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Android HAL實例解析

日期：2017/3/1 10:41:21 编辑：Linux編程

一、概述

本文希望通過分析台灣的Jollen的mokoid 工程代碼，和在s5pc100平台上實現過程種遇到的問題，解析Andorid HAL的開發方法。

二、HAL介紹

現有HAL架構由Patrick Brady (Google) 在2008 Google I/O演講中提出的，如下圖。

Android的HAL是為了保護一些硬件提供商的知識產權而提出的，是為了避開linux的GPL束縛。思路是把控制硬件的動作都放到了Android HAL中，而linux driver僅僅完成一些簡單的數據交互作用，甚至把硬件寄存器空間直接映射到user space。而Android是基於Aparch的license，因此硬件廠商可以只提供二進制代碼，所以說Android只是一個開放的平台，並不是一個開源的平台。也許也正是因為Android不遵從GPL，所以Greg Kroah-Hartman才在2.6.33內核將Andorid驅動從linux中刪除。GPL和硬件廠商目前還是有著無法彌合的裂痕。Android想要把這個問題處理好也是不容易的。

總結下來，Android HAL存在的原因主要有：

1. 並不是所有的硬件設備都有標准的linux kernel的接口

2. KERNEL DRIVER涉及到GPL的版權。某些設備制造商並不原因公開硬件驅動，所以才去用HAL方式繞過GPL。

3. 針對某些硬件，An有一些特殊的需求

三、HAL內容

1、HAL 主要的儲存於以下目錄：

（注意：HAL在其它目錄下也可以正常編譯）

l libhardware_legacy/ - 舊的架構、采取鏈接庫模塊的觀念進行

l libhardware/ - 新架構、調整為 HAL stub 的觀念

l ril/ - Radio Interface Layer

l msm7k QUAL平台相關

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

2、兩種 HAL 架構比較

目前存在兩種HAL架構，位於libhardware_legacy目錄下的“舊HAL架構”和位於libhardware目錄下的“新HAL架構”。兩種框架如下圖所示。

圖3.1 舊HAL架構圖3.2 新HAL架構

libhardware_legacy 是將 *.so 文件當作shared library來使用，在runtime（JNI 部份）以 direct function call 使用 HAL module。通過直接函數調用的方式，來操作驅動程序。當然，應用程序也可以不需要通過 JNI 的方式進行，直接加載 *.so （dlopen）的做法調用*.so 裡的符號（symbol）也是一種方式。總而言之是沒有經過封裝，上層可以直接操作硬件。

現在的libhardware 架構，就有stub的味道了。HAL stub 是一種代理人（proxy）的概念，stub 雖然仍是以 *.so檔的形式存在，但HAL已經將 *.so 檔隱藏起來了。Stub 向 HAL提供操作函數（operations），而 runtime 則是向 HAL 取得特定模塊（stub）的 operations，再 callback 這些操作函數。這種以 indirect function call 的架構，讓HAL stub 變成是一種包含關系，即 HAL 裡包含了許許多多的 stub（代理人）。Runtime 只要說明類型，即 module ID，就可以取得操作函數。對於目前的HAL，可以認為Android定義了HAL層結構框架，通過幾個接口訪問硬件從而統一了調用方式。

下面結合實例來分析HAL編程方法。