android hal 诠释
历史原因使Android系统有了HAL,它的角色相当于一个中间人,对上层,它负责给JNI提供调用kernel的方法,对下层,它所提供的方法包含能够访问kernel的函数,即kernel提供给上层的API,如:open、read、write、ioctl等;
下面,我们通过对比Android系统架构和Linux系统架构来增加理解:
Android系统架构(HAL)
Android系统架构(无HAL)
Linux系统架构
补充一下基础概念:所谓的API函数,被包含在用户层的函数库中,API对kernel是产生系统调用,对用户程序是提供产生系统调用的方法;所谓的接口,是对外公开声明的函数、变量,即汇编语言中所说的标号或符号,外部程序通过接口可以引用某些自己不具备的服务
1、Linux系统架构
Android是基于Linux的扩展,所以我们先来看一下Linux系统架构;
从软件架构的角度来看,Linux分为user层、kernel层,这两层是C实现的(应用层还可用C++实现);
从系统服务流程的角度来看,Linux有调用服务的user层、执行系统调用的服务层、支持系统调用的内核函数(服务模块);
所以,在Linux系统中访问设备的流程为:用户层程序直接产生系统调用(系统开发人员)或者通过API函数间接产生系统调用陷入kernel层,在kernel层找到用户程序所需的服务,这里说的是访问设备,则找的是device driver,通过device driver最终实现对硬件设备的访问;
以代码示意整个流程:
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main()
{
operation();
extern system_call();
operation()
{
system_call();
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kernel层
system_call()
{
datatype (*system_service)();
system_service = find_sys_service();
system_service();
}
device_operateion() // this is one of system service module functions(methods)
{
}
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device 硬件层
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2、Android系统架构
从Android系统架构(无HAL)框图可知,Android系统架构比Linux系统架构多了Application、Application Framework两层,这就是android的应用层(JAVA);
Android将Linux的应用层(用户C程序+函数库)添加一个Android Runtime作为其中间层,并将中间层和kernel层统称Android的系统层(C/C++);
HAL所调用的API来自Libraries,真正能和kernel打交道的是API,所以,Android系统架构(HAL)框图并不准确,HAL并非一个独立的具有隔离作用的层,而是从某方面性质上宣称它是一个Layer,其实它相当于Linux系统中的用户C程序组,只是它不仅要完成在Linux系统中用户C程序所要完成的工作,还要向上给JNI提供完成这些工作的接口,实现从JAVA调用C获取kernel系统服务的机制;因此,我个人认为Android系统架构(无HAL)框图更为恰当,HAL的存在只是为了在概念上更好的表述和理解Android系统而已;
Android的整个系统服务调用流程我只从HAL开始往下较为清晰,对JNI方法有初步了解,尚未完全清晰理解,JAVA层则几乎未涉及,此次学习只能暂时到此为止了!