HAL module (libhardware)架构
硬件抽象层 (HAL)
HAL 可定义一个标准接口以供硬件供应商实现，这可让 Android 忽略较低级别的驱动程序实现。借助 HAL，您可以顺利实现相关功能，而不会影响或更改更高级别的系统。HAL 实现会被封装成模块，并由 Android 系统适时地加载。
为了保证 HAL 具有可预测的结构，每个特定于硬件的 HAL 接口都要具有 hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h 中定义的属性。这类接口可让 Android 系统以一致的方式加载 HAL 模块的正确版本。HAL 接口包含两个组件：模块和设备。
HAL 模块
模块表示被封装且存储为共享库 (.so file) 的 HAL 实现。hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h标头文件会定义一个表示模块的结构体 (hw_module_t)，其中包含模块的版本、名称和作者等元数据。Android 会根据这些元数据来找到并正确加载 HAL 模块。
另外，hw_module_t 结构体还包含指向另一个结构体 hw_module_methods_t 的指针，后面这个结构体会包含一个指向相应模块的 open 函数的指针。此 open 函数用于与相关硬件（此 HAL 是其抽象形式）建立通信。每个特定于硬件的 HAL 通常都会使用附加信息为该特定硬件扩展通用的 hw_module_t 结构体。例如，在相机 HAL 中，camera_module_t 结构体会包含一个 hw_module_t 结构体以及其他特定于相机的函数指针：
typedef struct camera_module {
hw_module_t common;
int (*get_number_of_cameras)(void);
int (*get_camera_info)(int camera_id, struct camera_info *info);
} camera_module_t;
实现 HAL 并创建模块结构体时，您必须将其命名为 HAL_MODULE_INFO_SYM。以下是 Nexus 9 音频 HAL 的示例：
struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {
.common = {
.tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
.module_api_version = AUDIO_MODULE_API_VERSION_0_1,
.hal_api_version = HARDWARE_HAL_API_VERSION,
.id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,
.name = "NVIDIA Tegra Audio HAL",
.author = "The Android Open Source Project",
.methods = &hal_module_methods,
},
};
HAL 设备
设备是产品硬件的抽象表示。例如，一个音频模块可能包含主音频设备、USB 音频设备或蓝牙 A2DP 音频设备。
设备由 hw_device_t 结构体表示。与模块类似，每类设备都定义了一个通用 hw_device_t 的详细版本，其中包含指向硬件特定功能的函数指针。例如，audio_hw_device_t 结构体类型会包含指向音频设备操作的函数指针：
struct audio_hw_device {
struct hw_device_t common;
/**
* used by audio flinger to enumerate what devices are supported by
* each audio_hw_device implementation.
*
* Return value is a bitmask of 1 or more values of audio_devices_t
*/
uint32_t (*get_supported_devices)(const struct audio_hw_device *dev);
...
};
typedef struct audio_hw_device audio_hw_device_t;
Framework&applications
external libraries &runtime
HAL(libhardware)
(sensor stub-stub-stub)
linux device driver
HAL module 架构主要分为如下3个结构体
1.struct hw_module_t;
2.struct hw_module_methods_t;
3.struct hw_device_t;
三者继承关系如下
private_module_t(-base:gralloc_module_t)
gralloc_module_t(-common:hw_module_t)
hw_module_t(-methods:hw_methods_t)
hw_module_methods_t(-open:gralloc_device_open)
3个抽象文件在hardware.c中描述。HAL模块源代码保存在hardware目录中。
(1)结构体struct hw_module_t在文件\hardware\libhardware\include\hardware/hardware.h中定义，具体代码如下：
typedef struct hw_module_t {
/** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */
uint32_t tag;
uint16_t module_api_version;
#define version_major module_api_version
uint16_t hal_api_version;
#define version_minor hal_api_version
/** Identifier of module */
const char *id;
/** Name of this module */
const char *name;
/** Author/owner/implementor of the module */
const char *author;
/** Modules methods */
struct hw_module_methods_t* methods;
/** module's dso */
void* dso;
#ifdef __LP64__
uint64_t reserved[32-7];
#else
/** padding to 128 bytes, reserved for future use */
uint32_t reserved[32-7];
#endif
} hw_module_t;
硬件抽象层的中每个模块必须自己定义一个硬件抽象层模块结构体。
（2）结构体struct hw_module_methods_t在文件\hardware\libhardware\include\hardware/hardware.h中定义，具体代码如下
typedef struct hw_module_methods_t {
/** Open a specific device */
int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
struct hw_device_t** device);
} hw_module_methods_t;
只有一个成员变量，它是一个函数指针，用来打开硬件抽象层模块中的硬件设备。module 表示要打开的硬件设备所在的模块，ID表示设备的ID ,device 是一个输出参数，描述一个已经打开的设备。由于一个硬件抽象层模块可能含有多个硬件设备，因为在调用结构体struct hw_module_methods_t的成员变量open，打开一个硬件设备时需要指定的ID
（3）结构体struct hw_device_t 在文件\hardware\libhardware\include\hardware/hardware.h中定义，具体代码如下
typedef struct hw_device_t {
/** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */
uint32_t tag;
uint32_t version;
/** reference to the module this device belongs to */
struct hw_module_t* module;
/** padding reserved for future use */
#ifdef __LP64__
uint64_t reserved[12];
#else
uint32_t reserved[12];
#endif
/** Close this device */
int (*close)(struct hw_device_t* device);
} hw_device_t;