作為一個搞android驅動或者說搞底層的人，我覺得對於hal那是必須要掌握的，而且必須達到一定深度，於是我總結了一下，將整個自己的分析思路寫下來。

主要是看android原始碼，根據原始碼得到的思路。(看原始碼比看什麼著作書籍都管用)

android HAL是什麼？為什麼有它？

硬體抽象層是介於android核心kernel和上層之間的抽象出來的一層結構。他是對linux驅動的一個封裝，對上層提供統一介面，上層應用不必知道下層硬體具體怎麼實現工作的，它遮蔽了底層的實現細節。

它在整個android架構中的位置如下圖所示：

傳統的linux對硬體的操作基本上在核心空間的linux驅動程式中實現了，那麼現在為什麼那麼多此一舉把對硬體的操作分為兩部分，hal和linux驅動呢？

而且hal屬於使用者空間，linux驅動屬於核心空間。其實並不多餘。那麼為什麼要高出這麼個東西，理由是很多的：

1.谷歌搭好了hal的框架，為上層framework打通過jni呼叫hal提供了統一的api，硬體開發商或者移植人員只需要按照框架開發即可，無需話費精力在與上層的互動上的實現上，將精力放在hal層本身的實現上即可。

2.從商業角度，許多硬體廠商不願意將自己硬體相關一些核心的東西開源出去，假如將對自己硬體的驅動程式全部放入核心空間驅動程式實現，那麼必須遵循GPL協議，是必需開源的。有了HAL層之後，他們可以把一些核心的演算法之類的東西的實現放在HAL層，而hal層位於使用者空間，不屬於linux核心，和android原始碼一樣遵循的是appache協議，這個是可以開源或者不開的。

搞清楚了hal的存在意義，下面來根據hal層原始碼分析一下hal到底是怎麼樣個架構和實現原理，深入剖析一下。

android hal層的程式碼主要位於/hardware/libhardware下面我們從上往下走。

在hal層中，各類硬體的都是以硬體模組的形式描述的hal層中是用hw_module_t結構體來描述的，而每一類硬體模組中又有各個獨立的硬體，hal中是用hw_device_t結構體來描述的。

上層app通過jni呼叫硬體時，首先得獲取到hw_module_t結構體，也即是硬體模組，有了這個才能再對硬體進行操作。那麼我們來看看看看這兩個結構體定義是什麼樣子的。

它們的定義在/hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h裡面。

a.  hw_module_t表示硬體模組，它主要包含了一些硬體模組的資訊，結構體的定義：

/**
 * 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.
 */
typedef struct hw_module_t {
    /** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */
    uint32_t tag;  //tag，根據引文註釋可以看到必須被初始化為HARDWARE_MODULE_TAG

    /** major version number for the module */
    uint16_t version_major;//主版本號

    /** minor version number of the module */
    uint16_t version_minor;//次版本號

    /** Identifier of module */
    const char *id;//模組id字串

    /** Name of this module */
    const char *name;//模組名

    /** Author/owner/implementor of the module */
    const char *author;//作者

    /** Modules methods */
    struct hw_module_methods_t* methods;//硬體模組方法結構體

    /** module's dso */
    void* dso;//開啟硬體模組的庫時得到的控制代碼

    /** padding to 128 bytes, reserved for future use */
    uint32_t reserved[32-7];

} hw_module_t;

 前面tag，name那幾個成員屬性就不說了，看了註釋相信大家都知道了，下面看看hw_module_methods_t,這個指標methods它指向的是與本硬體模組相關的方法的結構體，裡面不用看可以猜出肯定有一些函式指標，但是它裡面只有一個函式指標。可以看看定義：

1 typedef struct hw_module_methods_t {
2     /** Open a specific device */
3     int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,//開啟硬體裝置函式指標
4             struct hw_device_t** device);
5 
6 } hw_module_methods_t;

我們可以看到確實只有一個函式指標，open它是開啟硬體模組中硬體裝置的函式。

然後是成員void* dso，它是開啟硬體模組相關的額裝置之後返回的控制代碼給它，這個在後面看hw_get_module函式原始碼的時候你就會明白。

b.  下面我們再來看看hw_device_t結構體,這個結構體主要是用來描述模組中硬體裝置的屬性資訊什麼的。一個硬體模組可能有多個硬體裝置。

比如說，感測器模組，sensor_module,是一個硬體模組，但是手機中的感測器就對應的有好多種，比如加速度acc_sensor,磁感測器M_sensor等，那麼他們都屬於sensor_module,但是他們有都有自己的

hw_device_t結構體來描述。hw_device_t定義：

 1 /**
 2  * Every device data structure must begin with hw_device_t
 3  * followed by module specific public methods and attributes.
 4  */
 5 typedef struct hw_device_t {
 6     /** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */
 7     uint32_t tag;   //裝置tag
 8 
 9     /** version number for hw_device_t */
10     uint32_t version;//版本
11 
12     /** reference to the module this device belongs to */
13     struct hw_module_t* module;//本裝置歸屬的硬體模組
14 
15     /** padding reserved for future use */
16     uint32_t reserved[12];//保留
17 
18     /** Close this device */
19     int (*close)(struct hw_device_t* device);//關閉裝置的函式指標
20 
21 } hw_device_t;

其中，第三個成員module指向的是這個裝置歸屬的硬體模組結構體。

最後一個函式指標close指向的肯定是關閉裝置的函式。

恩，到此，hal的主要的兩個結構體講完了，下次我們繼續，將結合原始碼，看看hal層到底是怎麼工作的，看看上層怎麼獲取到硬體模組，硬體裝置的，到底是怎麼載入解析動態共享庫的。