Android HAL hardware module分析 以GPS module为例

准备在QT210的android系统中实现GPS功能，程序已经写好了，也可以编译出gps.s5pc110.so的库，但是不知道上层怎么调用这个库，在GPS相关的Android.mk中也没有找到，很是纳闷。通过分析hardware module才知道是怎么回事，之前并没有详细的了解hardware module，现在简单的分析一下。

HAL层的hardware module主要实现文件为：

hardware/libhardware/hareware.c

hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h

重要的结构体：

1. typedef struct hw_device_t { 
   
2.     uint32_t tag; /** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */ 标识符 
   
3.     uint32_t version; /** version number for hw_device_t */             版本号
   
4.     struct hw_module_t* module; /** reference to the module this device belongs to */   该硬件属于哪个module
   
5.     uint32_t reserved[12]; /** padding reserved for future use */ 
   
6.     int (*close)(struct hw_device_t* device); /** Close this device */  关闭设备操作
   
7. } hw_device_t;

表示一个硬件设备，存储了各种硬件设备的公共属性和方法

1. typedef struct hw_module_t { 
   
2.     uint32_t tag; /** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */ 标识符
   
3.     uint16_t version_major; /** major version number for the module */ 主版本号
   
4.     uint16_t version_minor; /** minor version number of the module */ 次版本号
   
5.     const char *id; /** Identifier of module */                    id，决定了库的文件名
   
6.     const char *name; /** Name of this module */                    模块的名字
   
7.     const char *author; /** Author/owner/implementor of the module */   模块作者
   
8.     struct hw_module_methods_t* methods; /** Modules methods */         模块的操作方法
   
9.     void* dso; /** module's dso */ 
   
10.     uint32_t reserved[32-7]; /** padding to 128 bytes, reserved for future use */
    
11. } hw_module_t;

描述一个硬件模块

1. typedef struct hw_module_methods_t {
   
2.     int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
   
3.             struct hw_device_t** device);
   
4. } hw_module_methods_t;

定义了操作设备的方法，只有一个open函数

hareware.c分析：

1. /** Base path of the hal modules */ 指定硬件模块库存放的路径
   
2. #define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
   
3. #define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"

下面这个用于搜索不同的库文件名：

1. /**
   
2.  * There are a set of variant filename for modules. The form of the filename
   
3.  * is "<MODULE_ID>.variant.so" so for the led module the Dream variants 
   
4.  * of base "ro.product.board", "ro.board.platform" and "ro.arch" would be:
   
5.  *
   
6.  * led.trout.so
   
7.  * led.msm7k.so
   
8.  * led.ARMV6.so
   
9.  * led.default.so
   
10.  */
    
11. 
    
12. static const char *variant_keys[] = {
    
13.     "ro.hardware",
    
14.     "ro.product.board",
    
15.     "ro.board.platform",
    
16.     "ro.arch"
    
17. };

库的名称要根据实际的product或board指定

在210平台GPS模块库的文件名可以为：

gps.s5pc110.so

gps.ARMV7.so

gps.default.so

hw_get_module函数作用是在系统中查找模块的库文件

根据硬件模块的id参数和指定的查找路径，配合product,board等变量，最终指定到一个so库文件

1. int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module) 
   

---------------------------------------------------------------------------------

1.     /* Loop through the configuration variants looking for a module */
   
2.     for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1 ; i++) {
   
3.         if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {
   
4.             if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {
   
5.                 continue;
   
6.             }
   
7.             snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",       //system/lib/hw/*.*.so
   
8.                     HAL_LIBRARY_PATH1, id, prop);
   
9.             if (access(path, R_OK) == 0) break;
   
10. 
    
11.             snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
    
12.                      HAL_LIBRARY_PATH2, id, prop);
    
13.             if (access(path, R_OK) == 0) break;
    
14.         } else {
    
15.             snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so",    //如果没查到硬件属性，使用默认的库文件名system/lib/hw/*.default.so
    
16.                      HAL_LIBRARY_PATH1, id);
    
17.             if (access(path, R_OK) == 0) break;
    
18.         }
    
19.     }

创建GPS modules分析：

下面这段话很重要，说明了如何构建一个模块

1. /**
   
2.  * Every hardware module must have a data structure named HAL_MODULE_INFO_SYM
   
3.  * and the fields of this data structure must begin with hw_module_t
   
4.  * followed by module specific information.
   
5.  */

可以说这是andorid中标准的构建模块的写法

1. const struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
   
2.     .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
   
3.     .version_major = 1,
   
4.     .version_minor = 0,
   
5.     .id = GPS_HARDWARE_MODULE_ID,
   
6.     .name = "XC-GPS Module",
   
7.     .author = "WWW.XCEMBED.COM",
   
8.     .methods = &hw_module_methods,
   
9. };

通过分析hw_get_module函数我们知道，id是用来指定模块库文件名的，给GPS_HARDWARE_MODULE_ID赋值

#define GPS_HARDWARE_MODULE_ID  "gps"

实际上GPS_HARDWARE_MODULE_ID并不是在代码中这样定义的，可能是在某个编译脚本里，我暂时还没找到

指定methods：

1. static struct hw_module_methods_t hw_module_methods = {
   
2.     .open = open_gps
   
3. };

只有一个open_gps函数，当模块加载时就会执行open_gps:

1. static int open_gps(const struct hw_module_t* module, char const* name,
   
2.                     struct hw_device_t** device)
   
3. {
   
4.     struct gps_device_t *gps_device = malloc(sizeof(struct gps_device_t));
   
5.     if (gps_device)
   
6.     {
   
7.         memset(gps_device, 0, sizeof(*gps_device));
   
8.         gps_device->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
   
9.         gps_device->common.version = 0;
   
10.         gps_device->common.module = (struct hw_module_t*)module;
    
11.         gps_device->get_gps_interface = gps_get_hardware_interface;
    
12. 
    
13.         *device = (struct hw_device_t*)gps_device;
    
14. 
    
15.         return 0;
    
16.     }
    
17. 
    
18.     return 1; 
    
19. }

每个硬件设备都应该有一个类似xxxx_device_t的结构体，里面包含了hw_device_t

gps的设备结构体定义如下：

1. struct gps_device_t {
   
2.     struct hw_device_t common;
   
3.     const GpsInterface* (*get_gps_interface)(struct gps_device_t* dev);
   
4. };

在open函数中给这个模块所包含的hw_device_t赋值

get_gps_interface函数用来得到GPS的操作接口

1. const GpsInterface* gps_get_hardware_interface(struct gps_device_t* dev)
   
2. {
   
3.     return &_GpsInterface;
   
4. }

接下来，程序的主体部分就是实现_GpsInterface里面所定义的所有操作

HAL层的模块是由具体的上一层JNI来调用，关于怎么调用的，下一篇分析GPS module时再说，我也不是很清楚，再整理一下