Android硬件抽象層(HAL)深入剖析(二)
作者：華清遠(yuǎn)見講師
上一篇我們分析了android HAL層的主要的兩個(gè)結(jié)構(gòu)體hw_module_t(硬件模塊)和hw_device_t(硬件設(shè)備)的成員，下面我們來具體看看上層app到底是怎么實(shí)現(xiàn)操作硬件的?
我們知道，一些硬件廠商不愿意將自己的一些核心代碼開放出去，所以將這些代碼放到HAL層，但是怎么保證它不開放呢?HAL層代碼不是也讓大家知道下載嗎?其實(shí)硬件廠商的HAL核心代碼是以共享庫的形式出現(xiàn)的，每次在需要的時(shí)候，hal會自動(dòng)加載調(diào)用相關(guān)共享庫。那么是怎么加載找到某一硬件設(shè)備對應(yīng)的共享庫的呢?這也是我們這篇都要說的。
上層app通過jni調(diào)用hal層的hw_get_module函數(shù)獲取硬件模塊，這個(gè)函數(shù)是上層與hal打交道的入口。所以如果我們以程序調(diào)用執(zhí)行的流程去看源碼的話，這個(gè)函數(shù)就是hal層第一個(gè)被調(diào)用的函數(shù)，下面我們就
從這個(gè)函數(shù)開始，沿著程序執(zhí)行的流程走下去。
hw_get_module函數(shù)定義在/hardware/libhardware/hardware.c中，打開這個(gè)文件可以看到定義如下：
1 int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module)
2 {
3 int status;
4 int i;
5 const struct hw_module_t *hmi = NULL;
6 char prop[PATH_MAX];
7 char path[PATH_MAX];
8
9 /*
10 * Here we rely on the fact that calling dlopen multiple times on
11 * the same .so will simply increment a refcount (and not load
12 * a new copy of the library).
13 * We also assume that dlopen() is thread-safe.
14 */
15
16 /* Loop through the configuration variants looking for a module */
17 for (i=0 ; i
18 if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {
19 if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {//獲取屬性
20 continue;
21 }
22 snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
23 HAL_LIBRARY_PATH1, id, prop);
24 if (access(path, R_OK) == 0) break;//檢查system路徑是否有庫文件
25
26 snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
27 HAL_LIBRARY_PATH2, id, prop);
28 if (access(path, R_OK) == 0) break;//檢查vender路徑是否有庫文件
29 } else {
30 snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so",//如果都沒有，則使用缺省的
31 HAL_LIBRARY_PATH1, id);
32 if (access(path, R_OK) == 0) break;
33 }
34 }
35
36 status = -ENOENT;
37 if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1) {
38 /* load the module, if this fails, we're doomed, and we should not try
39 * to load a different variant. */
40 status = load(id, path, module);//裝載庫，得到module
41 }
42
43 return status;
44 }
看第一行我們知道有兩個(gè)參數(shù)，第一參數(shù)id就是要獲取的硬件模塊的id，第二個(gè)參數(shù)module就是我們想得到的硬件模塊結(jié)構(gòu)體的指針。
所以可以看出，上層首先給hal需要獲取的硬件模塊的id，hw_get_module函數(shù)根據(jù)這個(gè)id去查找匹配和這個(gè)id對應(yīng)的硬件模塊結(jié)構(gòu)體的。
下面看看怎么找的。
17行有個(gè)for循環(huán)，上限是HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1，那么這個(gè)HAL_VARIANT_KEYS_COUNT是什么呢?查看同文件下找到有：
static const int HAL_VARIANT_KEYS_COUNT =
(sizeof(variant_keys)/sizeof(variant_keys[0]));
原來它是ariant_keys這個(gè)數(shù)組的元素個(gè)數(shù)。那么這個(gè)數(shù)組又是什么呢?在本文件找，有：
/**
* There are a set of variant filename for modules. The form of the filename
* is ".variant.so" so for the led module the Dream variants
* of base "ro.product.board", "ro.board.platform" and "ro.arch" would be:
*
* led.trout.so
* led.msm7k.so
* led.ARMV6.so
* led.default.so
*/
static const char *variant_keys[] = {
"ro.hardware", /* This goes first so that it can pick up a different
file on the emulator. */
"ro.product.board",
"ro.board.platform",
"ro.arch"
};
可以看到它其實(shí)是個(gè)字符串?dāng)?shù)組。站且不知道干什么的。繼續(xù)看hw_get_module函數(shù)，進(jìn)入for循環(huán)里面，看22行，其實(shí)它是將HAL_LIBRARY_PATH1, id, prop這三個(gè)串拼湊一個(gè)路徑出來，
HAL_LIBRARY_PATH1定義如下：
/** Base path of the hal modules */
#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"
id是上層提供的，prop這個(gè)變量的值是前面19行property_get(variant_keys[i], prop, NULL)函數(shù)獲取到的，其實(shí)這個(gè)函數(shù)是通過ariant_keys數(shù)組的的屬性查找到系統(tǒng)中對應(yīng)的變種名稱。不同的平臺獲取到prop值是不一樣的。
假如在獲取到的prop值是tout，需要獲取的硬件模塊的id是leds，那么最后path組成的串是/system/lib/hw/leds.tout.so。
后面24行access是檢查這個(gè)路徑下是否存在，如果有就break，跳出循環(huán)。如果沒有，繼續(xù)走下面，
可以看到下面幾行和剛才形式差不多，
snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so", HAL_LIBRARY_PATH2, id, prop);
if (access(path, R_OK) == 0) break;//檢查vender路徑是否有庫文件
結(jié)合 HAL_LIBRARY_PATH2 為"/vendor/lib/hw"，假設(shè)同樣獲取到的prop值是tout，需要獲取的硬件模塊的id是leds，這種情況下path拼出來的值是/vender/lib/hw/leds.tout.so,然后在判斷文件是否存在。如果存在跳出循環(huán)。
從以上分析，其實(shí)這就是hal層搜索動(dòng)態(tài)共享庫的方式，從中我們可以得到兩點(diǎn)：
1.動(dòng)態(tài)共享庫一般放在 "/system/lib/hw"和"/vendor/lib/hw"這兩個(gè)路徑下。
2.動(dòng)態(tài)庫的名稱是以"id.variant.so"的形式命名的，其中id為上層提供，中間variant為變種名稱，是隨系統(tǒng)平臺變化的。
接著，從29到32行我們可以看到，當(dāng)所有變種名稱形式的包都不存在時(shí)，就以"id.default.so"形式包名查找是否存在。
37行， if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1)，如果i小于變種名稱數(shù)組的話，表示找到了對應(yīng)的庫，那么38行l(wèi)oad(id, path, module);//裝載庫，得到module。
以上就對hal層搜索庫的規(guī)則搞清楚了。
下一篇我們將進(jìn)入load函數(shù)，看看共享庫是如何被加載的。
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