linux hal 学习整理

一，介绍：
硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL）是一个守护进程，它允许桌面应用程序即时读取硬件信息，这样，无论接口或设备类型如何，应用程序都能找到并使用它们。用这种方法，图形界面以一种无缝、一致的模式为用户提供所有的资源。

二，热插拔：

  热插拔会发生很多事情，HAL只是其中一部分。当一个新设备被加入，例如插入一个U盘，会发生以下事情（粗略的）：

• 内核获知此新设备并将其注册到/sys.
• Udev创建一个设备节点（如/dev/sdb1），然后加载必需的驱动/模块。
• HAL守护进程接到的通知，将设备及其相关信息加入到数据库。
• HAL通过D-Bus将新设备的加入这件事广播给所有订阅程序，如Thunar对此将在快捷边栏上显示图标，或者Metacity/Nautilus对此会在桌面添加一个图标。
• 可能还有其它监听程序，如卷管理器或者，它被配置为自动创建挂载点并挂载某些类型的驱动器, 当iPod插入时启动Rhythmbox ，等等。

三，hal 主要功能：        
主要说来，它提供以下几项功能：

             1.         获取指定类型的设备列表。

             2.         获取/更改设备的属性值。

             3.         获取设备具有的能力描述。

             4.         设备插入/拔除时，通知相关应用程序。

             5.         设备属性或能力变化时，通知相关应用程序。

 

            udev创建dev下的文件结点，加载驱动程序，让设备处于可用状态。而HAL则告诉应用程序，现在有哪些设备可用，这些设备的类型、特性和能力，让应用程序知道如何使用它们。

         设备的属性管理是HAL最重要任务之一，有的设备属性来源于实际的硬件，有的来源于设备信息文件(/usr/share/hal/fdi/)，有的来源其它配置信息(如/usr/share/hwdata/)。设备属性的都有标准的定义，这些属性定义是HAL的SPEC的主要内容之一，可以参考~david/hal-spec/hal-spec.html。

  

四，hal 分层试图：

            

       HAL作为一个后台服务程序运行，它的主体架构基于MVC的模型，在DBUS的帮助下，实现了异步事件通知机制。HAL的分层视图如下：

 

说明：

1.         实线箭头为主动调用，虚线箭头为事件上报。

 

2.         udev通过NetLink注册内核的设备事件，当有设备插入/拔除时，udev就会收到通知，它会从事件中所带参数和sysfs中的信息，加载适当的驱动程序，创建dev下的结点，让设备处于可用的状态。

 

3.         udev只是一个框架，它的行为完全受它的规则所控制，这些规则存放在目录/etc/udev/rules.d/中，其中90-hal.rules是用来让udev把设备插入/拔除的事件通过socket socket:/org/freedesktop/hal/udev_event转发给HAL的。

 

4.         HAL挂在socket:/org/freedesktop/hal/udev_event上等待事件，有事件发生时就调用函数hald_udev_data处理，它先从事件中取出主要参数，创建一个hotplug_event对象，把它放入事件队列中，然后调用hotplug_event_process_queue处理事件。

 

5.         函数hotplug_event_begin负责具体事件的处理，它把全部事件分为四类，并分别处理hotplug_event_begin_sysfs处理普通设备事件，hotplug_event_begin_acpi处理ACPI事件，hotplug_event_begin_apm处理APM事件，hotplug_event_begin_pmu处理PMU事件。要注意的是，后三者的事件源并非源于udev，而是在device_reprobe时触发的(osspec_device_reprobe/hotplug_reprobe_tree/hotplug_reprobe_generate_add_events/acpi_generate_add_hotplug_event)。

 

6.         函数hotplug_event_begin_sysfs中，如果是插入设备，则创建一个设备对象，设置设备的属性，调用相关callouts，然后放入设备列表中，并触发signal让dbus通知相关应用程序。如果是拔除设备，则调用相关callouts，然后从设备列表中删除，并触发signal让dbus通知相关应用程序。

 

7.         应用程序可以主动调用HAL提供的DBUS接口函数，这些函数在libhal.h中有定义。应用程序也可以注册HAL的signal，当设备变化时，HAL通过DBUS上报事件给应用程序。

 

8.         callout是HAL一种扩展方式，它在设备插入/拔除时执行。可以在设备信息文件中(/usr/share/hal目录)指定。

 

9.         addon也是HAL一种扩展方式，它与callout的不同之处在于addon往往是事件的触发者，而不是事件的消费者。HAL的事件源主要源于udev，而udev源于kernel的hotplug，然而有的设备如电源设备、磁盘设备和特殊按键等，它们并不产生hotplug事件。HAL就得不到通知，怎么办呢，addon就是用于支持新事件源的扩展方式。比如addon-acpi从/proc/acpi/event或者/var/run/acpid.socket收到事件，然后转发成HAL事件。addon-storage检测光盘或磁盘的状态，并设置设备的属性。addon-keyboard检测一些特殊按键，并触发相应事件。

 

 

简单的说，HAL就是一个设备数据库，它管理当前系统中所有的设备，你可以以多种灵活的方式去查询这些设备，可以获取指定设备的特性，可以注册设备变化事件。