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3、原创技术文章：Android内核研究之--HAL层学习
注：以帖子内容，可能达不到精华帖，但是本人对热衷内核研究，希望加入到破解论坛与跟多但牛一起交流学习

Android内核学习之番外篇一                                                        -----HAL学习总结与计划1.  学习前言

本篇博客的学习是基于老罗的Android之旅的书和博客的。关于这个地方的学习之前曾经花时间看过一遍，并且跟着走了一遍，但是中途因为碰到问题没有解决，导致很多地方都跳过去了。这一次算是全部走完了整个流程，从底层的驱动编写到顶层app访问虚拟设备成功完整的跟着学习做了一遍。虽然这次也有不少的挫折，但是还好都一一解决了。这里想记录一下学习的过程，并且将后面需要自完善部分也提出来，让自己更深入的理解这一块。

2.  HAL学习编译步骤

（1）    编写Android系统的内核驱动程序

其实内核驱动的编写有一定的格式，只要是有固定格式的编写应该都不难，但是无奈我的C基础比较薄弱，看LDD（Linux Device Drivers）的时候也基本上是囫囵吞枣（这个词我用了好多次，汗颜）了。但是以前一些固定的语法不懂，现在最起码能看懂了。但是能达到编写内核驱动的功力我还是远远不够。只是短期我也没那么多奢求了，只希望能把Android底层摸头就可以了。

这里的驱动并不是为真正的硬件编写，而是为一个虚拟设备----一个4字节的寄存器设备----编写的驱动。

在XXX/kernel/common/drivers 目录下新建驱动文件，按照驱动的格式写好驱动。然后make即可将驱动编译到内核中去。

传统的硬件读写打开关闭方法：

static int hello_open(struct inode* inode, struct file* filp)；

static int hello_release(struct inode* inode, struct file* filp)；

static ssize_t hello_read(struct file* filp, char __user *buf, size_t count, loff_t* f_pos)；

static ssize_t hello_write(struct file* filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t* f_pos)；

（2）    HAL层模块访问内核驱动程序

按照Android硬件抽象层规范的要求，分别定义模块ID、模块结构体以及硬件接口结构体。

疑问:HAL层的模块是如何同内核的驱动进行交互的，在这里没看明白。

关于这篇文章有个问题没想清楚：这里的HAL模块访问内核驱动，但是是在什么地方涉及到与内核驱动的交互呢？

比如在hello_set_val 方法的实现中，有write(dev->fd, &val, sizeof(val))；这样一句代码，这里的write是不是就是对应着HAL系列关于内核驱动编写那篇文章中的   .write =hello_write,也就是这里的write就是调用了内核驱动中hello_write这个方法从而达到HAL模块访问内核驱动模块？？

（3）      Runtime Lib层JNI接口访问HAL

通过编写JNI方法，向上层提供jni接口供java访问，方法写在如下的类中：com_android_server_HelloService.cpp

其中包括三个方法：

static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value)

static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz)

static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz)

static const JNINativeMethod method_table[]

int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env)

这些方法通过device来调用HAL模块的方法与内核驱动直接交互。

这个类以及类中的方法和类中的变量类型都有严格的命名方式，类名按照com_android_server_XXX方式命名，变量都是按照JNI规定的方式命名变量。

然后在onload.cpp中将JNI的方法注册到内部。

（4）    Frameworks增加硬件访问服务

在下面目录下床架可以与上面的JNI交互的程序：

frameworks/base/core/java/android/os

1.  package android.os;  

2.     

3.  interface IHelloService {  

4.      void setVal(int val);  

5.      int getVal();  

6.  }

首先定义AIDL文件，AIDL是android用来进行远程接口调用的语言模式，android内部可以根据AIDL的定义生成stub类和代{过}{滤}理类，也就是服务端和客户端进程分别可以调用的类，然后这两个类通过binder的机制进行交互通信，也就达到了线程间的通信的目的。

         然后定义一个service继承自stub接口，然后接口的实现通过navtive的方法调用上面所涉及的JNI方法，然后通过JNI方法与内核驱动的交互来访问设备寄存器（我们在上面涉及的虚拟设备）。

这里的AIDL要用hide来标示，否则编译不用过。

（5）    Application层访问frameworks层的硬件服务

1.  helloService = IHelloService.Stub.asInterface(

2.  ServiceManager.getService("hello"));

通过面代码获得上一步注册的HelloService接口，然后在app中调用方法的时候就通过方法中的native访问了运行时层的相关JNI方法，JNI方法通过device调用HAL层的函数与内核模块交互，这样就完成了app==》frameworks==》运行时库==》HAL层模块==》内核驱动==》硬件设备，这一整个过程的流转。

（6）    留白，未完待续……

3. 总结

其实，这个系列虽然是顺利走完了，但是很多内容还是不能融会贯通，我觉得可以通过binder的方式进行改造这个实例，如果改造成功的话说明我算是有个一知半解了，如果改造不成功，那就说明还有很多东西没走通。这个也就是我下面的计划：通过binder的形式改造HAL系列模块，完成从APPèframeworksèRuntime LibèHALè内核驱动è虚拟设备的流转。

看了这么久的资料，自己能整理了一下，感觉硬伤还是很多，主要是自己的积累不够吧。越这样越发佩服这些系列博客的大牛，能定下来学习并整理出这么好的资料给我们指导。我想绝大多数人很难再学得这么深入，有整理出这么高级的材料来了。他们也算是这个方面的巨人了吧。牛顿说他取得那么大的成就是因为站在了巨人笛卡尔的肩上。有人说这是一种谦逊，也有人说这是他在挤兑笛卡尔。但是有一个问题对我等凡人是至关重要的，那就是如何爬上巨人的肩膀上。要想达到一定的高度，只看书只弄懂了还远远不够，还要自己去实践去验证，要牢记知易行难。这样才算是一步一个脚印的往上走。其实经验并不能传授，我们走的更快也仅仅是因为前人的指引下我们少走了很多弯路，但是要达到一个高度只有不断的再弯路中迂回前进，盘旋上升。

继续努力，Keep moving！！！

Hmily

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