Android硬件抽象层

### **概述** Android硬件抽象层从开发到使用有一个清晰的层次。这个层次恰好对应了Android系统的架构层次，它向下涉及到Linux内核，向上涉及到应用程序框架层的服务，以及应用程序层对它的使用。Android硬件抽象层模块的开发本身也遵循一定的规范。有了这个规范之后，系统就可以对它进行自动加载，方便上层的使用。 主要将通过一个具体的实例来分析Android硬件抽象层的开发、测试和使用，它在帮助我们理解Android系统架构的同时，也能教会我们如何在Android源代码环境中开发C/C++代码。 **Android硬件抽象层概述 Android硬件驱动程序开发 Android硬件驱动程序验证 Android硬件抽象层模块开发 Android硬件访问服务开发 Android应用程序开发** ### **Android硬件抽象层概述** * 设备驱动分为内核空间和用户空间两部分 * 保护厂商利益（出发点） * 内核空间主要负责硬件访问逻辑（GPL） * 用户空间主要负责参数和访问流程控制（Apache License） * 用户空间部分设备驱动即为HAL Module HAL Module通过设备文件访问内核空间部分设备驱动 * 系统服务通过HAL Module对硬件进行管理 系统服务通过JNI访问HAL Module * 应用程序通过系统服务对硬件进行访问 应用程序通过Binder IPC访问系统服务  ### **Android硬件驱动程序开发** **与传统的Linux硬件驱动程序开发是一样的** * 实现驱动程序 * 包括源代码文件、编译脚本文件、编译配置文件 * 提供proc、devfs和sysfs三种文件系统访问接口 * 修改根Kconfig文件 * 修改根Makefile文件 * 编译驱动程序 ### **Android硬件驱动程序验证** * 验证proc文件系统访问接口 通过cat和echo命令验证 * 验证sysfs文件系统访问接口 通过cat和echo命令验证 * 验证devfs文件系统访问接口 编写C程序通过open、read和write系统调用验证 ### **Android硬件抽象层模块开发** * 模块文件命名规范  * 定义模块ID * 定义设备ID * 定义模块结构体 * 第一个成员变量必须是标准的hw_module_t结构体 * 相当于是定义一个hw_module_t子类 * 定义设备结构体 * 第一个成员变量必须是标准的hw_device_t结构体 * 相当于是定义一个hw_device_t子类 * 定义符号HAL_MODULE_INFO_SYM，类型为自定义的模块结构体 * 实现设备打开接口（必须） * 实现设备关闭接口（必须） * 实现设备访问接口（可选） **模块加载过程：hw_get_module** * 依次在/system/lib/hw和/vendor/lib/hw目录中检查是否存在相应的“.variant.so”文件。其中，variant分别等于属性“ro.hardware”、“ro.product.board”、“ro.board.platform”和“ro.arch”的值。只要其中一个存在，即停止查找。 * 如果上述文件均不存在，则继续在/system/lib/hw目录中检查 “.variant.so”文件是否存在。 * 调用dlopen打开上述找到的so文件。 * 调用dlsys获得上述打开的so文件里面的符号HAL_MODULE_INFO_SYM。 * 将符号HAL_MODULE_INFO_SYM强制转换为一个hw_moudle_t结构体。 **修改设备文件访问权限** * 设备文件在默认情况下只有root用户可以访问 * 设备文件一般是在非root用户进程中访问的 * 修改ueventd.rc文件赋予设备文件非root用户访问权限 **修改ueventd.rc文件的方法** * 解压ramdisk.img文件，得到ramdisk.img.gz归档文件 * 解除ramdisk.img.gz文件归档，得到ramdisk目录 * 修改ramdisk目录下的ueventd.rc文件 * 重新打包ramdisk.img镜像文件 ### **Android硬件访问服务开发** **定义硬件访问接口IXXX** * 使用AIDL语言定义 * 编译后会生成一个IXXX.Stub类 **实现硬件访问服务XXX** * 从IXXX.Stub类继承 * 实现硬件访问接口IXXX * 通过JNI访问硬件抽象层模块 **实现硬件访问服务XXX的JNI接口** * 调用函数hw_get_module加载硬件抽象层模块 * 打开硬件设备 **启动硬件访问服务** * 在System Server进程中创建一个XXX实例 * 调用ServiceManager.addService接口将XXX实例注册到Service Manager中 ### **Android应用程序开发** * 调用ServiceManager.getService接口获得硬件访问服务XXX的代理接口 * 通过代理接口访问硬件访问服务