【转】 在Ubuntu上为Android增加硬件抽象层（HAL）模块访问Linux内核驱动程序
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在Android硬件抽象层（HAL）概要介绍和学习计划一文中，我们简要介绍了在Android系统为为硬件编写驱动程序的方法。简单来说，硬件驱动程序一方面分布在Linux内核中，另一方面分布在用户空间的硬件抽象层中。接着，在Ubuntu上为Android系统编写Linux内核驱动程序一文中举例子说明了如何在Linux内核编写驱动程序。在这一篇文章中，我们将继续介绍Android系统硬件驱动程序的另一方面实现，即如何在硬件抽象层中增加硬件模块来和内核驱动程序交互。在这篇文章中，我们还将学习到如何在Android系统创建设备文件时用类似Linux的udev规则修改设备文件模式的方法。
一. 参照在Ubuntu上为Android系统编写Linux内核驱动程序一文所示，准备好示例内核驱动序。完成这个内核驱动程序后，便可以在Android系统中得到三个文件，分别是/dev/hello、/sys/class/hello/hello/val和/proc/hello。在本文中，我们将通过设备文件/dev/hello来连接硬件抽象层模块和Linux内核驱动程序模块。
二. 进入到在hardware/libhardware/include/hardware目录，新建hello.h文件：
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ cd hardware/libhardware/include/hardware
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/hardware/libhardware/include/hardware$ vi hello.h
hello.h文件的内容如下：
1 #ifndef ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
2 #define ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
3 #include <hardware/hardware.h>
4
5 __BEGIN_DECLS
6
7 /*定义模块ID*/
8 #define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"
9
10 /*硬件模块结构体*/
11 struct hello_module_t {
12 struct hw_module_t common;
13 };
14
15 /*硬件接口结构体*/
16 struct hello_device_t {
17 struct hw_device_t common;
18 int fd;
19 int (*set_val)(struct hello_device_t* dev, int val);
20 int (*get_val)(struct hello_device_t* dev, int* val);
21 };
22
23 __END_DECLS
24
25 #endif
这里按照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。在硬件接口结构体中，fd表示设备文件描述符，对应我们将要处理的设备文件"/dev/hello"，set_val和get_val为该HAL对上提供的函数接口。
三. 进入到hardware/libhardware/modules目录，新建hello目录，并添加hello.c文件。 hello.c的内容较多，我们分段来看。
首先是包含相关头文件和定义相关结构：
1 #define LOG_TAG "HelloStub"
2
3 #include <hardware/hardware.h>
4 #include <hardware/hello.h>
5 #include <fcntl.h>
6 #include <errno.h>
7 #include <cutils/log.h>
8 #include <cutils/atomic.h>
9
10 #define DEVICE_NAME "/dev/hello"
11 #define MODULE_NAME "Hello"
12 #define MODULE_AUTHOR "shyluo@gmail.com"
13
14 /*设备打开和关闭接口*/
15 static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);
16 static int hello_device_close(struct hw_device_t* device);
17
18 /*设备访问接口*/
19 static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val);
20 static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val);
21
22 /*模块方法表*/
23 static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {
24 open: hello_device_open
25 };
26
27 /*模块实例变量*/
28 struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
29 common: {
30 tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
31 version_major: 1,
32 version_minor: 0,
33 id: HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,
34 name: MODULE_NAME,
35 author: MODULE_AUTHOR,
36 methods: &hello_module_methods,
37 }
38 };
这里，实例变量名必须为HAL_MODULE_INFO_SYM，tag也必须为HARDWARE_MODULE_TAG，这是Android硬件抽象层规范规定的。
定义hello_device_open函数：
1 static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {
2 struct hello_device_t* dev;dev = (struct hello_device_t*)malloc(sizeof(struct hello_device_t));
3
4 if(!dev) {
5 LOGE("Hello Stub: failed to alloc space");
6 return -EFAULT;
7 }
8
9 memset(dev, 0, sizeof(struct hello_device_t));
10 dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
11 dev->common.version = 0;
12 dev->common.module = (hw_module_t*)module;
13 dev->common.close = hello_device_close;
14 dev->set_val = hello_set_val;dev->get_val = hello_get_val;
15
16 if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {
17 LOGE("Hello Stub: failed to open /dev/hello -- %s.", strerror(errno));free(dev);
18 return -EFAULT;
19 }
20
21 *device = &(dev->common);
22 LOGI("Hello Stub: open /dev/hello successfully.");
23
24 return 0;
25 }
DEVICE_NAME定义为"/dev/hello"。由于设备文件是在内核驱动里面通过device_create创建的，而device_create创建的设备文件默认只有root用户可读写，而hello_device_open一般是由上层APP来调用的，这些APP一般不具有root权限，这时候就导致打开设备文件失败：
1 static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) {
2 struct hello_device_t* hello_device = (struct hello_device_t*)device;
3
4 if(hello_device) {
5 close(hello_device->fd);
6 free(hello_device);
7 }
8
9 return 0;
10 }
11
12 static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val) {
13 LOGI("Hello Stub: set value %d to device.", val);
14
15 write(dev->fd, &val, sizeof(val));
16
17 return 0;
18 }
19
20 static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val) {
21 if(!val) {
22 LOGE("Hello Stub: error val pointer");
23 return -EFAULT;
24 }
25
26 read(dev->fd, val, sizeof(*val));
27
28 LOGI("Hello Stub: get value %d from device", *val);
29
30 return 0;
31 }
