Android硬件抽象層（HAL）概要介紹和學(xué)習(xí)計(jì)劃

節(jié)約紙巾 · 發(fā)表于 2013-8-28 16:30

Android的硬件抽象層，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是對(duì)Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的封裝，向上提供接口，屏蔽低層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。也就是說(shuō)，把對(duì)硬件的支持分成了兩層，一層放在用戶(hù)空間（User Space），一層放在內(nèi)核空間（Kernel Space），其中，硬件抽象層運(yùn)行在用戶(hù)空間，而Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行在內(nèi)核空間。為什么要這樣安排呢？把硬件抽象層和內(nèi)核驅(qū)動(dòng)整合在一起放在內(nèi)核空間不可行嗎？從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，是可以的，然而從商業(yè)的角度來(lái)看，把對(duì)硬件的支持邏輯都放在內(nèi)核空間，可能會(huì)損害廠家的利益。我們知道，Linux內(nèi)核源代碼版權(quán)遵循GNU License，而Android源代碼版權(quán)遵循Apache License，前者在發(fā)布產(chǎn)品時(shí)，必須公布源代碼，而后者無(wú)須發(fā)布源代碼。如果把對(duì)硬件支持的所有代碼都放在Linux驅(qū)動(dòng)層，那就意味著發(fā)布時(shí)要公開(kāi)驅(qū)動(dòng)程序的源代碼，而公開(kāi)源代碼就意味著把硬件的相關(guān)參數(shù)和實(shí)現(xiàn)都公開(kāi)了，在手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，這對(duì)廠家來(lái)說(shuō)，損害是非常大的。因此，Android才會(huì)想到把對(duì)硬件的支持分成硬件抽象層和內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層，內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層只提供簡(jiǎn)單的訪問(wèn)硬件邏輯，例如讀寫(xiě)硬件寄存器的通道，至于從硬件中讀到了什么值或者寫(xiě)了什么值到硬件中的邏輯，都放在硬件抽象層中去了，這樣就可以把商業(yè)秘密隱藏起來(lái)了。也正是由于這個(gè)分層的原因，Android被踢出了Linux內(nèi)核主線代碼樹(shù)中。大家想想，Android放在內(nèi)核空間的驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ布闹С质遣煌暾?，把Linux內(nèi)核移植到別的機(jī)器上去時(shí)，由于缺乏硬件抽象層的支持，硬件就完全不能用了，這也是為什么說(shuō)Android是開(kāi)放系統(tǒng)而不是開(kāi)源系統(tǒng)的原因。

   撇開(kāi)這些爭(zhēng)論，學(xué)習(xí)Android硬件抽象層，對(duì)理解整個(gè)Android整個(gè)系統(tǒng)，都是極其有用的，因?yàn)樗鼜南碌缴仙婕暗搅薃ndroid系統(tǒng)的硬件驅(qū)動(dòng)層、硬件抽象層、運(yùn)行時(shí)庫(kù)和應(yīng)用程序框架層等等，下面這個(gè)圖闡述了硬件抽象層在Android系統(tǒng)中的位置，以及它和其它層的關(guān)系：



   在學(xué)習(xí)Android硬件抽象層的過(guò)程中，我們將會(huì)學(xué)習(xí)如何在內(nèi)核空間編寫(xiě)硬件驅(qū)動(dòng)程序、如何在硬件抽象層中添加接口支持訪問(wèn)硬件、如何在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)提供硬件訪問(wèn)服務(wù)以及如何編寫(xiě)JNI使得可以通過(guò)Java接口來(lái)訪問(wèn)硬件，而作為中間的一個(gè)小插曲，我們還將學(xué)習(xí)一下如何在Android系統(tǒng)中添加一個(gè)C可執(zhí)行程序來(lái)訪問(wèn)硬件驅(qū)動(dòng)程序。由于這是一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，筆者將分成六篇文章來(lái)描述每一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，包括:

   一. 在Android內(nèi)核源代碼工程中編寫(xiě)硬件驅(qū)動(dòng)程序。

   二. 在Android系統(tǒng)中增加C可執(zhí)行程序來(lái)訪問(wèn)硬件驅(qū)動(dòng)程序。

   三. 在Android硬件抽象層增加接口模塊訪問(wèn)硬件驅(qū)動(dòng)程序。

   四. 在Android系統(tǒng)中編寫(xiě)JNI方法在應(yīng)用程序框架層提供Java接口訪問(wèn)硬件。

   五. 在Android系統(tǒng)的應(yīng)用程序框架層增加硬件服務(wù)接口。

   六. 在Android系統(tǒng)中編寫(xiě)APP通過(guò)應(yīng)用程序框架層訪問(wèn)硬件服務(wù)。

   學(xué)習(xí)完這六篇文章，相信大家對(duì)Android系統(tǒng)就會(huì)有一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)了，敬請(qǐng)關(guān)注

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