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分类: 嵌入式

2015-05-12 18:22:39


(最近一直在搞看HAL,本想自己写一篇文章的,猛哥这篇文章写的很清晰了,先转过来了,自己就做一些注释和补充了。蓝字补充,红字笔记

http://hi.baidu.com/snownight/blog/item/d863d21bb7dd9bd8ad6e75d0.html


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。(这个函数是在相应的JNI里调用的
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",(一般格式都是***
_HARDWARE_MODULE_ID “***”  ,举例来说sensors就是在HAL层对应的c文件定义的宏,即编译完以后就是我们所说的HAL Syub)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
        if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {
            //获取ro.hardware/ro.product.board/ro.board.platform/ro.arch等key的值。
            if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {
                continue;
            }
            snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
                    HAL_LIBRARY_PATH, id, prop);
             //如果开发板叫做mmdroid,那么这里的path就是system/lib/hw/sensor.mmdroid.so(事实上为什么是这样,是因为在对应的HAL的C文件的Android.mk文件指定的,如
LOCAL_MODULE := sensor.$(TARGET_BOARD_PLATFORM),当然指定为sensor.default.so是肯定能找到的,为什么?源码已经告诉我们了

        } else {
            snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so",
                    HAL_LIBRARY_PATH, id);//默认会加载/system/lib/hw/sensor.default.so

        }
        if (access(path, R_OK)) {
            continue;
        }
        /* we found a library matching this id/variant */
        break;
    }    
    status = -ENOENT;
    if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1) {
        /* load the module, if this fails, we're doomed, and we should not try
         * to load a different variant. */
        status = load(id, path, module);//调用load函数打开动态链接库
    }    
    

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(主要是dlopen和dlsym两个函数,打开和取出动态库,具体实现可以去追源码,注意多个函数的时候找bionic的

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;(将找到的Stub给hmi->dso,更准确的说,我觉得可是说成实例化的过程,将hw_module_t定义的hmi实例化的过程)

    /* 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;onload 凯旋而归

    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。

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