android HAL浅探

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-08-13 03:00 152阅读 0赞

又挖一个坑，好久没写了，看得代码多而繁乱，又没有专精一块，到头来还是困惑丛生，不管了，做个笔记，写写自己对android hal层的一点理解。

涉及的代码来自android-4.0版本。

1.概念和原因

android hal的概念和存在的原因，不必多说，其实就两点。1.隔离具体驱动接口的变化，2.保护硬件厂商的关键信息。

通过这一层的封装

1.各类硬件（fb,gps,sensor)只需要实现规定的接口即可，驱动接口的不兼容（比如各种硬件设备的ioctl，很可能是厂商自己规定的命令），可以隔离变化。

2.硬件厂商在封装的接口，只需提供一个so即可，使用时，用dlopen hook到相关的接口，不用开放源代码，可以保护一些敏感信息。

总体来说，这层位于kernel/driver之上，framework层之下。

（都是废话，没有干货，呵呵）

2.硬件相关代码位置

在hardware/libhardware/include/hardware目录里面，可以看到目前使用这种方式抽象的硬件种类大致有如下几种。（btw，android貌似还有另外的方式操作硬件，具体的我没看明白，貌似wifi的方式就不太一样，好像是通过协议栈来操作的，对这块不熟悉，只是随便看了看）

audio（声卡，我姑且这么叫，这块驱动层次都有若干标准，让人头晕眼花，比如oss/alsa/jack/等等等。。。这还不是最可恶的，他们还可以互为后端，比oss接口封装成alsa，或者反过来，我去。。。）

camera（摄像头，不多说， 主要我也不太懂，这块linux到是有标准接口，v4l2--->video for linux 2，移植所需要做的工作就是把v4l2接口封装成android规定的，呵呵）

gps（定位，这个真是一点没研究过了）

sensor（传感器，指南针，重力加速度，压力，位置，。。。）

lights（背光，调节背光强弱的）

display（显示相关的几个设备，fb-->framebuffer，应该对应的是屏幕，仅仅是屏幕，不包括显存，gralloc这个设备，才对应的是真正的显存及其操作，hwcomposer，其实就是overlay了，播放视频时需要，ps:这里的display仅仅指lcd，不包括hdmi,vga等等，呵呵）

3.display设备被调用的方式

我主要看了display所需要的硬件设备，其他设备，精力和兴趣的原因，没有多看。

android display最终的显示的数据都会交给surfaceflinger（直译，屏幕投递者，呵呵），所以操作display硬件的代码这里一定会有。

在framework/base/services/surfaceflinger/displayhardware目录下面，封装了这部分接口，我们可以通过研究这块接口封装，来看到具体硬件是如何被抽象的。

首先，我对surfaceflinger也没非常通彻的理解，只了解一个大概，所以，我只说流程，不说细节。

1.先看surfaceflinger构造函数能不能发现什么，貌似没有发现new displayhardware之类的语句，那这些操作在哪里？我们知道surfaceflinger从Thread和sp继承，那还有两个地方可以去瞧瞧。

1).onfirstref，sp模板构造出来的类，这个函数是首先会被调用的，不过貌似这里也没有，只有一个run（启动线程）

2).readyToRun，这个函数，在run之前一定会被调用一把的，进去一看，发现我们想要的DisplayHardware\* const hw = new DisplayHardware(this, dpy)语句，哈哈，这里构造了display硬件的对应的类。

2.DisplayHardware构造函数

这个类上面所说的三类硬件，又归结了两类，

1）.FramebufferNativeWindow（这个对应了fb与gralloc，抽象的具体代码在framework/base/libs/ui，这个库里面包括了ui相关所有东西，显示，输入消息，按键映射等等)，

2）.HWComposer(这个对应了hwcomposer)

（感觉都是一堆废话，都明白的东西，居然还没讲到如何调用）

好吧，我们再简单一点，直接进去看hwcomposer是如何调用的

hardware.h里面给了两个函数，

hw\_get\_module

hw\_get\_module\_by\_class

具体就是，你传一个硬件id（每种硬件，对应一个id，id是字符串，各不相同）下来，我把这个module对应的接口给你。

来看hwcomposer的构造函数。里面调用了hw\_get\_module，他对应的id是HWC\_HARDWARE\_MODULE\_ID，

在hardware/libhardware/include/hwcomposer.h看到 \#define HWC\_HARDWARE\_MODULE\_ID "hwcomposer"

同时其他对应的文件里面,fb的id是　　　　　　\#define GRALLOC\_HARDWARE\_FB0 "fb0"

gralloc的id是　　　　\#define GRALLOC\_HARDWARE\_MODULE\_ID "gralloc"

我们看看最关键的地方hw\_get\_module是如何实现的。这个关键点在于load函数。

load函数dlopen相关的vendor库，然后通过dlsym找一个HAL\_MODULE\_INFO\_SYM\_AS\_STR的全局变量（\#define HAL\_MODULE\_INFO\_SYM\_AS\_STR  "HMI"，其实就是对应了HAL\_MODULE\_INFO\_SYM这个）

这个我认为是最关键的点，就找这个全局变量，所有设备编译出来的so库，都要包括这个hmi的变量，可以通过查看代码来验证这个猜测。

这个地方找到之后，就完全了软硬件合体了。

这里不仅可以找到common的open接口，也可以找到各种私有接口，

比如fb就规定了六个接口

int (\*setSwapInterval)(struct framebuffer\_device\_t\* window,int interval);

int (\*setUpdateRect)(struct framebuffer\_device\_t\* window,int left, int top, int width, int height);

int (\*post)(struct framebuffer\_device\_t\* dev, buffer\_handle\_t buffer);

int (\*compositionComplete)(struct framebuffer\_device\_t\* dev);

void (\*dump)(struct framebuffer\_device\_t\* dev, char \*buff, int buff\_len);

int (\*enableScreen)(struct framebuffer\_device\_t\* dev, int enable);

底层实现这几个接口即可。

看完overlay硬件的抽象方式，再按这个思路去看fb,gralloc,gps，会发现他们的过程完全一致。也许大家一直这么做的，但是我是从android里面知道这样的隔离变化方案的，很好很强大。谢谢谷歌。