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Android系统中HAL模块加载的步骤详解

最编程 2024-07-24 11:17:58
...

每个模块对应的动态链接库的名字是遵循HAL的命名规范的，这样厂商在开发HAL模块只需要按照这个规范命名就可以了。

硬件抽象模块的动态链接库文件名命名规范定义在：/hardware/libhardware/hardware.c：

static const char *variant_keys[] = {
    "ro.hardware",  /* This goes first so that it can pick up a different
                       file on the emulator. */
    "ro.product.board",
    "ro.board.platform",
    "ro.arch"
};
//后面会用到
static const int HAL_VARIANT_KEYS_COUNT =
    (sizeof(variant_keys)/sizeof(variant_keys[0]));

HAL会按照variant_keys[]定义的属性名称的顺序逐一来读取属性值prop，若值存在，则查找对应的<MODULE_ID>.<prop>.so是否存在。 

如果没有读取到任何属性值，则使用<MODULE_ID>.default.so 作为默认的动态链接库文件名来加载硬件模块。 在代码中，获取上面属性数组里面的属性值的方法是通过property_get(prop_name, prop, NULL)来实现的，通过属性名称得到对应的属性值。 

我们也可以通过命令行来查看相应的属性名称的属性值：

adb shell
su
getprop ro.hardware
getprop ro.product.board
getprop ro.board.platform 
getprop ro.arch


二、HAL模块的存放路径规范

HAL模块的存放路径是有规范的。HAL规定了2个硬件模块动态共享库的存放路径，定义在/hardware/libhardware/hardware.c：

/** Base path of the hal modules */
#if defined(__LP64__)
#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib64/hw"
#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib64/hw"
#else
#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"
#endif

所以，硬件模块的共享库必须放在/system/lib/hw 或者 /vendor/lib/hw 这2个路径下的其中一个。 


HAL在加载所需的共享库的时候，会先检查HAL_LIBRARY_PATH2路径下面是否存在目标库；如果没有，继续检查HAL_LIBRARY_PATH1路径下面是否存在。具体实现在函数hw_module_exists, /hardware/libhardware/hardware.c，这个后面具体分析。

三、HAL模块匹配和加载流程

应用打开HAL库的入口函数为hw_get_module,具体实现在文件hardware/libhardware/hardware.c，下面我们具体来分析。

int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module)
{
    return hw_get_module_by_class(id, NULL, module);
}

hw_get_module实际上调用了hw_get_module_by_class来执行实际的工作。

int hw_get_module_by_class(const char *class_id, const char *inst,
                           const struct hw_module_t **module)
{
    int i = 0;
    char prop[PATH_MAX] = {0};
    char path[PATH_MAX] = {0};
    char name[PATH_MAX] = {0};
    char prop_name[PATH_MAX] = {0};

    //根据id生成module name，这里inst为NULL
	// 假如id为gps，所以name为gps
    if (inst)
        snprintf(name, PATH_MAX, "%s.%s", class_id, inst);
    else
        strlcpy(name, class_id, PATH_MAX);

    // 得到属性名prop_name为ro.hardware.gps
    snprintf(prop_name, sizeof(prop_name), "ro.hardware.%s", name);
    // 通过这个属性名称得到对应的属性值
	if (property_get(prop_name, prop, NULL) > 0) {
        //检查目标模块共享库是否存在
        if (hw_module_exists(path, sizeof(path), name, prop) == 0) {
            goto found; //存在，找到了
        }
    }

    //逐一查询variant_keys数组定义的属性名称对应的属性值
    for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT; i++) {
        if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {
            continue;
        }
        //检查目标模块共享库是否存在
        if (hw_module_exists(path, sizeof(path), name, prop) == 0) {
            goto found;
        }
    }
    //没有找到，尝试默认variant名称为default的共享库
    /* Nothing found, try the default */
    if (hw_module_exists(path, sizeof(path), name, "default") == 0) {
        goto found;
    }

    return -ENOENT;

found:
    /* load the module, if this fails, we're doomed, and we should not try
     * to load a different variant. */
    return load(class_id, path, module); //执行加载和解析共享库的工作
}

下面看看hw_module_exists方法

// path：就是上面指定的两个路径
// name：其实对应上面提到的MODULE_ID，也就是模块名称
// subname: 对应从上面提到的属性值prop

static int hw_module_exists(char *path, size_t path_len, const char *name,
                            const char *subname)
{
    //检查/vendor/lib/hw路径下是否存在目标模块
	// 假如模块名称为gps, 属性值为msm8974，所以模块名为：/vendor/lib/hw/gps.msm8974.so
    snprintf(path, path_len, "%s/%s.%s.so",
             HAL_LIBRARY_PATH2, name, subname);
    if (access(path, R_OK) == 0)
        return 0;
    //检查/system/lib/hw路径下是否存在目标模块
	//假如模块名称为gps, 属性值为msm8974，所以模块名为：/system/lib/hw/gps.msm8974.so
    snprintf(path, path_len, "%s/%s.%s.so",
             HAL_LIBRARY_PATH1, name, subname);
    if (access(path, R_OK) == 0)
        return 0;

    return -ENOENT;
}


找到对应的HAL so库之后，下面就是下载这个库，下面看看load(class_id, path, module)方法。

static int load(const char *id,
        const char *path,
        const struct hw_module_t **pHmi)
{
    int status = -EINVAL;
    void *handle = NULL;
    struct hw_module_t *hmi = NULL;

    /*
     * load the symbols resolving undefined symbols before
     * dlopen returns. Since RTLD_GLOBAL is not or'd in with
     * RTLD_NOW the external symbols will not be global
     */
    //使用dlopen打开path定义的目标共享库，得到库文件的句柄handle
    handle = dlopen(path, RTLD_NOW);
    if (handle == NULL) {
        //出错，通过dlerror获取错误信息
        char const *err_str = dlerror();
        ALOGE("load: module=%s\n%s", path, err_str?err_str:"unknown");
        status = -EINVAL;
        goto done;
    }

    /* Get the address of the struct hal_module_info. */
    const char *sym = HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR; //"HMI"
    //使用dlsym找到符号为“HMI”的地址，这里应该是hw_module_t结构体的地址；并且赋给hmi
    hmi = (struct hw_module_t *)dlsym(handle, sym);
    if (hmi == NULL) {
        ALOGE("load: couldn't find symbol %s", sym);
        status = -EINVAL;
        goto done;
    }

    /* Check that the id matches */
    //检查模块id是否匹配
    if (strcmp(id, hmi->id) != 0) {
        ALOGE("load: id=%s != hmi->id=%s", id, hmi->id);
        status = -EINVAL;
        goto done;
    }
    //保存共享库文件的句柄
    hmi->dso = handle;

    /* success */
    status = 0;

    done:
    if (status != 0) {
        hmi = NULL;
        if (handle != NULL) {
            dlclose(handle);
            handle = NULL;
        }
    } else {
        ALOGV("loaded HAL id=%s path=%s hmi=%p handle=%p",
                id, path, *pHmi, handle);
    }
    //返回得到的hw_module_t结构体的指针
    *pHmi = hmi;

    return status;
}


参考文献：

https://blog.****.net/yangwen123/article/details/12040909

https://www.jianshu.com/p/0d155f267589

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