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:

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Android系统架构(HAL)

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Android系统架构(无HAL)

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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*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();

}                                            user层

---------------------------------------------------------------

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)

{

}

---------------------------------------------------------------

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!

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