在Ubuntu Android簡單介紹硬件抽象層（HAL）一文中，我們簡要介紹了在Android系統(tǒng)為為硬件編寫驅(qū)動程序的方法。簡單來說，硬件驅(qū)動程序一方面分布在Linux內(nèi)核中，另一方面分布在用戶空間的硬件抽象層中。接著Ubuntu Android系統(tǒng)上編寫Linux內(nèi)核驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)方法一文中舉例子說明了如何在Linux內(nèi)核編寫驅(qū)動程序。在這一篇文章中，我們將繼續(xù)介紹Android系統(tǒng)硬件驅(qū)動程序的另一方面實現(xiàn)，即如何在硬件抽象層中增加硬件模塊來和內(nèi)核驅(qū)動程序交互。在這篇文章中，我們還將學(xué)習(xí)到如何在Android系統(tǒng)創(chuàng)建設(shè)備文件時用類似Linux的udev規(guī)則修改設(shè)備文件模式的方法。

      一. 參照在Ubuntu Android系統(tǒng)上編寫Linux內(nèi)核驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)方法一文所示，準(zhǔn)備好示例內(nèi)核驅(qū)動序。完成這個內(nèi)核驅(qū)動程序后，便可以在Android系統(tǒng)中得到三個文件，分別是/dev/hello、/sys/class/hello/hello/val和/proc/hello。在本文中，我們將通過設(shè)備文件/dev/hello來連接硬件抽象層模塊和Linux內(nèi)核驅(qū)動程序模塊。

      二. 進入到在hardware/libhardware/include/hardware目錄，新建hello.h文件：

      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ cd hardware/libhardware/include/hardware

      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/hardware/libhardware/include/hardware$ vi hello.h

      hello.h文件的內(nèi)容如下：

#ifndef ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
#define ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
#include <hardware/hardware.h>

__BEGIN_DECLS

/*定義模塊ID*/
#define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"

/*硬件模塊結(jié)構(gòu)體*/
struct hello_module_t {
	struct hw_module_t common;
};

/*硬件接口結(jié)構(gòu)體*/
struct hello_device_t {
	struct hw_device_t common;
	int fd;
	int (*set_val)(struct hello_device_t* dev, int val);
	int (*get_val)(struct hello_device_t* dev, int* val);
};

__END_DECLS

#endif

 這里按照Android硬件抽象層規(guī)范的要求，分別定義模塊ID、模塊結(jié)構(gòu)體以及硬件接口結(jié)構(gòu)體。在硬件接口結(jié)構(gòu)體中，fd表示設(shè)備文件描述符，對應(yīng)我們將要處理的設(shè)備文件"/dev/hello"，set_val和get_val為該HAL對上提供的函數(shù)接口。

      三. 進入到hardware/libhardware/modules目錄，新建hello目錄，并添加hello.c文件。 hello.c的內(nèi)容較多，我們分段來看。

      首先是包含相關(guān)頭文件和定義相關(guān)結(jié)構(gòu)：

#define LOG_TAG "HelloStub"

#include <hardware/hardware.h>
#include <hardware/hello.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <cutils/log.h>
#include <cutils/atomic.h>

#define DEVICE_NAME "/dev/hello"
#define MODULE_NAME "Hello"
#define MODULE_AUTHOR "shyluo@gmail.com"

/*設(shè)備打開和關(guān)閉接口*/
static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);
static int hello_device_close(struct hw_device_t* device);

/*設(shè)備訪問接口*/
static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val);
static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val);

/*模塊方法表*/
static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {
	open: hello_device_open
};

/*模塊實例變量*/
struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
	common: {
		tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
		version_major: 1,
		version_minor: 0,
		id: HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,
		name: MODULE_NAME,
		author: MODULE_AUTHOR,
		methods: &hello_module_methods,
	}
};

  這里，實例變量名必須為HAL_MODULE_INFO_SYM，tag也必須為HARDWARE_MODULE_TAG，這是Android硬件抽象層規(guī)范規(guī)定的。

      定義hello_device_open函數(shù)：

static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {
	struct hello_device_t* dev;dev = (struct hello_device_t*)malloc(sizeof(struct hello_device_t));
	
	if(!dev) {
		LOGE("Hello Stub: failed to alloc space");
		return -EFAULT;
	}

	memset(dev, 0, sizeof(struct hello_device_t));
	dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
	dev->common.version = 0;
	dev->common.module = (hw_module_t*)module;
	dev->common.close = hello_device_close;
	dev->set_val = hello_set_val;dev->get_val = hello_get_val;

	if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {
		LOGE("Hello Stub: failed to open /dev/hello -- %s.", strerror(errno));free(dev);
		return -EFAULT;
	}

	*device = &(dev->common);
	LOGI("Hello Stub: open /dev/hello successfully.");

	return 0;

 DEVICE_NAME定義為"/dev/hello"。由于設(shè)備文件是在內(nèi)核驅(qū)動里面通過device_create創(chuàng)建的，而device_create創(chuàng)建的設(shè)備文件默認(rèn)只有root用戶可讀寫，而hello_device_open一般是由上層APP來調(diào)用的，這些APP一般不具有root權(quán)限，這時候就導(dǎo)致打開設(shè)備文件失敗：

      Hello Stub: failed to open /dev/hello -- Permission denied.   

       解決辦法是類似于Linux的udev規(guī)則，打開Android源代碼工程目錄下，進入到system/core/rootdir目錄，里面有一個名為ueventd.rc文件，往里面添加一行：  

           /dev/hello 0666 root root    

         定義hello_device_close、hello_set_val和hello_get_val這三個函數(shù)：

static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) {
	struct hello_device_t* hello_device = (struct hello_device_t*)device;

	if(hello_device) {
		close(hello_device->fd);
		free(hello_device);
	}
	
	return 0;
}

static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val) {
	LOGI("Hello Stub: set value %d to device.", val);

	write(dev->fd, &val, sizeof(val));

	return 0;
}

static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val) {
	if(!val) {
		LOGE("Hello Stub: error val pointer");
		return -EFAULT;
	}

	read(dev->fd, val, sizeof(*val));

	LOGI("Hello Stub: get value %d from device", *val);

	return 0;
}

  四. 繼續(xù)在hello目錄下新建Android.mk文件：

      LOCAL_PATH := $(call my-dir)
      include $(CLEAR_VARS)
      LOCAL_MODULE_TAGS := optional
      LOCAL_PRELINK_MODULE := false
      LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_SHARED_LIBRARIES)/hw
      LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog
      LOCAL_SRC_FILES := hello.c
      LOCAL_MODULE := hello.default
      include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

 注意：LOCAL_MODULE的定義規(guī)則，hello后面跟有default，hello.default能夠保證我們的模塊總能被硬象抽象層加載到。

       五. 編譯：

      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ mmm hardware/libhardware/modules/hello 

      編譯成功后，就可以在out/target/product/generic/system/lib/hw目錄下看到hello.default.so文件了。

      六. 重新打包Android系統(tǒng)鏡像system.img：

      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ make snod

      重新打包后，system.img就包含我們定義的硬件抽象層模塊hello.default了。

      雖然我們在Android系統(tǒng)為我們自己的硬件增加了一個硬件抽象層模塊，但是現(xiàn)在Java應(yīng)用程序還不能訪問到我們的硬件。我們還必須編寫JNI方法和在Android的Application Frameworks層增加API接口，才能讓上層Application訪問我們的硬件。在接下來的文章中，我們還將完成這一系統(tǒng)過程，使得我們能夠在Java應(yīng)用程序中訪問我們自己定制的硬件。

以上就是Android硬件抽象層（HAL）模塊訪問Linux內(nèi)核驅(qū)動程序的資料整理，后續(xù)繼續(xù)補充，希望能幫助學(xué)習(xí)Android源碼的朋友。

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