前言
Android HAL是Hardware Abstract Layer的縮寫，顧名思義，就是硬件抽象層的意思，為什么要搞這么個東西呢，大概是以下原因吧：
- 軟件設(shè)計的角度
抽象層概念是很多軟件在設(shè)計時都采用的一種設(shè)計方法，可以達到抽象和隔離上下層的目的，這樣子下層實現(xiàn)變化時，上層邏輯不用改動，這種設(shè)計方法在很多開源軟件上都可以看到，比如Linux內(nèi)核的vfs、minigui的gal和ial、ffmpeg、opengl等。 - 版權(quán)方面
Android基于Linux內(nèi)核實現(xiàn)，Linux是GPL許可，即對源碼的修改都必須開源，而Android是ASL許可，即可以隨意使用源碼，無需開源，因此將原本應(yīng)該位于Linux內(nèi)核的硬件驅(qū)動邏輯轉(zhuǎn)移到Android平臺來，就可以不必開源，從而保護了廠家的利益。因此Android就提供了一套訪問硬件抽象層動態(tài)庫的接口，各廠商在Android的硬件抽象層實現(xiàn)特定硬件的操作細節(jié)，并編譯成so庫，以庫的形式提供給用戶使用。
Android HAL支持以下模塊：
module和device概念
Android HAL定義了兩個概念，一個概念是module，即代表上圖中的一個模塊，表示一個so庫，在程序中用hw_module_t表示；一個概念是device，代表module內(nèi)一個抽象的設(shè)備，可以有多個，不一定要對應(yīng)實際的硬件，在程序中用hw_device_t表示。以上兩個結(jié)構(gòu)體只定義通用的接口，每個具體的模塊會繼承定義本模塊自己的接口。以gralloc圖像buffer管理模塊為例，相關(guān)結(jié)構(gòu)體定義如下：
可見gralloc定義了一個private_module_t類型的module，定義了一個framebuffer_device_t類型和一個alloc_device_t類型的兩個device。
HAL調(diào)用流程
上層應(yīng)用按如下方式調(diào)用HAL接口：
- 調(diào)用hw_get_module獲取module信息，之后就可以強轉(zhuǎn)成特定模塊定義的接口然后調(diào)用。hw_get_module先加載id指定模塊對應(yīng)的so庫，然后加載符號地址（變量地址），最后將相關(guān)信息保存到module中返回，如果是gralloc模塊，返回的module就是一個private_module_t類型變量。hw_get_module定義如下：
int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module)
關(guān)鍵代碼如下：
#define HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR "HMI"
struct hw_module_t *hmi = NULL;
handle = dlopen(path, RTLD_NOW);
/* Get the address of the struct hal_module_info. */
const char *sym = HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR;
hmi = (struct hw_module_t *)dlsym(handle, sym);
hmi->dso = handle;
其中path根據(jù)平臺配置和指定的id拼接出來的，最后的路徑類似這樣子的：
/system/lib64/hw/gralloc.msm8952.so
- 調(diào)用模塊的open方法獲取指定的device信息，之后就可以強轉(zhuǎn)成特定設(shè)備定義的接口然后調(diào)用。open接口是由具體模塊實現(xiàn)的，定義如下：
int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
struct hw_device_t** device);
open函數(shù)的實現(xiàn)是根據(jù)設(shè)備id加載指定的device信息，這個加載一般是分配一個對應(yīng)的device結(jié)構(gòu)體變量，然后填充相關(guān)的函數(shù)指針等信息，最后將該結(jié)構(gòu)體返回。如果是gralloc模塊，返回的device就是一個framebuffer_device_t或者alloc_device_t變量了。
HAL調(diào)用示例
以下是GraphicBufferAllocator和GraphicBufferMapper調(diào)用gralloc模塊的示例代碼。
GraphicBufferAllocator::GraphicBufferAllocator()
: mAllocDev(0)
{
hw_module_t const* module;
int err = hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID, &module);
gralloc_open(module, &mAllocDev);
}
static inline int gralloc_open(const struct hw_module_t* module,
struct alloc_device_t** device) {
return module->methods->open(module,
GRALLOC_HARDWARE_GPU0, (struct hw_device_t**)device);
}
status_t GraphicBufferAllocator::alloc(uint32_t width, uint32_t height,
PixelFormat format, uint32_t usage, buffer_handle_t* handle,
uint32_t* stride)
{
err = mAllocDev->alloc(mAllocDev, static_cast<int>(width),
static_cast<int>(height), format, static_cast<int>(usage), handle,
&outStride);
return err;
}
GraphicBufferMapper::GraphicBufferMapper()
: mAllocMod(0)
{
hw_module_t const* module;
int err = hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID, &module);
mAllocMod = reinterpret_cast<gralloc_module_t const *>(module);
}
status_t GraphicBufferMapper::registerBuffer(buffer_handle_t handle)
{
err = mAllocMod->registerBuffer(mAllocMod, handle);
return err;
}
