Android HAL层实现与调用

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




[cpp]
<span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style="">  
struct lcd_reflect_module_t {

    struct hw_module_t common;

};</span>


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。




[cpp]
<span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style="">
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,

    }

};
</span></span>


tag：需要指定为HARDWARE_MODULE_TAG,不能修改


id：指定为HALStub的moduleID,这里#defineLCD_REFLECT_HARDWARE_MODULE_ID "lcdreflect"


接下来就要实现另外一个重要的结构了---structhw_module_methods_t methods.


来看一下这个结构体的定义：


[cpp]
<span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style="">
typedef struct hw_module_methods_t {

    /** Open a specific device */

    int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,

            struct hw_device_t** device);

} hw_module_methods_t;
</span></span>


    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。


[cpp]
<span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style="">
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;

}</span></span>


    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。


[cpp]
<span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style="">
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);

};</span></span>


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：


[cpp]
<span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style=""><span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" style="">
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;

    }

}</span></span></span></span></span>
    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。