看到一篇特别好的能够帮助理解Android的HAL的文章，看了以后发现Bluedroid也不是那么难理解啦！

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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：

Android HAL 开发 (1)_第1张图片

Mokiod工程代码树如下所示：

        
                
  1. .
    2.             
  2. |--apps -- 测试应用程序
    3.             
  3. ||--LedClient-- 直接调用service控制硬件
    4.             
  4. |||--AndroidManifest.xml
    5.             
  5. ||`--src
    6.             
  6. ||`--com
    7.             
  7. ||`--mokoid
    8.             
  8. ||`--LedClient
    9.             
  9. ||`--LedClient.java
    10.             
  10. |`--LedTest-- 通过manager来控制硬件
    11.             
  11. ||--AndroidManifest.xml
    12.             
  12. |`--src
    13.             
  13. |`--com
    14.             
  14. |`--mokoid
    15.             
  15. |`--LedTest
    16.             
  16. ||--LedSystemServer.java
    17.             
  17. |`--LedTest.java
    18.             
  18. |--frameworks-- 框架代码
    19.             
  19. |`--base
    20.             
  20. ||--core
    21.             
  21. ||`--java
    22.             
  22. ||`--mokoid
    23.             
  23. ||`--hardware
    24.             
  24. |||--ILedService.aidl-- Android Interface Definition Language 代码，提供LedService的接口
    25.             
  25. ||`--LedManager.java-- LedManager实现代码
    26.             
  26. |`--service
    27.             
  27. ||--com.mokoid.server.xml
    28.             
  28. ||--java
    29.             
  29. ||`--com
    30.             
  30. ||`--mokoid
    31.             
  31. ||`--server
    32.             
  32. ||`--LedService.java-- LedService的java实现代码
    33.             
  33. |`--jni
    34.             
  34. |`--com_mokoid_server_LedService.cpp-- LedService的jni实现代码
    35.             
  35. |--hardware
    36.             
  36. `--modules
    37.             
  37. |--include
    38.             
  38. |`--mokoid
    39.             
  39. |`--led.h
    40.             
  40. `--led
    41.             
  41. `--led.c-- led实际控制硬件的代码
    42.

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

        
                
  1. structled_module_t{
    2.             
  2. structhw_module_tcommon;
    3.             
  3. };
    4.             
    5.             
  5. structled_control_device_t{
    6.             
  6. structhw_device_tcommon;
    7.             
    8.             
  8. /*attributes*/
    9.             
  9. intfd;
    10.             
    11.             
  11. /*supportingcontrolAPIsgohere*/
    12.             
  12. /*打开led操作*/
    13.             
  13. int(*set_on)(structled_control_device_t*dev,int32_tled);
    14.             
  14. /*关闭led操作*/
    15.             
  15. int(*set_off)(structled_control_device_t*dev,int32_tled);
    16.             
  16. };
    17.

led.c

        
                
  1. /*打开led操作*/
    2.             
  2. intled_on(structled_control_device_t*dev,int32_tled)
    3.             
  3. {
    4.             
  4. LOGI("LEDStub:set%don.",led);
    5.             
  5. return0;
    6.             
  6. }
    7.             
  7. /*关闭led操作*/
    8.             
  8. intled_off(structled_control_device_t*dev,int32_tled)
    9.             
  9. {
    10.             
  10. LOGI("LEDStub:set%doff.",led);
    11.             
  11. return0;
    12.             
  12. }
    13.             
  13. /*打开led硬件时候的操作*/
    14.             
  14. staticintled_device_open(conststructhw_module_t*module,constchar*name,
    15.             
  15. structhw_device_t**device)
    16.             
  16. {
    17.             
  17. structled_control_device_t*dev;
    18.             
    19.             
  19. dev=(structled_control_device_t*)malloc(sizeof(*dev));
    20.             
  20. memset(dev,0,sizeof(*dev));
    21.             
  21.  ...
    22.             
  22.  /*提供给service可用的硬件操作接口*/
    23.             
  23. dev->set_on=led_on; 
    24.             
  24. dev->set_off=led_off;
    25.             
  25. *device=&dev->common;
    26.             
  26. success:
    27.             
  27. return0;
    28.             
  28. }
    29.             
    30.             
  30. staticstructhw_module_methods_tled_module_methods={
    31.             
  31. open:led_device_open
    32.             
  32. };
    33.             
    34.             
  34. conststructled_module_tHAL_MODULE_INFO_SYM={
    35.             
  35. common:{
    36.             
  36. tag:HARDWARE_MODULE_TAG,
    37.             
  37. version_major:1,
    38.             
  38. version_minor:0,
    39.             
  39. id:LED_HARDWARE_MODULE_ID,
    40.             
  40. name:"SampleLEDStub",
    41.             
  41. author:"TheMokoidOpenSourceProject",
    42.             
  42. methods:&led_module_methods,
    43.             
  43. }
    44.             
  44. /*supportingAPIsgohere*/
    45.             
  45. };
    46.

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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