Android Graphic HAL&Driver(一)

最新推荐文章于 2024-07-03 09:20:00 发布

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本文详细介绍Android系统中Graphic HAL层及Driver的工作原理，包括HAL层的结构、模块与设备的概念，以及HAL模块的编译过程。通过学习，读者可以深入了解Android Graphic HAL层的设计理念及其与Linux Kernel的交互方式。

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Android Graphic HAL&Driver(一)

工作很久，一直不怎么写博客，今天开始准备写写博客，坚持一下把过去所学的东西积累一下。学而不思则罔，思而不学则殆。一直加班解解bug，发现自己变得越来越笨。一直是做Driver的，最近准备把Android Graphic的HAL&Driver串一串。

一、Android架构概述

就跟以前毕业论文一致，写东西肯定先得写一个系概述了，

根据官方给的图片Android主要分成了Android Application Framework，Binder IPC，System service，HAL，Linux kernel这五层。本文主要集中的是HAL层和Linux kernel，等HAL层和Linux kernel整理完了会继续看看graphic相关的service和Application Framework。

二、Android HAL概述

HAL(硬件抽象层)是Google定义的一个标准的接口给硬件供应商实现，允许Android系统忽略低级别的驱动程序实现，所以HAL层一般是由IC原厂设计实现，并且会被封装成模块文件(.so)，并会由Android系统适时地加载。

2.1 标准HAL层结构

HAL接口包含了两个通用的组件：一个模块和一个设备。位于hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h，统一定义的接口能让Android系统以一致的方式加载HAL模块。

2.1.1 HAL模块

模块表示被封装且被存储为共享库的HAL实现。hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h 标头文件会定义一个表示模块的结构体 (hw_module_t)，其中包含模块的版本、名称和作者等元数据。Android 会根据这些元数据来找到并正确加载 HAL 模块。另外，hw_module_t 结构体还包含指向另一个结构体 hw_module_methods_t 的指针，后面这个结构体会包含一个指向相应模块的 open 函数的指针。此 open 函数用于与相关硬件（此 HAL 是其抽象形式）建立通信。每个特定于硬件的 HAL 通常都会使用附加信息为该特定硬件扩展通用的 hw_module_t 结构体。例如，在相机 HAL 中，camera_module_t 结构体会包含一个 hw_module_t 结构体以及其他特定于相机的函数指针：

typedef struct camera_module {
hw_module_t common;
int (*get_number_of_cameras)(void);
int (*get_camera_info)(int camera_id, struct camera_info *info);
} camera_module_t;

实现 HAL 并创建模块结构体时，您必须将其命名为 HAL_MODULE_INFO_SYM。以下是 Nexus 9 音频 HAL 的示例：

struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {
.common = {
.tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
.module_api_version = AUDIO_MODULE_API_VERSION_0_1,
.hal_api_version = HARDWARE_HAL_API_VERSION,
.id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,
.name = "NVIDIA Tegra Audio HAL",
.author = "The Android Open Source Project",
.methods = &hal_module_methods,
},
};

2.1.2 HAL设备

设备是产品硬件的抽象表示。例如，一个音频模块可能包含主音频设备、USB 音频设备或蓝牙 A2DP 音频设备。设备由 hw_device_t 结构体表示。与模块类似，

每类设备都定义了一个通用 hw_device_t 的详细版本，其中包含指向硬件特定功能的函数指针。例如，audio_hw_device_t 结构体类型会包含指向音频设备操作的函数指针：

struct audio_hw_device {
    struct hw_device_t common;

    /**
     * used by audio flinger to enumerate what devices are supported by
     * each audio_hw_device implementation.
     *
     * Return value is a bitmask of 1 or more values of audio_devices_t
     */
    uint32_t (*get_supported_devices)(const struct audio_hw_device *dev);
  ...
};
typedef struct audio_hw_device audio_hw_device_t;

除了这些标准属性之外，每个特定于硬件的 HAL 接口都可以定义更多的自有功能和要求。有关详情，请参阅 HAL 参考文档以及各 HAL 的单独说明。