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文章目录
- 1.HAL层在Android系统中的位置
- 2.HAL层概述
- 3.旧的HAL架构module
- 4.新的HAL架构module stub
- 5.HAL Stub框架分析
1.HAL层在Android系统中的位置
2.HAL层概述
1)、HAL层是上层应用对底层硬件操作屏蔽的一个软件层次，就是上层应用不必关心底层硬件具体是如何工作的，只需要调用底层提供的统一接口即可。HAL层对接具体的硬件bsp接口，比如视频接口、收音机接口、网络接口、spi接口等。HAL层就是为了把操作系统和硬件解耦。
Linux 驱动一般由访问硬件代码和业务逻辑代码两部分组成。Linux 内核提供了标准的读写硬件的方法，只需要调用 Linux提供的标准函数即可。
而 Linux驱动的业务逻辑对厂商或个人来说是保密的。例如，缓冲区的设置等。Google 在Android体系中添加一个 HAL层的目的是为了满足不想开源的个人或者厂商的要求，该层位于系统库层和 Linux 内核层之间。对于想开源的 Linux 驱动个人或者厂商，既可以将驱动业务逻辑放在 HAL层，也可以放在驱动程序中。而对于不想公开 Linux 驱动代码的个人或者厂商，Linux 驱动只是一个传递数据给相关设备的角色。即Linux 驱动中只有操作设备寄存器的代码，而没有任何的业务代码。HAL 层统一了硬件的调用接口，HAL 层的编写需要遵循一定的规范。
２)、Android系统为硬件抽象层中的模块接口定义了编写规范，我们必须按照这个规范来编写自己的硬件模块接口。
３)、Android系统的硬件抽象层以模块的形式来管理各个硬件访问接口。每一个硬件模块都对应有一个动态链接库文件，这些动态链接库文件的命名需要符合一定的规范。同时，在系统内部，每一个硬件抽象层模块都是用结构体hw_module_t来描述，而硬件设备则使用结构体hw_device_t来描述。
①、设备驱动分为内核空间和用户空间两部分
保护厂商利益（出发点）
内核空间主要负责硬件访问逻辑（GPL）
用户空间主要负责参数和访问流程控制（Apache License）
②、用户空间部分设备驱动即为HAL Module
HAL Module通过设备文件访问内核空间部分设备驱动
③、系统服务通过HAL Module对硬件进行管理
系统服务通过JNI访问HAL Module
④、应用程序通过系统服务对硬件进行访问
应用程序通过Binder IPC访问系统服务
3.旧的HAL架构module
Android App或者framework层代码由Java实现，Java运行在Dalvik虚拟机中，没有办法直接访问底层硬件，只能通过调用so本地库代码实现，在so本地代码里有对底层硬件操作的代码，如下图所示：
可以这样说，App或者framework层Java代码，通过JNI技术调用C或C++写的so库代码，在so库代码中调用底层驱动，从而实现上层应用操作底层硬件的目的。实现硬件操作的so库为module。
其实现流程如下图所示：
这种设计架构虽然满足了Java应用访问硬件的需要，但是，使得我们的代码上下层次间的耦合太高，用户程序或者框架代码必须要去加载module库，如果底层硬件有变化，module要重新编译，上层也要做相应变化，另外，如果多个应用程序同时访问硬件，都去加载module，同一module被多个进程映射多次，会有代码的重入问题。
4.新的HAL架构module stub
新的代码架构使用的是module stub方式，.Stub是存根或者桩的意思，其实说白了，就是指一个对象代表的意思。
上层应用层或者框架层代码加载so库代码，so库代码我们称之为module，在Hal层注册了每个硬件对象的存根stub，当上层需要访问硬件的时候，就从当前注册的硬件对象stub里查找，找到之后stub会向上层module提供该硬件对象的operations interface（操作接口），该操作接口就保存在module中，上层应用或框架层再通过这个module操作接口来访问硬件。其架构如下：
以上分别介绍了Module架构和Stub架构，下面做一个对比：
在Module架构中，本地代码由so库实现，上层直接将so库映射到进程空间，会有代码重入及设备多次打开的问题。
新的Stub框架虽然也要加载module库，但是这个module已经不包含操作底层硬件驱动的功能了，它里面保存的只是底层stub提供的操作接口，底层stub扮演了“接口提供者”的角
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