Android HAL层实现与调用

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AndroidHAL层实现与调用

1.HAL层实现

     在这篇文章中我们讨论下HAL层代码的简单组成，以及jni是如何调用HAL层代码。文章尽量避免了一些无用信息，直接写有实际的东西。

    在这里我用一个简单的HAL层代码(电子防眩目的hal代码)来开始我们的讲解。

     在一个hal代码中主要的工作是实现一个名为HAL_MODULE_INFO_SYM的module实例，其结构定义为

struct lcd_reflect_module_t {
    struct hw_module_t common;
};

可以看到这个结构的名字是随意的，一般用(模块名_module_t)来表示，可以看到它只有一个成员变量hw_module_t，也就是说主要的工作就是填充这个hw_module_t这个结构了。

const struct lcd_reflect_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    .common = {
        .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
        .version_major = 1,
        .version_minor = 0,
        .id = LCD_REFLECT_HARDWARE_MODULE_ID,
        .name = "LCD Reflect",
        .author = "Archermind Tech.",
        .methods = &lcd_reflect_module_methods,
    }
};

    可以看到其中只有一个open函数指针，作为module的callback。

     前面我们已经接触了两个重要的结构体，hw_module_t和hw_module_methods_t，下面我们还需要来看一下hal层中第三个重要的结构体hw_device_t。

     下面我们来看一下hw_module_methods_t中的open函数lcd_reflect_module_methods。

static int
lcd_reflect_open(const struct hw_module_t *module,

              const char *name, struct hw_device_t **device)
{
    int status = -EINVAL;

    LOGV("lcd_reflect_open\n");
    if (!strcmp(name, LCD_REFLECT_HARDWARE)) {
        struct lcd_reflect_device_t *dev;

        dev = 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;
        dev->common.close = lcd_reflect_close;

        *device = &dev->common;

        dev->get_level = &lcd_reflect_get_level;
        dev->set_level = &lcd_reflect_set_level;
        dev->get_state = &lcd_reflect_get_state;
        dev->set_state = &lcd_reflect_set_state;

        status = 0;
    }
    
    return status;
}

    可以看到hw_device_t作为open的形参传入open函数中，并且我们还发现了另外一个结构体structlcd_reflect_device_t*dev;这个结构是我们模块自己定义的，用于存放一些我们模块需要的操作，jni层中就是通过这个结构体来调用hal层中提供的接口的。看一下它的定义。

struct lcd_reflect_device_t {
    struct hw_device_t common;

    /**
     * Get the mxc_reflect state
     *
     * Returns: 0 on success, error code on failure
     */
    int (*get_state)(struct lcd_reflect_device_t *dev,
                     int *stat);

    /**
     * Set the mxc_reflect state
     *
     * Returns: 0 on success, error code on failure
     */
    int (*set_state)(struct lcd_reflect_device_t *dev,
                     int stat);

    /**
     * Get the mxc_reflect level
     *
     * Returns: 0 on success, error code on failure
     */
    int (*get_level)(struct lcd_reflect_device_t *dev,
                    int *level);

    /**
     * Set the mxc_reflect state
     *
     * Returns: 0 on success, error code on failure
     */
    int (*set_level)(struct lcd_reflect_device_t *dev,
                    int level);
};

里面有hw_device_t这个成员，并且它是在最前面的一个成员，这个是非常重要的，我们将在下面说明为什么它需要放在最前面，除了hw_device_t就是一些hal层需要提供给jni调用的函数指针。

再回到open函数中，现在我们就能看懂这个open函数所做的工作了，它首先注册了一个structlcd_reflect_device_t *dev; lcd_reflect_device_t变量，然后填充common，也就是hw_device_t这个结构，这里需要注意有几个成员：

tag：必须指定为HARDWARE_DEVICE_TAG

    还需要实现一个close函数，接着*device= &dev->common;，即让jni的hw_device_t与hal中的lcd_reflect_device_t联系在一起了，由于common这个成员在lcd_reflect_device_t的最前面定义的，那么也就是lcd_reflect_device_t的地址和common的地址是相同的。只要知道common的地址就可以知道lcd_reflect_device_t的地址，这样lcd_reflect_device_t结构就可以传送到jni层使用了，只需要将common的地址强制转换一下即可。最后把hal层需要提供给jni的API实现就可以了。

这样一个简单的hal层代码框架就有啦。

2.调用HAL层

     在jni层，我们通过hw_get_module函数得到hw_module_t结构，如下：

hw_get_module(LCD_REFLECT_HARDWARE_MODULE_ID,(hw_module_t const**)&module);

通过指定LCD_REFLECT_HARDWARE_MODULE_ID来区别module,接着还需要得到lcd_reflect_device_t*device;这个结构，我们可以通过下面这个函数实现：

static lcd_reflect_device_t *
get_device(hw_module_t *module, char const *name)
{
    int err;
    hw_device_t *device;

    err = module->methods->open(module, name, &device);
    if (err == 0) {
        return (lcd_reflect_device_t *)device;
    } else {
        return NULL;
    }
}
    函数返回的是lcd_reflect_device_t结构的地址，在函数中首先定义hw_device_t*device;接着将其通过module->methods->open(module,name, &device);得到hw_device_t这个结构的地址，接着将这个地址返回，返回前需要将地址类型强制转换一下，(lcd_reflect_device_t*)device，这样就得到lcd_reflect_device_t这个结构的地址啦。原因我们在上面讲过，是因为hw_device_t和lcd_reflect_device_t两个结构的首地址是相同的。

     有了lcd_reflect_device_t我们就可以调用hal层中实现的API啦，通过这些API操作硬件。