Android HAL硬件抽象层--模型理解

        Android HAL硬件抽象层是运行在linux用户空间中程序。HAL是对设备文件操作的封装与抽象，硬件厂商为了隐藏商业秘密，不用将对硬件的控制写到内核中（写进内核就该公布源代码了），google就将硬件抽象层放到了linux内核用户空间。

        对于系统的把握，个人觉得最好是能将其抽象为一个具体的、简单的模型，只有让这个模型印在心中，学习庞大的系统时，才不会觉得自己在云里雾里。

        基于这个想法，android HAL对我来说就是一个程序框架。抽象的说它有两个目的，对底层驱动功能进行封装，提供接口供上层调用。这样理解也太空洞，所以进一步理解，可以忽略掉底层的封装，因为硬件封装这个过程很容易理解。那么对上层来说，它是这样一个框架：jni层能通过ID号，找到对应的HAL模块（.so动态链接库）并加载，可以导出其中的函数符号以调用。HAL相当于是一个供查询和使用模块的框架，总体上是查询框架，这样理解就很简单。

        每一个HAL模块都有一个ID号，每一个HAL模块都会被编译成后缀为.so的动态链接库。jni层通过HAL中通用的函数hw_get_module(ID, &module)，来查询模块、加载模块，并且得到其中的函数符号，这样就实现了Java到C++的调用，原因就是因为.so动态链接库的调用。

      （启示：大型的程序，如果采用系统分层的思想，上层是否也能用这种方法来调用下层呢？有什么好处？效率如何？）

        下面具体分析HAL的工作过程：

        框架如何实现查询（还有加载）

        分析：HAL层和JNI层应该约定好ID号、ID号跟模块有映射关系、HAL协议规定了如何导出模块函数符号

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

        该函数是HAL层的公共函数，会被JNI调用，传递ID、和一个module指针。在查找到模块后，load函数加载到内存中：

    status = load(id, path, module);

         load函数打开一个动态链接库，并且跟根据符号 HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR查找hw_module_t类型的变量，得到其地址：

    handle = dlopen(path, RTLD_NOW);    const  r char *sym = HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR;    hmi = (struct hw_module_t *)dlsym(handle, sym);

        最后*module = hmi，JNI至此得到了HAL模块的操作接口hw_module_t。使用hw_module_t，JNI就可以尽情享用HAL模块中的功能啦！

        然而这里有一个很Big的疑问：源码里面找不着HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR呀

        顶多可以发现 

    #define HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR "HMI"

        而通过模块代码，我们看到的只有

 57 struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = { 58     common: { 59         tag:HARDWARE_MODULE_TAG, 60         version_major:1, 61         version_minor:0, 62         id:HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, 63         name:HELLO_MODULE_NAME, 64         author:HELLO_MODULE_AUTHOR, 65         methods:&hello_module_methods, 66     } 67 };

    继续查看源代码，才发现了真相

    215 #define HAL_MODULE_INFO_SYM         HMI

        原来每个模块的主要结构体都叫HMI，所以才能通过符号HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR找到它。

        hello_module_t怎么能被强制转化为hw_module_t *？ 只能怪C语言没学好，默哀三分钟。

        至此，我们知道了Android HAL通用的入口地址，即HAL_MODULE_INFO_SYM。通过该结构体，我们可以在JNI层访问HAL层模块中，任意我们想要访问的方法啦。

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        后续的研究  

        JNI  ->  hw_get_module(ID, &module_t)   ->  module_t->methods.open(module,ID,*device_t)  ->  device_t->setval(val) 

        1.JNI通过hw_get_module打开模块后，用HMI符号找到了入口hw_module_t

        2.hw_module_t调用其成员变量methods的open方法，动态申请一个hw_device_t

        3.hw_device_t中调用了setval和getval等对驱动功能的抽象函数

        4.还有疑问吗

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        因此，底层的封装功能请查看hello_module_t和hello_device_t的成员变量吧