Android的硬件抽象层模块编写规范

硬件抽象层模块编写规范
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Android系统的硬件抽象层以模块的形式来管理各个硬件访问接口．每一个硬件模块都对应有一个动态链接库文件．这些动态链接库文件的命令需要符合一定的规范．同时，在系统内部，每一个硬件抽象层模块都使用结构体hw_module_t来描述，而硬件设备则使用结构体hw_device_t来描述．下面我们跟着老罗来学习描述硬件抽象层模块文件的命名规范以及结构体hw_module_t和hw_device_t的定义．

１：硬件抽象层模块文件命名规范
硬件抽象层模块文件的命名规范定义在hardware/libhardware/hardware.c文件中．

/**
 * There are a set of variant filename for modules. The form of the filename
 * is "<MODULE_ID>.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"
};

这段代码和注释的意思是，硬件抽象层模块文件的命名规范为＂.variant.so＂，其中,MODULE_ID表示模块的ID，variant表示四个系统属性ro.hardware，ro.product.board，ro.board.platform，ro.arch　之一．系统在加载硬件抽象层模块的时候，以此按照ro.hardware，ro.product.board，ro.board.platform，ro.arch的顺序来取他们的属性值．如果其中的一个属性存在，那么就把他的值作为variant的值，然后在检查对应的文件是否存在，如果存在，那么就找到要加载的硬件抽象层模块文件了．否则，就继续找下一个系统属性．如果这四个系统属性都不存在，或者对应这四个系统属性的硬件抽象层模块文件不存在，那么就使用”MODULE_ID.default.so”来作为要加载的硬件抽象层模块文件的名称．

系统属性ro.hardware是在系统启动时，由init进程负责设置．它首先会读取/proc/cmdline文件，检查里面有没有一个名称为androidboot.hardware的属性，如果有，就把他的值作为属性ro.hardware的值，否则，就将/proc/cpuinfo文件的内容读取出来，并且将里面的硬件信息解析出来，即将Hardware字段的内容作为属性ro.hardware的值．例如，在Android模拟器中，从/proc/cpuinfo文件读取出来的Hardware字段内容为goldfish，于是，init进程会将属性ro.hardware的值设置为”goldfish”．系统属性ro.product.board，ro.board.platform，ro.arch是从/system/build.prop文件读取出来的．文件/system/build.prop是由编译系统中的编译脚本build/core/Makefile和Shell脚本build/tools/buildinfo.sh生成的．

２：硬件抽象层模块结构体定义规范

结构体hw_module_t和hw_device_t以及其相关的其他结构体定义在文件hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h中．

/** * Every hardware module must have a data structure named HAL_MODULE_INFO_SYM * and the fields of this data structure must begin with hw_module_t * followed by module specific information. * * 每一个硬件模块肯定会有一个名为HAL_MODULE_INFO_SYM的数据结构，并且 *　这个数据结构的域一定是以hw_module_t开始，后面跟着模块特殊的信息． * */
typedef struct hw_module_t {
    /** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */
　　　 /** tag一定要被初始化为HARDWARE_MODULE_TAG　　*/
    uint32_t tag;
    /** major version number for the module */
    /** 这个模块的主版本号码　 */  
    uint16_t version_major;
    /** minor version number of the module */
　　　　/** 这个模块的小版本号 */
    uint16_t version_minor;
    /** Identifier of module */
    /** 模块的标识符 */
    const char *id;
    /** Name of this module */
　　　　/** 这个模块的名称 */
    const char *name;
    /** Author/owner/implementor of the module */
　　　　/** 这个模块的作者/拥有者/实现者 */
    const char *author;
    /** Modules methods */
　　　　/** 模块方法 */
    struct hw_module_methods_t* methods;
    /** module's dso */
　　　　/** 模块的dso */
    void* dso;
    /** padding to 128 bytes, reserved for future use */
    /** 填充到128字节，为以后的使用所保留 */
    uint32_t reserved[32-7];
} hw_module_t;

结构体hw_module_t中的每一个成员的注释都已经在上面翻译了，不过，有几个点需要注意：

１）：在结构体hw_module_t的定义前面有一段注释，意思是硬件抽象层中的每一个模块都必须自定义一个硬件抽象层模块结构体，而且他的第一个成员变量的类型必须为hw_module_t．

２）：硬件抽象层每一个模块都必须存在一个导出符号HAL_MODULE_INFO_SYM，即HMI,他指向一个自定义的硬件抽象层模块结构体．

３）：结构体hw_module_t的成员变量tag的值必须设置为HARDWARE_MODULE_TAG，即设置为一个常量值(‘H’ << 24 | ‘W’ << 16 | ‘M’ << 18 | ‘T’)，用来标志这是一个硬件抽象层结构体．

４）：结构体hw_module_t的成员变量dso用来保存加载硬件抽象层模块后得到的句柄值．前面提到，每一个硬件抽象层都对应一个动态链接库文件．加载硬件抽象层模块的过程实际上就是调用dlopen函数来加载与其对应的动态链接库文件的过程．在调用dlclose函数来卸载这个硬件抽象层模块的时候，要用到这个句柄值，因此，我们在加载时需要将他保存起来．

５）：结构体hw_module_t的成员变量定义了一个硬件抽象层模块的操作方法列表，他的类悉为hw_module_methods_t．

typedef struct hw_module_methods_t {
    /** Open a specific device */
　　　　/** 打开一个特定的设备　*/
    int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
            struct hw_device_t** device);
} hw_module_methods_t;

结构体hw_module_methods_t只有一个成员变量，他是一个函数指针，用来打开硬件抽象层模块中的硬件设备．其中，参数module表示要打开的硬件设备所在的模块，参数id表示要打开的设备的ID，参数device是一个输出参数，用来描述一个已经打开的硬件设备．由于一个硬件抽象层模块可能包含多个设备硬件，因此，在调用结构体hw_moduel_methods_t的成员变量open来打开一个硬件设备的时候，我们需要指定他的ID．硬件抽象层中的硬件设备使用结构体hw_device_t来描述．

/** * Every device data structure must begin with hw_device_t * followed by module specific public methods and attributes. * * 每一个设备数据结构都是以hw_device_t开始的，后面跟着模块特定的 *　公共方法和属性． */
typedef struct hw_device_t {
    /** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */
　　　　/** tag一定要被初始化为HARDWARE_DEVICE_TAG */
    uint32_t tag;
    /** version number for hw_device_t */
    /** hw_device_t的版本号　*/
    uint32_t version;
    /** reference to the module this device belongs to */
    /** 该设备所属模块的引用　*/
    struct hw_module_t* module;
    /** padding reserved for future use */
    /** 扩展后面使用　*/
    uint32_t reserved[12];
    /** Close this device */
    /** 关闭这个设备　*/
    int (*close)(struct hw_device_t* device);
} hw_device_t;

１）：硬件抽象层模块中的每一个硬件设备都必须自定义一个硬件设备结构体，而且他的第一个成员变量参数为hw_device_t

２）：构体hw_device_t的成员变量tag的值必须设置为HARDWARE_DEVICE_TAG，即设置为一个常量值(‘H’ << 24 | ‘W’ << 16 | ‘M’ << 18 | ‘T’)，用来标志这是一个硬件抽象层中的硬件设备结构体．

３）：结构体hw_device_t中的成员变量close是一个函数指针，他用来关闭一个硬件设备．

注意：硬件抽象层中的硬件设备是由其所在的模块提供接口来打开的，而关闭则是由硬件设备自身提供的接口来完成的．