不管是出於什麼樣地考慮，android系統終究是提供了hardware層來封裝了對Linux的驅動的訪問，同時為上層提供了一個統一的硬件接口和硬件形態。

一.Hardware概述

在Hardware層中的一個模塊中，主要設計一下三個結構：

struct hw_module_t struct hw_module_methods_t struct hw_device_t
這三個結構體的關系是這樣的：我們在上層訪問linux驅動時，需要首先獲得hardware層的對應的module，使用hw_get_module()方法實現，這個函數通過給定模塊的ID來尋找硬件模塊的動態鏈接庫，找到後使用load()函數打開這個庫，並通過一個固定的符號：HAL_MODULE_INFO_SYM尋找hw_module_t結構體，我們會在hw_module_t結構體中會有一個methods屬性，指向hw_module_methods_t結構體，這個結構體中會提供一個open方法用來打開模塊，在open的參數中會傳入一個hw_device_t**的數據結構，這樣我們就可以把對模塊的操作函數等數據保存在這個hw_device_t結構中，這樣，這樣用戶可以通過hw_device_t來和模塊交互。
具體的說，我們在上層可以這樣調用HAL層的module:
xxx_module_t *module;
hw_get_module(XXXID,(struct hw_module_t **)&module);
以上兩步我們就獲得了對應ID的 hw_module_t結構體。
struct xxx_device_t *device;
module->methods->open(module,XXXID,(struct hw_device_t **)&device);
這樣我們就獲得了hw_device_t結構體，通過hw_device_t結構體我們就可以訪問HAL層對應的module了。
這個思路很重要，後面我們測試我們的HAL層module的時候，就需要上面的代碼。
整個過程可用一張圖展示：

二.使用Android HAL規范封裝對Linux驅動的訪問

在hardware/libhardware/modules新建hellotest目錄，添加兩個文件：hellotest.c 和 Android.mk

1.hellotest.c

這個文件把對linux驅動的訪問封裝成了Android要求的格式。

#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   

#define DEVICE_NAME "/dev/hello" 
#define MODULE_NAME "HelloTest"  
#define MODULE_AUTHOR "jinwei" 

#define LOG_TAG "HelloTest"  

/* 定義LOG */
#define LOGV(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, LOG_TAG, __VA_ARGS__) 
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG , LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO  , LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN  , LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR  , LOG_TAG, __VA_ARGS__)


/*打開和關閉設備的方法*/  
static int hellotest_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device);  
static int hellotest_device_close(struct hw_device_t* device);  

/*讀寫linux驅動的接口*/  
static int hellotest_write_string(struct hellotest_device_t* dev, char * str);  
static int hellotest_read_string(struct hellotest_device_t* dev, char **str);  

/*模塊方法結構體*/  
static struct hw_module_methods_t hellotest_module_methods = {  
    open: hellotest_device_open  
};  

/*模塊實例變量*/  
struct hellotest_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {  
    common: {  
        tag: HARDWARE_MODULE_TAG,  
        version_major: 1,  
        version_minor: 0,  
        id: HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID,  
        name: MODULE_NAME,  
        author: MODULE_AUTHOR,  
        methods: &hellotest_module_methods,  
    }  
};  

static int hellotest_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {  
    struct hellotest_device_t* dev;
    dev = (struct hellotest_device_t*)malloc(sizeof(struct hellotest_device_t));  

    if(!dev) {  
        LOGE("HelloTest: failed to alloc space");  
        return -EFAULT;  
    }  

    memset(dev, 0, sizeof(struct hellotest_device_t));  
    dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;  
    dev->common.version = 0;  
    dev->common.module = (hw_module_t*)module;  
    dev->common.close = hellotest_device_close;  
    dev->write_string = hellotest_write_string;
    dev->read_string = hellotest_read_string;  

    if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {  
        LOGE("HelloTest: open /dev/hello fail-- %s.", strerror(errno));free(dev);  
        return -EFAULT;  
    }  

    *device = &(dev->common);  
     LOGI("HelloTest: open /dev/hello successfully.");  

    return 0;  
}  
static int hellotest_device_close(struct hw_device_t* device) {  
    struct hellotest_device_t* hello_device = (struct hellotest_device_t*)device;  

    if(hello_device) {  
        close(hello_device->fd);  
        free(hello_device);  
    }  

    return 0;  
}  

static int hellotest_write_string(struct hellotest_device_t* dev,char * str) {  
    LOGI("HelloTest:write string: %s", str);  

    write(dev->fd, str, sizeof(str));  

    return 0;  
}  

static int hellotest_read_string(struct hellotest_device_t* dev, char ** str) {  
     LOGI("HelloTest:read string: %s", *str);  
    read(dev->fd, *str, sizeof(*str));  

    return 0;  
}  

這個程序就是把我們讀寫/dev/hello的代碼做了一次封裝而已，經過封裝以後，我們有了hw_module_t，hw_module_methods_t，hw_device_t這三個結構體。正因為它如此規范，所以上層才可以按照這種規范的格式獲取的hw_module_t結構體，進而使用hw_module_methods_t中的open函數獲取hw_device_t結構體，然後使用hw_device_t結構體中的方法操作Linux驅動。

2.Android.mk

      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 += \
    libcutils libutils liblog
    LOCAL_LDLIBS:=  -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog 

      LOCAL_SRC_FILES := hellotest.c
      LOCAL_MODULE := hellotest.default
      include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

LOCAL_MODULE 的值為hellotest.default，注意，一定要加上default,不然使用hw_get_module函數找不到我們的HAL模塊。
然後在hardware/libhardware/include/hardware新建對應的頭文件hellotest.h

3.hellotest.h

#ifndef ANDROID_HELLO_TEST_H  
#define ANDROID_HELLO_TEST_H  
#include   

__BEGIN_DECLS  

/*定義模塊ID，必須的，用與上層程序獲取該模塊*/  
#define HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID "hellotest"

/*硬件模塊結構體*/  
struct hellotest_module_t {  
    struct hw_module_t common;  
};  

/*硬件接口結構體*/  
struct hellotest_device_t {  
    struct hw_device_t common;  
    int fd;  
    int (*write_string)(struct hellotest_device_t* dev, int val);  
    int (*read_string)(struct hellotest_device_t* dev, int* val);  
};  

__END_DECLS  

#endif  

做好這三個文件以後，我們就可以編譯該模塊了。進入到hardware/libhardware/modules目錄，執行mm命令進行編譯，編譯後的文件如圖所示：

三.寫測試代碼

封裝好了我們的HAL層module以後，我希望立刻測試它是否正確運行，下面我們將寫一個簡單的C程序，用來測試module是否正確工作。
首先在hardware/libhardware/tests/目錄下新建一個testhellotest目錄，新增test.c和Android.mk文件：

1.test.c

#include   
#include   
#include 
#include 

struct hw_module_t * module;
struct hw_device_t * device;

int main(){
    char *read_str;
    char *write_str="nihao";
    read_str = malloc(100);
    printf("----begin main------\n");
    if(hw_get_module(HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID,(struct hw_module_t const **)&module)==0){
        printf("get module sucess\n");
    }else{
        printf("get module fail\n");
        return -1;
    }
    if(module->methods->open(module,HELLOTEST_HARDWARE_MODULE_ID,(struct hw_device_t const**)&device)==0){
        printf("open module sucess\n");
    }else{
        printf("open module error\n");
        return -2;
    }
    struct hellotest_device_t* dev = (struct hellotest_device_t *)device;
    dev->read_string(dev,&read_str);
    if(read_str == NULL){
        printf("read error");
    }else{
        printf("read data: %s\n",read_str);
    }

    dev->write_string(dev,write_str);
    printf("write data: %s\n",write_str);
    dev->read_string(dev,&read_str);
    if(read_str == NULL){
        printf("read error");
    }else{
        printf("read data: %s\n",read_str);
    }
    printf("----end main------\n");
return 0;
}

測試的流程正如文章開頭描述的那樣，首先使用hw_get_module函數獲得hw_module_t結構體，然後調用hw_module_methods_t結構體中的open方法過得hw_device_t結構體，然後使用hw_device_t結構體中的read_string和write_string方法與linux驅動交互。注意,驅動的打開是在hw_module_methods_t結構體中的open方法中做的。

2.Android.mk

      LOCAL_PATH := $(call my-dir)

      include $(CLEAR_VARS)

      LOCAL_MODULE_TAGS := optional

      LOCAL_MODULE := my_test

    LOCAL_LDLIBS:=  -lhardware

      LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-c-files)

      include $(BUILD_EXECUTABLE)

然後進入到該目錄執行mm命令進行編譯，編譯後生成文件如圖所示：

四.測試

1.把生成的hellotest.default.so文件拷貝到android設備的/system/lib/hw目錄下，這需要root權限，沒有root權限請自行解決。
2.獲得root權限後會提示/system是一個只讀文件系統，所以需要重新掛載為可讀可寫的文件系統，執行mount -o remount,rw /system 即可。
3.修改hellotest.default.so文件的的權限為644，執行chmod 644 /system/lib/dw/hellotest.default.so
4.裝載上一節實現的hello.ko驅動：insmod hello.ko
5.把生成的my_test可執行文件拷貝的android設備上，建議push my_test /data
6.給my_test文件添加可執行權限. chmod +x my_test
7.執行my_test。 ./my_test
打印如下：
—-begin main——
get module sucess
open module sucess
read data: hell
write data: nihao
read data: niha
—-end main——
可見，測試成功。
如果有問題，可以使用logcat看下HAL層的打印，看看問題出在什麼地方。