Android HAL技術詳解

本文轉載自查看原文 2012-04-17 20:07 5580 hal/ android/ Android

本人喜歡用代碼+偽代碼的方式寫筆記。文中的花括號可能是方便記錄而已。

如：

hw_get_module(LED_HARDWARE_MODULE_ID, (const hw_module_t**)&module)
{
問:怎么獲得模塊信息的?
答:hardware\libhardware\Hardware.c

...........

}

原創分析，轉載請注明出處：http://www.cnblogs.com/langlang/

作者email: dayhappyhappy@163.com

第一部分：HAL層
hardware\led\include\Led.h
定義常見數據結構
struct led_module_t {
    struct hw_module_t common;
};

struct led_control_device_t {
    struct hw_device_t common;   /* 表示硬件設備 */
    /* 屬性 */
    int fd;
    /* 提供出來的方法 */
    int (*set_on)( struct led_control_device_t *dev, int32_t led);
    int (*set_off)( struct led_control_device_t *dev, int32_t led);
};

nstruct led_control_context_t {
     struct led_control_device_t device;
};

hardware\led\led\Led.cpp 分析

static int led_device_open( const struct hw_module_t* module, const char* name,
         struct hw_device_t** device)
{
     struct led_control_device_t *dev;
     /* 分配設備 */
    dev = ( struct led_control_device_t *)malloc( sizeof(*dev));
    memset(dev, 0, sizeof(*dev));

    dev->common.tag =  HARDWARE_DEVICE_TAG;
    dev->common.version = 0;
    dev->common.module = ( struct hw_module_t*)module;   /* 設置是屬於哪個模塊 */
    dev->common.close = led_device_close;

    dev->set_on = led_on{
         /* 自定義方法 */
         int led_off( struct led_control_device_t *dev, int32_t led)
        {
            ioctl(g_fd, 0, led); // led on
        }
    }
    dev->set_off = led_off;     /* 自定義方法 */

    *device = &dev->common;
     /*
    /dev/leds0 內核驅動的device_create創建的
    假如打開設備時候發生:Hello Stub: failed to open /dev/leds0 -- Permission denied.
    進入到system/core/rootdir目錄，里面有一個名為ueventd.rc文件，往里面添加一行：
     /dev/hello 0666 root leds0
     */
     g_fd = open( " /dev/leds0 ", 0);
     return 0;
}

/* 模塊方法表 */
static struct hw_module_methods_t led_module_methods = {
    open: led_device_open
};
/*
    模塊信息
    實例變量名必須為HAL_MODULE_INFO_SYM，
    tag也必須為HARDWARE_MODULE_TAG，這是Android硬件抽象層規范規定的。
*/
extern " C " ① const struct led_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    common: {
        tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
        version_major: 1,
        version_minor: 0,
        id: LED_HARDWARE_MODULE_ID,
        name: " Sample LED Stub ",
        author: " The Forlinx Open Source Project ",
        methods: &led_module_methods,   /* 設置方法   */
    }
     /* supporting APIs go here */
};

① extern " C " :C++編寫的代碼片段可能被使用在其它語言編寫的代碼中。不同語言編寫的代碼互相調用是困難的。
為了使它們遵守統一規則，可以使用extern指定一個編譯和連接規約。 extern " C "指令中的C，表示的一種編譯和連接規約，
而不是一種語言。C表示符合C語言的編譯和連接規約的任何語言。

第二層： JNI  層次編寫
frameworks\ base\services\forlinx_led_jni\LedService.cpp
struct led_control_device_t *sLedDevice = NULL; // 硬件設備的公告屬性和方法
// 方法描述
gMethods[] = {
    { " _init ", " ()Z ",( void *)forlinx_init {
        jboolean forlinx_init(JNIEnv *env, jclass clazz)
        {
            led_module_t* module;
            hw_get_module(LED_HARDWARE_MODULE_ID, ( const hw_module_t**)&module)
            {
                問:怎么獲得模塊信息的?
                答:hardware\libhardware\Hardware.c
                hw_get_module( const char *id, const struct hw_module_t **module)
                {
                     char prop[PATH_MAX];
                     char path[PATH_MAX];
                     for (i= 0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+ 1 ; i++)
                    {
                        property_get(variant_keys[i], prop, NULL)
                        {
                            問: variant_keys的數據是什么？
                            答: static const char *variant_keys[] = {
                                 " ro.hardware ",
                                 " ro.product.board ",
                                 " ro.board.platform ",
                                 " ro.arch "
                            };
                            問:ro.hardware代表的值是什么？
                            答: system\core\init\init.c
                            set_init_properties_action( int nargs, char **args)
                                property_set( " ro.hardware ", hardware)
                            get_hardware_name( char *hardware, unsigned int *revision)
                            {
                                 // 該函數在int main(int argc, char **argv)中被調用
                                fd = open( " /proc/cpuinfo ", O_RDONLY);
                                hw = strstr(data, " \nHardware ");
                                 while (*x && !isspace(*x)) {
                                    hardware[n++] = tolower(*x);
                                    x++;
                                     if (n == 31) break;
                                }
                            }
                        }
                        snprintf(path, sizeof(path), " %s/%s.%s.so ",HAL_LIBRARY_PATH1, id, prop);
                        {
                             #define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
                        }
                    }
                    status = load(id, path, module); /* 調用load函數打開動態鏈接庫 */
                }
                led_control_open(&module->common, &sLedDevice)
                {
                    led_control_open( const struct hw_module_t* module, struct led_control_device_t** device) {
                      return module->methods->open(module,LED_HARDWARE_MODULE_ID, ( struct hw_device_t**)device);
                    }
                }
            }
        }
    }},
    { " _set_on ",         " (I)Z ", ( void *)forlinx_setOn
        {
             sLedDevice->set_on(sLedDevice, led); // sLedDevice:硬件設備的公告屬性和方法
        }
    },
    { " _set_off ",        " (I)Z ", ( void *)forlinx_setOff
        {
            sLedDevice->set_off(sLedDevice, led);
        }
    },
}

int register_forlinx_server_LedService(JNIEnv* env)
{
     char* const kClassName = " forlinx_led_server/server/LedService ";
     /* look up the class */
    jclass clazz = env->FindClass(kClassName);
     /* 注冊方法
    java類:    forlinx_led_server/server/LedService
    方法描述: gMethods
     */
    env->RegisterNatives(clazz, gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[ 0])); // gMethods 方法描述數組
}

簡單的Jni 例子都是映射模式，及對應的Jni 的c/c++ 實現需要，
被java的函數命名規則限制死，為了解決這類毛病，引入的JNI_OnLoad這類方法。
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
該方法在Jni so 被加載時調用。
當VM釋放該組件時會呼叫JNI_OnUnload()函數
*/
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = - 1;
     if (vm->GetEnv(( void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        LOGE( " GetEnv failed! ");
         return result;
    }
    register_forlinx_server_LedService(env);
    {
         char* const kClassName = " forlinx_led_server/server/LedService ";
    }
     return JNI_VERSION_1_4;
}

第三層: Application Frameworks層增加硬件訪問服務
1 接口文件指定
frameworks\ base\Android.mk 指定接口文件
{
    LOCAL_SRC_FILES += \
    core/java/android/forlinx/ILedService.aidl \
}
2 接口定義 frameworks\ base\core\java\android\forlinx\ILedService.aidl
package android.forlinx;
interface ILedService
{
    boolean setOn( int led);
    boolean setOff( int led);
}
3 實現類
第一種方法：直接調用service方法的實現過程
import android.forlinx.ILedService;
public final class LedService  extends ILedService.Stub {
     // 先與構造函數執行
     static
    {
        System.load( " /system/lib/libforlinx_runtime.so "); // 路徑是怎么確定的？
    }
     public LedService() {
         _init();
    }
     public boolean setOn( int led)
    {
         return _set_on(led);
    }

     public boolean setOff( int led) {
         return _set_off(led);
    }

     private static native boolean _init();
     private static native boolean _set_on( int led);
     private static native boolean _set_off( int led);
}
第二種方法：經過Manager調用service
為什么要這樣做？
LedManager代理者模式,LedSystemServer單例模式
( 1):添加服務 packages\apps\forlinxled\src\com\led\LedSystemServer.java
import forlinx_led_server.server.LedService;
public class LedSystemServer extends Service {
    @Override
     public IBinder onBind(Intent intent) { return null;}
     public void onStart(Intent intent, int startId) {
         if(ServiceManager.getService( " led ") == null) // 單例模式
        {
           LedService ls = new LedService();
           ServiceManager.addService( " led ", ls);
        }
    }
}
由Manager充當代理  代理模式
frameworks\ base\core\java\android\forlinx\LedManager.java
public class LedManager
{
     private static final String TAG = " LedManager ";
     private ILedService mLedService;

     public LedManager() {
        mLedService = ILedService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService( " led "));
    }

     public boolean LedOn( int n) {
        boolean result = false;
         if (mLedService == null) // try
        {
           mLedService = ILedService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService( " led "));
        }
         if(mLedService != null)
        {
          result = mLedService.setOn(n);
        }
         return result;
    }

     public boolean LedOff( int n) {
        boolean result = false;
         try {
               if (mLedService == null) // try
              {
                mLedService = ILedService.Stub.asInterface(
                ServiceManager.getService( " led "));
              }
              if(mLedService != null)
             {
               Log.i(TAG, " The LedManager object will set off ");
               result = mLedService.setOff(n);
             }

        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, " RemoteException in LedManager.LedOff: ", e);
        }
         return result;
    }
}

4 測試程序第一種方法：直接調用service方法的實現過程
import android.widget.TextView;

public class LedClient extends Activity {
    @Override
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

         // Call an API on the library.
        LedService ls = new LedService();
        ls.setOn( 0);
        ls.setOn( 1);
        ls.setOn( 2);
        ls.setOn( 3);
        TextView tv = new TextView( this);
        tv.setText( " All Leds On ");
        setContentView(tv);
    }
}
第二種方法：經過Manager調用service。HAL、JNI兩層和第一種方法一樣。

public class LedTest extends Activity implements OnClickListener {

     private LedManager mLedManager = null;
     private Button btnLED1On;

    @Override
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);

         // Start LedService in a seperated process.
        startService( new Intent( " com.led.systemserver "));

         // Get LedManager.
         if (mLedManager == null)
        {
           mLedManager = new LedManager();
        }
        btnLED1On = (Button)findViewById(R.id.btnLED1On);
        btnLED1On.setOnClickListener( this);
    }

     public void onClick(View v) {
         switch (v.getId()) {
             case R.id.btnLED1On:
                 if (mLedManager != null)
                {
                    mLedManager.LedOn( 0);
                }
                 break;
             default:
                 break;
        }
    }
}

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