Android 驱动之旅： 第三章 硬件抽象层(HAL)增加接口模块访问硬件驱动程序

简单来说，硬件驱动程序一方面分布在Linux 内核中，另一方面分布在用户空间的硬件抽象层中。接着，在Ubuntu 上为Android系统编写Linux 内核驱动程序一文中举例子说明了如何在Linux 内核编写驱动程序。在这一篇文章中，我们将继续介绍Android 系统硬件驱动程序的另一方面实现，即如何在硬件抽象层中增加硬件模块来和内核驱动程序交互。在这篇文章中，我们还将学习到如何在Android 系统创建设备文件时用类似Linux 的udev 规则修改设备文件模式的方法。

 

step1: 进入到在hardware/libhardware/include/hardware 目录，新建hello.h 文件

hello.h

#ifndef Android_HELLO_INTERFACE_H

#define ANDROID_HELLO_INTERFACE_H

#include <hardware/hardware.h>



__BEGIN_DECLS



#define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello_hal"



struct hello_module_t {

    struct hw_module_t common;

};



struct hello_device_t {

    struct hw_device_t common;

    int fd;

    int (*set_val)(struct hello_device_t* dev, int val);

    int (*get_val)(struct hello_device_t* dev, int* val);

};



__END_DECLS





#endif

 

step2:  进入到hardware/libhardware/modules 目录，新建hello 目录，并添加hello.c 文件。

hello.c

#include <hardware/hardware.h>

#include <hardware/hello.h>

#include <fcntl.h>

#include <errno.h>

#include <cutils/log.h>

#include <cutils/atomic.h>

#include <android/log.h>



#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,"hello_stub",__VA_ARGS__)

#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"hello_stub",__VA_ARGS__)



#define LOG_TAG "HelloStub"



#define DEVICE_NAME "/dev/hello"

#define MODULE_NAME "Hello"

#define MODULE_AUTHOR "[email protected]"



/*设备打开和关闭接口*/

static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);

static int hello_device_close(struct hw_device_t* device);



/*设备访问接口*/

static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val);

static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val);



/*模块方法表*/

static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {

 open: hello_device_open

};



/*模块实例变量*/

struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {

 common: {

 tag: HARDWARE_MODULE_TAG,

 version_major: 1,

 version_minor: 0,

 id: HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,

 name: MODULE_NAME,

 author: MODULE_AUTHOR,

 methods: &hello_module_methods,

}

};

/* 这里，实例变量名必须为HAL_MODULE_INFO_SYM，tag 也必须为HARDWARE_MODULE_TAG，

这是Android 硬件抽象层规范规定的 */





static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device)

{

        struct hello_device_t* dev;dev = (struct hello_device_t*)malloc(sizeof(struct hello_device_t));

    

      if(!dev) 

      {

        LOGE("Hello Stub: failed to alloc space");

        return -EFAULT;

      }

    

      memset(dev, 0, sizeof(struct hello_device_t));

      dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;

      dev->common.version = 0;

      dev->common.module = (hw_module_t*)module;

      dev->common.close = hello_device_close;

      dev->set_val = hello_set_val;dev->get_val = hello_get_val;

    

      if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {

        LOGE("Hello Stub: failed to open /dev/hello -- %s.", strerror(errno));free(dev);

        return -EFAULT;

      }

     

      *device = &(dev->common);

      LOGI("Hello Stub: open /dev/hello successfully.");

     

      return 0;

}



/*



DEVICE_NAME 定义为"/dev/hello"。由于设备文件是在内核驱动里面通过device_create 创建的，而device_create 创建的设备文

件默认只有root 用户可读写，而hello_device_open 一般是由上层APP 来调用的，这些APP 一般不具有root 权限，这时候就

导致打开设备文件失败：

Hello Stub: failed to open /dev/hello -- Permission denied.

解决办法是类似于Linux 的udev 规则，打开Android 源代码工程目录下，进入到system/core/rootdir 目录，里面有一个名为

uevent.rc 文件，往里面添加一行：

/dev/hello 0666 root root



*/





static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) 

{

    struct hello_device_t* hello_device = (struct hello_device_t*)device;



    if(hello_device)

    {

        close(hello_device->fd);

        free(hello_device);

    }

    

    return 0;

}



static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val)

{

    LOGI("Hello Stub: set value %d to device.", val);



    write(dev->fd, &val, sizeof(val));



    return 0;

}



static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val)

{

    if(!val)

    {

        LOGE("Hello Stub: error val pointer");

        return -EFAULT;

    }



    read(dev->fd, val, sizeof(*val));



    LOGI("Hello Stub: get value %d from device", *val);



    return 0;

}

step3: 继续在hello 目录下新建Android.mk 文件：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)



LOCAL_LDLIBS := -llog



LOCAL_MODULE_TAGS := optional

LOCAL_PRELINK_MODULE := false

LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_SHARED_LIBRARIES)/hw

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog

LOCAL_SRC_FILES := hello.c

LOCAL_MODULE := hello.default

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

注意，LOCAL_MODULE 的定义规则，hello 后面跟有default，hello.default 能够保证我们的模块总能被硬象抽象层加载到。

 

step4: 编译hello.default.so

cd hardware/libhardware/moudles/hello

mm

编译成功后，就可以在out/target/product/maguro/system/lib/hw 目录下看到hello.default.so 文件了。

虽然我们在Android 系统为我们自己的硬件增加了一个硬件抽象层模块，但是现在Java 应用程序还不能访问到我们的硬件。我们还必须编写JNI 方法和在Android 的Application Frameworks 层增加API 接口，才能让上层Application 访问我们的硬件。在接下来的文章中，我们还将完成这一系统过程，使得我们能够在Java 应用程序中访问我们自己定制的硬件。