Android中增加硬件抽象层（HAL）模块访问Linux内核驱动程序

在Android中增加硬件抽象层（HAL）模块访问Linux内核驱动程序之前，假设我们的驱动程序已经存在可读可写的/dev/hello节点。下面就来编写代码实现。
一、进入到hardware/libhardware/include/hardware目录，新建hello.h文件：
cd hardware/libhardware/include/hardware
vim hello.h

hello.h文件内容如下：

#ifndef ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
#define ANDROID_HELLO_INTERFACE_H
#include <hardware/hardware.h>
 
__BEGIN_DECLS
 
/*定义模块ID*/
#define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"
 
/*硬件模块结构体*/
struct hello_module_t {
	struct hw_module_t common;
};
 
/*硬件接口结构体*/
struct hello_device_t {
	struct hw_device_t common;
	int fd;
	int (*set_val)(struct hello_device_t* dev, int val);
	int (*get_val)(struct hello_device_t* dev, int* val);
};
 
__END_DECLS
 
#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。

二、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：

#define LOG_TAG "HelloStub"

#include <hardware/hardware.h>
#include <hardware/hello.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <cutils/log.h>
#include <cutils/atomic.h>
 
#define DEVICE_NAME         "/dev/hello"
#define MODULE_NAME         "Hello"
#define MODULE_AUTHOR    "[email protected]"
 
/*设备打开和关闭接口*/
static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);
static int hello_device_close(struct hw_device_t* device);
 
/*设备访问接口*/
static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val);
static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val);
 
/*模块方法表*/
static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {
	open: hello_device_open
};
 
/*模块实例变量*/
struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
	common: {
		tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
		version_major: 1,
		version_minor: 0,
		id: HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,
		name: MODULE_NAME,
		author: MODULE_AUTHOR,
		methods: &hello_module_methods,
	}
};

这里，实例变量名必须为HAL_MODULE_INFO_SYM，tag也必为HARDWARE_MODULE_TAG，这是Android硬件抽象层规范规定的。
下面是hello_device_open函数：

static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {
	struct hello_device_t* dev;
	dev = (struct hello_device_t*)malloc(sizeof(struct hello_device_t));
	
	if(!dev) {
		LOGE("Hello Stub: failed to alloc space");
		return -EFAULT;
	}
 
	memset(dev, 0, sizeof(struct hello_device_t));
	dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
	dev->common.version = 0;
	dev->common.module = (hw_module_t*)module;
	dev->common.close = hello_device_close;
	dev->set_val = hello_set_val;
	dev->get_val = hello_get_val;
 
	if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {
		LOGE("Hello Stub: failed to open /dev/hello -- %s.", strerror(errno));free(dev);
		return -EFAULT;
	}
 
	*device = &(dev->common);
	LOGI("Hello Stub: open /dev/hello successfully.");
 
	return 0;
}

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：
Hello Stub: failed to open /dev/hello – Permission denied.
解决办法是类似于Linux的udev规则，打开Android源代码工程目录下，进入到system/core/rootdir目录，里面有一个名为ueventd.rc文件，往里面添加一行：
/dev/hello 0666 root root
也可以在/device/huawei/vn60/init.target.rc中找个位置更改root root owner
chown system system /dev/hello

接下来定义hello_device_close、hello_set_val和hello_get_val这三个函数：

static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) {
	struct hello_device_t* hello_device = (struct hello_device_t*)device;
 
	if(hello_device) {
		close(hello_device->fd);
		free(hello_device);
	}
	
	return 0;
}
 
static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val) {
	LOGI("Hello Stub: set value %d to device.", val);
 
	write(dev->fd, &val, sizeof(val));
 
	return 0;
}
 
static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val) {
	if(!val) {
		LOGE("Hello Stub: error val pointer");
		return -EFAULT;
	}
 
	read(dev->fd, val, sizeof(*val));
 
	LOGI("Hello Stub: get value %d from device", *val);
 
	return 0;
}

这样源码文件已经编写完成，同样继续在hello目录下新建Android.mk文件：

      LOCAL_PATH := $(call my-dir)
      include $(CLEAR_VARS)
      LOCAL_MODULE_TAGS := optional
      LOCAL_PRELINK_MODULE := false
      LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_SHARED_LIBRARIES)/hw
      LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog
      LOCAL_SRC_FILES := hello.c
      LOCAL_MODULE := hello.default
      include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

注意，LOCAL_MODULE的定义规则，hello后面跟有default，hello.default能够保证我们的模块总能被硬象抽象层加载到。

四、编译
mmm hardware/libhardware/modules/hello
编译成功后，就可以在out/target/product/generic/system/lib/hw目录下看到hello.default.so文件了。

五. 重新打包Android系统镜像system.img：
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ make snod
重新打包后，system.img就包含我们定义的硬件抽象层模块hello.default了。