不管是出于什么樣地考慮，android系統終究是提供了hardware層來封裝了對Linux的驅動的訪問，同時為上層提供了一個統一的硬件接口和硬件形態。

一.Hardware概述

在Hardware層中的一個模塊中，主要設計一下三個結構：

struct hw_module_t struct hw_module_methods_t struct hw_device_t
這三個結構體的關系是這樣的：我們在上層訪問linux驅動時，需要首先獲得hardware層的對應的module，使用hw_get_module()方法實現，這個函數通過給定模塊的ID來尋找硬件模塊的動態鏈接庫，找到后使用load()函數打開這個庫，并通過一個固定的符號：HAL_MODULE_INFO_SYM尋找hw_module_t結構體，我們會在hw_module_t結構體中會有一個methods屬性，指向hw_module_methods_t結構體，這個結構體中會提供一個open方法用來打開模塊，在open的參數中會傳入一個hw_device_t**的數據結構，這樣我們就可以把對模塊的操作函數等數據保存在這個hw_device_t結構中，這樣，這樣用戶可以通過hw_device_t來和模塊交互。
具體的說，我們在上層可以這樣調用HAL層的module:
xxx_module_t *module;
hw_get_module(XXXID,(struct hw_module_t **)&module);
以上兩步我們就獲得了對應ID的 hw_module_t結構體。
struct xxx_device_t *device;
module->methods->open(module,XXXID,(struct hw_device_t **)&device);
這樣我們就獲得了hw_device_t結構體，通過hw_device_t結構體我們就可以訪問HAL層對應的module了。
這個思路很重要，后面我們測試我們的HAL層module的時候，就需要上面的代碼。
整個過程可用一張圖展示：

二.使用Android?HAL規范封裝對Linux驅動的訪問

在hardware/libhardware/modules新建hellotest目錄，添加兩個文件：hellotest.c 和 Android.mk

1.hellotest.c

這個文件把對linux驅動的訪問封裝成了Android要求的格式。

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123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100

#include <hardware hardware.h="">? #include <hardware hellotest.h="">? #include <fcntl.h>? #include <errno.h>? #include <cutils log.h="">? #include <cutils atomic.h="">? #define DEVICE_NAME "/dev/hello"#define MODULE_NAME "HelloTest"?#define MODULE_AUTHOR "jinwei"#define LOG_TAG "HelloTest"?/* 定義LOG */#define LOGV(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, LOG_TAG, __VA_ARGS__) #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG , LOG_TAG, __VA_ARGS__)#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO? , LOG_TAG, __VA_ARGS__)#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN? , LOG_TAG, __VA_ARGS__)#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR? , LOG_TAG, __VA_ARGS__)/*打開和關閉設備的方法*/?static int hellotest_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);? static int hellotest_device_close(struct hw_device_t* device);? /*讀寫linux驅動的接口*/?static int hellotest_write_string(struct hellotest_device_t* dev, char * str);? static int hellotest_read_string(struct hellotest_device_t* dev, char **str);? /*模塊方法結構體*/?static struct hw_module_methods_t hellotest_module_methods = {? ????open: hellotest_device_open? };? /*模塊實例變量*/?struct hellotest_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {? ????common: {? ????????tag: HARDWARE_MODULE_TAG,? ????????version_major: 1,? ????????version_minor: 0,? ????????id: HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID,? ????????name: MODULE_NAME,? ????????author: MODULE_AUTHOR,? ????????methods: &hellotest_module_methods,? ????}? };? static int hellotest_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {? ????struct hellotest_device_t* dev;????dev = (struct hellotest_device_t*)malloc(sizeof(struct hellotest_device_t));? ????if(!dev) {? ????????LOGE("HelloTest: failed to alloc space");? ????????return -EFAULT;? ????}? ????memset(dev, 0, sizeof(struct hellotest_device_t));? ????dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;? ????dev->common.version = 0;? ????dev->common.module = (hw_module_t*)module;? ????dev->common.close = hellotest_device_close;? ????dev->write_string = hellotest_write_string;????dev->read_string = hellotest_read_string;? ????if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {? ????????LOGE("HelloTest: open /dev/hello fail-- %s.", strerror(errno));free(dev);? ????????return -EFAULT;? ????}? ????*device = &(dev->common);? ?????LOGI("HelloTest: open /dev/hello successfully.");? ????return 0;? }? static int hellotest_device_close(struct hw_device_t* device) {? ????struct hellotest_device_t* hello_device = (struct hellotest_device_t*)device;? ????if(hello_device) {? ????????close(hello_device->fd);? ????????free(hello_device);? ????}? ????return 0;? }? static int hellotest_write_string(struct hellotest_device_t* dev,char * str) {? ????LOGI("HelloTest:write string: %s", str);? ????write(dev->fd, str, sizeof(str));? ????return 0;? }? static int hellotest_read_string(struct hellotest_device_t* dev, char ** str) {? ?????LOGI("HelloTest:read string: %s", *str);? ????read(dev->fd, *str, sizeof(*str));? ????return 0;? }? </cutils></cutils></errno.h></fcntl.h></hardware></hardware>

這個程序就是把我們讀寫/dev/hello的代碼做了一次封裝而已，經過封裝以后，我們有了hw_module_t，hw_module_methods_t，hw_device_t這三個結構體。正因為它如此規范，所以上層才可以按照這種規范的格式獲取的hw_module_t結構體，進而使用hw_module_methods_t中的open函數獲取hw_device_t結構體，然后使用hw_device_t結構體中的方法操作Linux驅動。

2.Android.mk

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??LOCAL_PATH := $(call my-dir)??include $(CLEAR_VARS)??LOCAL_MODULE_TAGS := optional??LOCAL_PRELINK_MODULE := false??LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_SHARED_LIBRARIES)/hw????LOCAL_SHARED_LIBRARIES += \libcutils libutils liblogLOCAL_LDLIBS:=? -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog ??LOCAL_SRC_FILES := hellotest.c??LOCAL_MODULE := hellotest.default??include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

LOCAL_MODULE 的值為hellotest.default，注意，一定要加上default,不然使用hw_get_module函數找不到我們的HAL模塊。
然后在hardware/libhardware/include/hardware新建對應的頭文件hellotest.h

3.hellotest.h

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#ifndef ANDROID_HELLO_TEST_H? #define ANDROID_HELLO_TEST_H? #include <hardware hardware.h="">? __BEGIN_DECLS? /*定義模塊ID，必須的，用與上層程序獲取該模塊*/?#define HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID "hellotest"/*硬件模塊結構體*/?struct hellotest_module_t {? ????struct hw_module_t common;? };? /*硬件接口結構體*/?struct hellotest_device_t {? ????struct hw_device_t common;? ????int fd;? ????int (*write_string)(struct hellotest_device_t* dev, int val);? ????int (*read_string)(struct hellotest_device_t* dev, int* val);? };? __END_DECLS? #endif? </hardware>

做好這三個文件以后，我們就可以編譯該模塊了。進入到hardware/libhardware/modules目錄，執行mm命令進行編譯，編譯后的文件如圖所示：

三.寫測試代碼

封裝好了我們的HAL層module以后，我希望立刻測試它是否正確運行，下面我們將寫一個簡單的C程序，用來測試module是否正確工作。
首先在hardware/libhardware/tests/目錄下新建一個testhellotest目錄，新增test.c和Android.mk文件：

1.test.c

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1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344

#include <hardware hardware.h="">? #include <hardware hellotest.h="">? #include <fcntl.h>#include <stdio.h>struct hw_module_t * module;struct hw_device_t * device;int main(){????char *read_str;????char *write_str="nihao";????read_str = malloc(100);????printf("----begin main------\n");????if(hw_get_module(HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID,(struct hw_module_t const **)&module)==0){????????printf("get module sucess\n");????}else{????????printf("get module fail\n");????????return -1;????}????if(module->methods->open(module,HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID,(struct hw_device_t const**)&device)==0){????????printf("open module sucess\n");????}else{????????printf("open module error\n");????????return -2;????}????struct hellotest_device_t* dev = (struct hellotest_device_t *)device;????dev->read_string(dev,&read_str);????if(read_str == NULL){????????printf("read error");????}else{????????printf("read data: %s\n",read_str);????}????dev->write_string(dev,write_str);????printf("write data: %s\n",write_str);????dev->read_string(dev,&read_str);????if(read_str == NULL){????????printf("read error");????}else{????????printf("read data: %s\n",read_str);????}????printf("----end main------\n");return 0;}</stdio.h></fcntl.h></hardware></hardware>

測試的流程正如文章開頭描述的那樣，首先使用hw_get_module函數獲得hw_module_t結構體，然后調用hw_module_methods_t結構體中的open方法過得hw_device_t結構體，然后使用hw_device_t結構體中的read_string和write_string方法與linux驅動交互。注意,驅動的打開是在hw_module_methods_t結構體中的open方法中做的。

2.Android.mk

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??LOCAL_PATH := $(call my-dir)??include $(CLEAR_VARS)??LOCAL_MODULE_TAGS := optional??LOCAL_MODULE := my_testLOCAL_LDLIBS:=? -lhardware??LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-c-files)??include $(BUILD_EXECUTABLE)

然后進入到該目錄執行mm命令進行編譯，編譯后生成文件如圖所示：

四.測試

1.把生成的hellotest.default.so文件拷貝到android設備的/system/lib/hw目錄下，這需要root權限，沒有root權限請自行解決。
2.獲得root權限后會提示/system是一個只讀文件系統，所以需要重新掛載為可讀可寫的文件系統，執行mount -o remount,rw /system 即可。
3.修改hellotest.default.so文件的的權限為644，執行chmod 644 /system/lib/dw/hellotest.default.so
4.裝載上一節實現的hello.ko驅動：insmod hello.ko
5.把生成的my_test可執行文件拷貝的android設備上，建議push my_test /data
6.給my_test文件添加可執行權限. chmod +x my_test
7.執行my_test。 ./my_test
打印如下：
—-begin main——
get module sucess
open module sucess
read data: hell
write data: nihao
read data: niha
—-end main——
可見，測試成功。
如果有問題，可以使用logcat看下HAL層的打印，看看問題出在什么地方。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Hardware概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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