Android HAL hardware module分析 以GPS module为例

准备在S5PV210的android系统中实现GPS功能，程序已经写好了，也可以编译出gps.s5pc110.so的库，但是不知道上层怎么调用这个库，在GPS相关的Android.mk中也没有找到，很是纳闷。通过分析hardware module才知道是怎么回事，之前并没有详细的了解hardware module，现在简单的分析一下。

HAL层的hardware module主要实现文件为：

hardware/libhardware/hareware.c

hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h

重要的结构体：

typedef struct hw_device_t {
    uint32_t tag;  /** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */   标识符
    uint32_t version;  /** version number for hw_device_t */             版本号
    struct hw_module_t* module;  /** reference to the module this device belongs to */   该硬件属于哪个module
    uint32_t reserved[12];  /** padding reserved for future use */
    int (*close)(struct hw_device_t* device);  /** Close this device */  关闭设备操作
} hw_device_t;

表示一个硬件设备，存储了各种硬件设备的公共属性和方法

typedef struct hw_module_t {
    uint32_t tag;   /** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */   标识符
    uint16_t version_major;  /** major version number for the module */     主版本号
    uint16_t version_minor;  /** minor version number of the module */      次版本号
    const char *id;   /** Identifier of module */                    id，决定了库的文件名
    const char *name;   /** Name of this module */                    模块的名字
    const char *author;  /** Author/owner/implementor of the module */   模块作者
    struct hw_module_methods_t* methods;  /** Modules methods */         模块的操作方法
    void* dso; /** module's dso */
    uint32_t reserved[32-7];  /** padding to 128 bytes, reserved for future use */
} hw_module_t;

描述一个硬件模块

typedef struct hw_module_methods_t {
    int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
            struct hw_device_t** device);
} hw_module_methods_t;

定义了操作设备的方法，只有一个open函数

hareware.c分析：

/** Base path of the hal modules */   指定硬件模块库存放的路径
#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"

下面这个用于搜索不同的库文件名：

/**
 * There are a set of variant filename for modules. The form of the filename
 * is ".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",
    "ro.product.board",
    "ro.board.platform",
    "ro.arch"
};

库的名称要根据实际的product或board指定

在210平台GPS模块库的文件名可以为：

gps.s5pc110.so

gps.ARMV7.so

gps.default.so

hw_get_module函数作用是在系统中查找模块的库文件

根据硬件模块的id参数和指定的查找路径，配合product,board等变量，最终指定到一个so库文件

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

---------------------------------------------------------------------------------

    /* Loop through the configuration variants looking for a module */
    for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1 ; i++) {
        if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {
            if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {
                continue;
            }
            snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",       //system/lib/hw/*.*.so
                    HAL_LIBRARY_PATH1, id, prop);
            if (access(path, R_OK) == 0) break;

            snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
                     HAL_LIBRARY_PATH2, id, prop);
            if (access(path, R_OK) == 0) break;
        } else {
            snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so",    //如果没查到硬件属性，使用默认的库文件名system/lib/hw/*.default.so
                     HAL_LIBRARY_PATH1, id);
            if (access(path, R_OK) == 0) break;
        }
    }

创建GPS modules分析：

下面这段话很重要，说明了如何构建一个模块

/**
 * 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.
 */

可以说这是andorid中标准的构建模块的写法

const struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
    .version_major = 1,
    .version_minor = 0,
    .id = GPS_HARDWARE_MODULE_ID,
    .name = "XC-GPS Module",
    .author = "",
    .methods = &hw_module_methods,
};

通过分析hw_get_module函数我们知道，id是用来指定模块库文件名的，给GPS_HARDWARE_MODULE_ID赋值

#define GPS_HARDWARE_MODULE_ID  "gps"

实际上GPS_HARDWARE_MODULE_ID并不是在代码中这样定义的，可能是在某个编译脚本里，我暂时还没找到

指定methods：

static struct hw_module_methods_t hw_module_methods = {
    .open = open_gps
};

只有一个open_gps函数，当模块加载时就会执行open_gps:

static int open_gps(const struct hw_module_t* module, char const* name,
                    struct hw_device_t** device)
{
    struct gps_device_t *gps_device = malloc(sizeof(struct gps_device_t));
    if (gps_device)
    {
        memset(gps_device, 0, sizeof(*gps_device));
        gps_device->common.tag        = HARDWARE_DEVICE_TAG;
        gps_device->common.version    = 0;
        gps_device->common.module     = (struct hw_module_t*)module;
        gps_device->get_gps_interface = gps_get_hardware_interface;

        *device = (struct hw_device_t*)gps_device;

        return 0;
    }

    return 1;
}

每个硬件设备都应该有一个类似xxxx_device_t的结构体，里面包含了hw_device_t

gps的设备结构体定义如下：

struct gps_device_t {
    struct hw_device_t common;
    const GpsInterface* (*get_gps_interface)(struct gps_device_t* dev);
};

在open函数中给这个模块所包含的hw_device_t赋值

get_gps_interface函数用来得到GPS的操作接口

const GpsInterface* gps_get_hardware_interface(struct gps_device_t* dev)
{
    return &_GpsInterface;
}

接下来，程序的主体部分就是实现_GpsInterface里面所定义的所有操作

HAL层的模块是由具体的上一层JNI来调用，关于怎么调用的，下一篇分析GPS module时再说，我也不是很清楚，再整理一下