: failed to alloc space");
            return -EFAULT;
        }
        ALOGE("Hello Stub: hello_device_open eliot_shao");
        memset(dev, 0, sizeof(struct hello_device_t));
    
        dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
        dev->common.version = 0;
        dev->common.module = (hw_module_t*)module;
        dev->common.close = hello_device_close;
        dev->set_val = hello_set_val;
        dev->get_val = hello_get_val;
    
        //pthread_mutex_lock(&lock);
        dev->fd = -1 ;
        snprintf(name_, 64, device_name, 0);
        dev->fd = open(name_, O_RDWR);
        if(dev->fd == -1) {
            ALOGE("Hello Stub:eliot failed to open %s !-- %s.", name_,strerror(errno));
            free(dev);
            return -EFAULT;
        }
        //pthread_mutex_unlock(&lock);
        *device = &(dev->common);
        ALOGI("Hello Stub: open HAL hello successfully.");
        return 0;
    }
    
    static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) {
        struct hello_device_t* hello_device = (struct hello_device_t*)device;
        if(hello_device) {
            close(hello_device->fd);
            free(hello_device);
        }
        return 0;
    }
    static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val) {
        ALOGI("Hello Stub: set value to device.");
        write(dev->fd, &val, sizeof(val));
        return 0;
    }
    static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val) {
        if(!val) {
            ALOGE("Hello Stub: error val pointer");
            return -EFAULT;
        }
        read(dev->fd, val, sizeof(*val));
        ALOGI("Hello Stub: get value  from device");
        return 0;
    }
    
    struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
        .common = {
            .tag                = HARDWARE_MODULE_TAG,
            //.module_api_version = FINGERPRINT_MODULE_API_VERSION_2_0,
            .hal_api_version    = HARDWARE_HAL_API_VERSION,
            .id                 = HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,
            .name               = "Demo shaomingliang hello HAL",
            .author             = "The Android Open Source Project",
            .methods            = &hello_module_methods,
        },
    };

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Android.mk 的详细代码如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    
    include $(CLEAR_VARS)
    
    LOCAL_MODULE := hello.default
    LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
    LOCAL_SRC_FILES := hello.c
    LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog
    LOCAL_MODULE_TAGS := optional
    
    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

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## hello HAL代码的编译 ##

将hal的代码放到如下位置：

hardware\\libhardware\\modules\\hello\\hello.c  
hardware\\libhardware\\modules\\hello\\Android.mk  
hardware\\libhardware\\include\\hardware\\hello.h

执行：mmm hardware\\libhardware\\modules\\hello\\

将会在system/lib/hw/下生成一个hello.default.so!

[http_blog.csdn.net_eliot_shao_article_details_51860229]: http://blog.csdn.net/eliot_shao/article/details/51860229
[http_blog.csdn.net_eliot_shao_article_details_50461738]: http://blog.csdn.net/eliot_shao/article/details/50461738