Android HAL 是如何被调用的

Android 对硬件的调用， google 推荐使用 HAL 的方式进行调用，对于 Andriod HAL 的写法，可以参考 android 源码里的 hardware 目录下几个模块的模版。

在看 HAL 的编写方法的过程中，会发现整个模块貌似没有一个入口。一般说来模块都要有个入口，比如应用程序有 main 函数，可以为加载器进行加载执行， dll 文件有 dllmain ，而对于我们自己写的动态链接库，我们可以对库中导出的任何符号进行调用。

问题来了， Android 中的 HAL 是比较具有通用性的，需要上层的函数对其进行加载调用， Android 的 HAL 加载器是如何实现对不同的 Hardware Module 进行通用性的调用的呢？

带着这个疑问查看 Android 源码，会发现 Android 中实现调用 HAL 是通过 hw_get_module 实现的。

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

这是其函数原型， id 会指定 Hardware 的 id ，这是一个字符串，比如 sensor 的 id 是

#define SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID "sensors" 

如果找到了对应的 hw_module_t 结构体，会将其指针放入 *module 中。看看它的实现。。。。

    /* Loop through the configuration variants looking for a module */
    for (i=0 ; i

获取了动态链接库的路径之后，就会调用 load 函数打开它，下面会打开它。奥秘在 load 中

static int load(const char *id,
        const char *path,
        const struct hw_module_t **pHmi)
{
    int status;
    void *handle;
    struct hw_module_t *hmi;
 
    /*
     * load the symbols resolving undefined symbols before
     * dlopen returns. Since RTLD_GLOBAL is not or'd in with
     * RTLD_NOW the external symbols will not be global
     */
    handle = dlopen(path, RTLD_NOW);//打开动态库
    if (handle == NULL) {
        char const *err_str = dlerror();
        LOGE("load: module=%s/n%s", path, err_str?err_str:"unknown");
        status = -EINVAL;
        goto done;
    }
 
    /* Get the address of the struct hal_module_info. */
    const char *sym = HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR;//被定义为了“HMI”
    hmi = (struct hw_module_t *)dlsym(handle, sym);//查找“HMI”这个导出符号，并获取其地址
    if (hmi == NULL) {
        LOGE("load: couldn't find symbol %s", sym);
        status = -EINVAL;
        goto done;
    }
 
    /* Check that the id matches */
//找到了hw_module_t结构！！！
    if (strcmp(id, hmi->id) != 0) {
        LOGE("load: id=%s != hmi->id=%s", id, hmi->id);
        status = -EINVAL;
        goto done;
    } 
    hmi->dso = handle;
      /* success */
    status = 0;
done:
    if (status != 0) {
        hmi = NULL;
        if (handle != NULL) {
            dlclose(handle);
            handle = NULL;
        }
    } else {
        LOGV("loaded HAL id=%s path=%s hmi=%p handle=%p",
                id, path, *pHmi, handle);
    }
  //凯旋而归
    *pHmi = hmi;
     return status;
}

从上面的代码中，会发现一个很奇怪的宏 HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR ，它直接被定义为了

#define HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR "HMI" 

为何根据它就能从动态链接库中找到这个 hw_module_t 结构体呢？我们查看一下我们用到的 hal 对应的 so 就可以了，在 linux 中可以使用 readelf XX.so –s 查看。

Symbol table '.dynsym' contains 28 entries:
   Num:    Value Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 00000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND
     1: 00000594     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    7
     2: 00001104     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   13
     3: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND ioctl
     4: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND strerror
     5: 00000b84     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __exidx_end
     6: 00000000     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT  UND __stack_chk_guard
     7: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_unwind_cpp_pr0
     8: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __errno
     9: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _bss_end__
    10: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND malloc
    11: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start__
    12: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __android_log_print
    13: 00000b3a     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __exidx_start
    14: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __stack_chk_fail
    15: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_end__
    16: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start
    17: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND memset
    18: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_uidiv
    19: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __end__
    20: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _edata
    21: 00001188     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _end
    22: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND open
    23: 00080000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _stack
    24: 00001104  128 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   13 HMI
    25: 00001104     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT   13 __data_start
    26: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND close
    27: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND free

从上面中，第24个符号，名字就是“HMI”，对应于hw_module_t结构体。再去对照一下HAL的代码。

/*
 * The COPYBIT Module
 */
struct copybit_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    common: {
        tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
        version_major: 1,
        version_minor: 0,
        id: COPYBIT_HARDWARE_MODULE_ID,
        name: "QCT MSM7K COPYBIT Module",
        author: "Google, Inc.",
        methods: ©bit_module_methods
    }
};

这里定义了一个名为 HAL_MODULE_INFO_SYM 的 copybit_module_t 的结构体， common 成员为 hw_module_t 类型。注意这里的 HAL_MODULE_INFO_SYM 变量必须为这个名字，这样编译器才会将这个结构体的导出符号变为“ HMI ”，这样这个结构体才能被 dlsym 函数找到！

综上，我们知道了 andriod HAL 模块也有一个通用的入口地址，这个入口地址就是 HAL_MODULE_INFO_SYM 变量，通过它，我们可以访问到 HAL 模块中的所有想要外部访问到的方法。