Android(安卓)GPS学习笔记—HAL实现
HAL的全称是Hardware Abstraction Layer, 即硬件抽象层。
HAL层是介于Android内核与上层之间抽象出来的一层结构,它是对linux驱动的一个封装,对上层提供统一接口,上层应用不必知道下层是如何实现的,它屏蔽了底层的实现细节。
1. HAL的由来
Android的HAL是为了保护一些硬件提供商的知识产权而提出的,是为了避开linux的GPL束缚。思路是把控制硬件的动作都放到了Android HAL中,而linux driver仅仅完成一些简单的数据交互作用,甚至把硬件寄存器空间直接映射到user space。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。也许也正是因为Android不遵从GPL,所以Greg Kroah-Hartman才在2.6.33内核将Andorid驱动从linux中删除。GPL和硬件厂商目前还是有着无法弥合的裂痕。Android想要把这个问题处理好也是不容易的。
总结下来,Android HAL存在的原因主要有:
(1). 并不是所有的硬件设备都有标准的linux kernel的接口
(2). KERNEL DRIVER涉及到GPL的版权。某些设备制造商并不愿意公开硬件驱动,所以才去用HAL方式绕过GPL。
(3). 针对某些硬件,An有一些特殊的需求
2. HAL的演进
HAL以前是以module来被调用的。所谓module,就是将c文件编译成so文件,然后在jni中加载调用。此种方式现在在源码的libhardware_legacy文件夹下。后来HAL的架构改变,变成了以stub的形式来被上层调用。这样就有种面向对象的思想了。虽然也是编译成so文件然后加载,但是JNI是直接调用c对象。这种层次更清晰,而且更易于维护和扩展。
3. 源码目录
hardware/libhardware/include/hardware/gps.h
hardware/qcom/gps/loc_api/gps.c
其中gps.h中定义了GPS相关的结构体接口,在“重要结构体及接口”中已经介绍,在此不再赘述。
我们来看一下gps.c文件:
首先定义了gps设备模块实例,下面的注释很重要,说明了如何构建一个模块,这是Android中标准的构建模块写法。
/*** Every hardware module must have a data structure named HAL_MODULE_INFO_SYM* and the fields of this data structure must begin with hw_module_t* followed by module specific information.*/struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = { .tag = HARDWARE_MODULE_TAG, .module_api_version = 1, .hal_api_version = 0, .id = GPS_HARDWARE_MODULE_ID, .name = "loc_api GPS Module", .author = "Qualcomm USA, Inc.", .methods = &gps_module_methods,};
这里的id用来指定模块库文件名的,methods指向gps.c文件中的gps_module_methods:
static struct hw_module_methods_t gps_module_methods = { .open = open_gps};
gps_module_methods定义了设备的open函数为open_gps,我们来看open_gps函数:
static int open_gps(const struct hw_module_t* module, char const* name, struct hw_device_t** device){ struct gps_device_t *dev = (struct gps_device_t *) malloc(sizeof(struct gps_device_t)); if(dev == NULL) return -1; memset(dev, 0, sizeof(*dev)); dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG; dev->common.version = 0; dev->common.module = (struct hw_module_t*)module; dev->get_gps_interface = gps__get_gps_interface; *device = (struct hw_device_t*)dev; return 0;}
此处可以看作是GPS设备的初始化函数,在使用设备前必须执行此函数。函数里面指定了hw_device_t的module成员,以及gps_device_t的get_gps_interface成员。上层可通过gps_device_t的get_gps_interface调用gps__get_gps_interface函数。gps__get_gps_interface的定义如下:
const GpsInterface* gps__get_gps_interface(struct gps_device_t* dev){ return get_gps_interface();}
get_gps_interface的实现是在gps/loc_api/Loc.cpp:
// for gps.cextern "C" const GpsInterface* get_gps_interface(){ unsigned int target = TARGET_DEFAULT; loc_eng_read_config(); target = loc_get_target(); LOC_LOGD("Target name check returned %s", loc_get_target_name(target)); int gnssType = getTargetGnssType(target); switch (gnssType) { case GNSS_GSS: //APQ8064 gps_conf.CAPABILITIES &= ~(GPS_CAPABILITY_MSA | GPS_CAPABILITY_MSB); gss_fd = open("/dev/gss", O_RDONLY); if (gss_fd < 0) { LOC_LOGE("GSS open failed: %s\n", strerror(errno)); } else { LOC_LOGD("GSS open success! CAPABILITIES %0lx\n", gps_conf.CAPABILITIES); } break; case GNSS_NONE: //MPQ8064 LOC_LOGE("No GPS HW on this target. Not returning interface."); return NULL; case GNSS_QCA1530: // qca1530 chip is present gps_conf.CAPABILITIES &= ~(GPS_CAPABILITY_MSA | GPS_CAPABILITY_MSB); LOC_LOGD("qca1530 present: CAPABILITIES %0lx\n", gps_conf.CAPABILITIES); break; } return &sLocEngInterface;}sLocEngInterface的定义如下:
// Defines the GpsInterface in gps.hstatic const GpsInterface sLocEngInterface ={ sizeof(GpsInterface), loc_init, loc_start, loc_stop, loc_cleanup, loc_inject_time, loc_inject_location, loc_delete_aiding_data, loc_set_position_mode, loc_get_extension};
sLocEngInterface 指定了GpsInterface结构体的各个回调函数,如启动定位/取消定位等,这些回调函数的实现均在Loc.cpp中实现。
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