Tags标签 网战地图
当前位置: 主页 > 编程语言 > Android >

[Android的系统移植与平台开发]初识HAL

2014-06-06 13:53 [Android] 来源于:
导读:1. HAL的module与stub HAL(Hardware AbstractLayer)硬件抽象层是Google开发的Android系统里上层应用对底层硬件操作屏蔽一个软件层次,说白了,就是上层的应用不用关心底层硬件具体如何工作的,只要向上层提供一个统一的接口即可,这种设计思想广泛的存在于

1.      HAL的module与stub

[Android的系统移植与平台开发]初识HAL _www.fengfly.com

HAL(Hardware AbstractLayer)硬件抽象层是Google开发的Android系统里上层应用对底层硬件操作屏蔽一个软件层次,说白了,就是上层的应用不用关心底层硬件具体如何工作的,只要向上层提供一个统一的接口即可,这种设计思想广泛的存在于当前的软件架构设计里。

严格来讲,Android系统里完全可以没有HAL硬件抽象层,上层应用层可以通过API调用到底层硬件,但是Android自出现开始一直打着开源的旗号,而一些硬件厂商由于商业因素,不希望自己的核心代码开源出来,而只是提供二进制代码。另外,Android系统里使用的一些硬件设备接口可能不是使用的Linux Kernel的统一接口,并且还有GPL版权的原因,所以Google不利己,在Android的架构里提出了HAL的概念,这个HAL其实就是硬件独立的意思,Android系统不依赖于某一个具体的硬件驱动,而是依赖于HAL代码,这样,第三方厂商可以将自己不开源的代码封装在HAL层,仅提供二进制。

HAL的架构分为两种:

Ø  旧的架构module

Ø  新的架构modulestub


 

1.1 module架构

旧的架构比较好理解,Android用户应用程序或框架层代码由Java实现,Java运行在Dalvik虚拟机中,没有办法直接访问底层硬件,只能通过调用so本地库代码实现,在so本地库代码里有对底层硬件操作代码,如下图所示:

[Android的系统移植与平台开发]初识HAL _www.fengfly.com
 

 

也就是说,应用层或框架层Java代码,通过JNI技术调用C或C++写的so库代码,在so库代码中调用底层驱动,实现上层应用的提出的硬件请求操作。实现硬件操作的so库为:module。

其实现流程如下图:

[Android的系统移植与平台开发]初识HAL _www.fengfly.com
 

 

由此可见,Java代码要访问硬件效率其实挺低的,没有C代码效率高,但是Android系统在软件框架和硬件处理器上都在减少和C代码执行效率的差距,据国外测试的结果来看,基本上能达到C代码效率的95%左右。

这种设计架构虽然满足了Java应用访问硬件的需要,但是,使得我们的代码上下层次间的耦合太高,用户程序或框架代码必须要去加载module库,如果底层硬件有变化,moudle要重新编译,上层也要做相应的变化,另外,如果多个应用程序同时访问硬件,都去加载module,同一设备被打开多次,还有代码的重入问题。因此,Google又提出了新的HAL架构。


 

1.2 新的HAL架构

 

[Android的系统移植与平台开发]初识HAL _www.fengfly.com
 

新的架构使用的是module stub方式。Stub是存根或桩的意思,其实说白了,就是指一个对象代表的意思。由上面的架构可知,上层应用层或框架层代码加载so库代码,so库代码我们称为module,在HAL层注册了每个硬件对象的存根stub,当上层需要访问硬件的时候,就从当前注册的硬件对象stub里查找,找到之后stub会向上层module提供该硬件对象的operations interface(操作接口),该操作接口就保存在了module中,上层应用或框架再通过这个module操作接口来访问硬件。如下图,以Led为例的示意图:

 [Android的系统移植与平台开发]初识HAL _www.fengfly.com

Led App为Android 应用程序,Led App里的Java代码不能操作硬件,将硬件操作工作交给本地module库 led_runtime.so,它从当前系统中查找Led Stub,查找到之后,Led Stub将硬件驱动操作返回给module,Led App操作硬件时,通过保存在module中的操作接口间接访问底层硬件。

问题来了:

Ø  麻烦,觉得比module方式复杂

Ø  硬件对象怎样注册为stub?

Ø  上层如何查找硬件对象的stub?

“麻烦”是确定的,但是Google这么聪明的公司不可能是光制造麻烦的公司,肯定是考虑到其它的优越性才使用这种方式。


 

1.3Module架构与Stub构架对比

在Module架构中,本地代码由so库实现,上层直接将so库映射进进程空间,会有代码重入及设备多次打开的问题。新的Stub框架虽然也要加载module库,但是这个module已经不包含操作底层硬件驱动的功能了,它里面保存的只是底层Stub提供的操作接口,底层Stub扮演了“接口提供者”的角色,当Stub第一次被使用时加载到内存,后续再使用时仅返回硬件对象操作接口,不会存在设备多次打开问题,并且由于多进程访问时返回的只是函数指针,代码没有重入问题。

(编辑:)

本文标签:
网友评论

栏目列表

推荐文章