Android HAL模塊的加載過程

每一個硬件抽象模塊都對應一個動態連接庫，這個是廠商提供的，存放在默認的路徑下；HAL在須要的時候會去匹配和加載動態連接庫。 下面咱們來看看HAL動態連接庫的匹配和加載過程。

1、HAL模塊的命名規範

每一個模塊對應的動態連接庫的名字是遵循HAL的命名規範的，這樣廠商在開發HAL模塊只須要按照這個規範命名就能夠了。

硬件抽象模塊的動態連接庫文件名命名規範定義在：/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"
};
//後面會用到
static const int HAL_VARIANT_KEYS_COUNT =
    (sizeof(variant_keys)/sizeof(variant_keys[0]));
複製代碼

HAL會按照variant_keys[]定義的屬性名稱的順序逐一來讀取屬性值prop，若值存在，則查找對應的<MODULE_ID>.<prop>.so是否存在。 

若是沒有讀取到任何屬性值，則使用<MODULE_ID>.default.so 做爲默認的動態連接庫文件名來加載硬件模塊。 在代碼中，獲取上面屬性數組裏面的屬性值的方法是經過property_get(prop_name, prop, NULL)來實現的，經過屬性名稱獲得對應的屬性值。 

咱們也能夠經過命令行來查看相應的屬性名稱的屬性值：

adb shell
su
getprop ro.hardware
getprop ro.product.board
getprop ro.board.platform 
getprop ro.arch
複製代碼

2、HAL模塊的存放路徑規範

HAL模塊的存放路徑是有規範的。HAL規定了2個硬件模塊動態共享庫的存放路徑，定義在/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
複製代碼

因此，硬件模塊的共享庫必須放在/system/lib/hw 或者 /vendor/lib/hw 這2個路徑下的其中一個。 

HAL在加載所需的共享庫的時候，會先檢查HAL_LIBRARY_PATH2路徑下面是否存在目標庫；若是沒有，繼續檢查HAL_LIBRARY_PATH1路徑下面是否存在。具體實如今函數hw_module_exists, /hardware/libhardware/hardware.c，這個後面具體分析。

3、HAL模塊匹配和加載流程

應用打開HAL庫的入口函數爲hw_get_module,具體實如今文件hardware/libhardware/hardware.c，下面咱們具體來分析。

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

hw_get_module實際上調用了hw_get_module_by_class來執行實際的工做。

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};

    //根據id生成module name，這裏inst爲NULL
	// 假如id爲gps，因此name爲gps
    if (inst)
        snprintf(name, PATH_MAX, "%s.%s", class_id, inst);
    else
        strlcpy(name, class_id, PATH_MAX);

    // 獲得屬性名prop_name爲ro.hardware.gps
    snprintf(prop_name, sizeof(prop_name), "ro.hardware.%s", name);
    // 經過這個屬性名稱獲得對應的屬性值
	if (property_get(prop_name, prop, NULL) > 0) {
        //檢查目標模塊共享庫是否存在
        if (hw_module_exists(path, sizeof(path), name, prop) == 0) {
            goto found; //存在，找到了
        }
    }

    //逐一查詢variant_keys數組定義的屬性名稱對應的屬性值
    for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT; i++) {
        if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {
            continue;
        }
        //檢查目標模塊共享庫是否存在
        if (hw_module_exists(path, sizeof(path), name, prop) == 0) {
            goto found;
        }
    }
    //沒有找到，嘗試默認variant名稱爲default的共享庫
    /* 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); //執行加載和解析共享庫的工做 } 複製代碼

下面看看hw_module_exists方法

// path：就是上面指定的兩個路徑
// name：其實對應上面提到的MODULE_ID，也就是模塊名稱
// subname: 對應從上面提到的屬性值prop

static int hw_module_exists(char *path, size_t path_len, const char *name,
                            const char *subname)
{
    //檢查/vendor/lib/hw路徑下是否存在目標模塊
	// 假如模塊名稱爲gps, 屬性值爲msm8974，因此模塊名爲：/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;
    //檢查/system/lib/hw路徑下是否存在目標模塊
	//假如模塊名稱爲gps, 屬性值爲msm8974，因此模塊名爲：/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;
}
複製代碼

找到對應的HAL so庫以後，下面就是下載這個庫，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打開path定義的目標共享庫，獲得庫文件的句柄handle handle = dlopen(path, RTLD_NOW); if (handle == NULL) { //出錯，經過dlerror獲取錯誤信息 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找到符號爲「HMI」的地址，這裏應該是hw_module_t結構體的地址；而且賦給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 */ //檢查模塊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; } //保存共享庫文件的句柄 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); } //返回獲得的hw_module_t結構體的指針 *pHmi = hmi; return status; } 複製代碼

參考文獻：

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

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