Android HALの呼び出される流れ
Androidシステムでは,ハードウェアの操作に対してHAL Stub方式で実現する.HAL Stubの具体的な書き方はAndroidのHALがどのように上位にインタフェースを提供するかを参照してください.HAL Stubを書き終えた後、このHAL Stubはどのようにアプリケーションによって取得され、どのようにアプリケーションによって呼び出されたのでしょうか.明らかにHAL Stubは本質的に1つである.soは、呼び出し後、呼び出す前に上位アプリケーションがロードする必要がある.では、HAL Stubのローダはどのようにして異なるHardware HAL Stubを汎用的に呼び出すのでしょうか.通常、各Hareware HAL Stubには一意の名前があり、共通のルールとエントリ関数がある必要があります.HAL Stubがこの2つの機能をどのように実現しているかを見てみましょう.以下の説明はgrallocを例に挙げます.
1.一意のid
2. hw_module_tインスタンス
各ハードウェアモジュールにはhw_が含まれています.module_t(最初のメンバー)データ構造のインスタンスであり、インスタンスの名前はHAL_MODULE_INFO_SYMは、それ自体がマクロ定義であり、以下のように定義されています.
hardware.h(共通の東はhardware.hとhardware.cにある)
例は次のとおりです.
3. HAL Stub(.so)からhw_を取得module_t(private_module_t)
呼び出し関数int hw_get_module(const char*id,const struct hw_module_t**module)は、idが1でいうGRALLOC_であるHARDWARE_MODULE_ID、2番目のパラメータは私たちが取得するhw_です.module_t.
次に、FramebufferNativeWindow::FramebufferNativeWindowでの呼び出しプロセスを例にとります.(FramebufferNativeWindowはFrameBufferの管理を実現し、主にSurface Flingerによって使用され、OpenGL Nativeプログラムによって使用されることもできる.本質的にはFramebufferの上に1つのANativeWindowを実現し、現在は2つのbuffers:front and back bufferしか管理されていない.)
肝心なhw_を見てget_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID,&module)は何をしましたか?それはhardwareです.cで実現する.関連コードは次のとおりです.
重要なのは、load関数の次の2行のコードです.
開いています.soではHMI記号のアドレスを検索しhmiに保存する.これで、.soの中のhw_module_tは正常に取得され、それに基づいて他の関連インタフェースを取得することができる.
4. インスタンスの使用
コードは次のとおりです.
5. まとめ
1)HAL通過hw_get_module関数取得hw_module_t
2)HAL通過hw_module_t->methods->open hw_の取得device_tポインタ、このopen関数でhw_を初期化device_tの包装構造における関数及びhw_device_tのclose関数、例えばgralloc_device_open. 3)3つの重要なデータ構造:
a) struct hw_device_t:ハードウェアデバイスを表し、各種ハードウェアデバイスの共通属性と方法を格納する
b)struct hw_module_t:使用可能hw_get_moduleがロードするmodule
c)struct hw_module_methods_t:操作装置を定義方法であって、1つのオープン装置のみを定義方法open.
hw_device_tはopenメソッドで取得する.
1.一意のid
#define GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID "gralloc"2. hw_module_tインスタンス
各ハードウェアモジュールにはhw_が含まれています.module_t(最初のメンバー)データ構造のインスタンスであり、インスタンスの名前はHAL_MODULE_INFO_SYMは、それ自体がマクロ定義であり、以下のように定義されています.
hardware.h(共通の東はhardware.hとhardware.cにある)
/**
* Name of the hal_module_info
*/
#define HAL_MODULE_INFO_SYM HMI //.so HMI, ， hw_module_t
/**
* Name of the hal_module_info as a string
*/
#define HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR "HMI"/**
* Every hardware module must have a data structure named HAL_MODULE_INFO_SYM
* and the fields of this data structure must begin with hw_module_t
* followed by module specific information.
*/
typedef struct gralloc_module_t {
struct hw_module_t common;
int (*registerBuffer)(struct gralloc_module_t const* module,
buffer_handle_t handle);
int (*unregisterBuffer)(struct gralloc_module_t const* module,
buffer_handle_t handle);
int (*lock)(struct gralloc_module_t const* module,
buffer_handle_t handle, int usage,
int l, int t, int w, int h,
void** vaddr);
int (*unlock)(struct gralloc_module_t const* module,
buffer_handle_t handle);
/* reserved for future use */
int (*perform)(struct gralloc_module_t const* module,
int operation, ... );
/* reserved for future use */
void* reserved_proc[7];
}struct private_module_t {
gralloc_module_t base;
struct private_handle_t* framebuffer;
uint32_t flags;
uint32_t numBuffers;
uint32_t bufferMask;
pthread_mutex_t lock;
buffer_handle_t currentBuffer;
int pmem_master;
void* pmem_master_base;
unsigned long master_phys;
int gpu;
void* gpu_base;
int fb_map_offset;
struct fb_var_screeninfo info;
struct fb_fix_screeninfo finfo;
float xdpi;
float ydpi;
float fps;
};例は次のとおりです.
static struct hw_module_methods_t gralloc_module_methods = {
open: gralloc_device_open
};struct private_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
base: {
common: {
tag: HARDWARE_MODULE_TAG,
version_major: 1,
version_minor: 0,
id: GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID,
name: "Graphics Memory Allocator Module",
author: "The Android Open Source Project",
methods: &gralloc_module_methods
},
registerBuffer: gralloc_register_buffer,
unregisterBuffer: gralloc_unregister_buffer,
lock: gralloc_lock,
unlock: gralloc_unlock,
},
framebuffer: 0,
flags: 0,
numBuffers: 0,
bufferMask: 0,
lock: PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER,
currentBuffer: 0,
};3. HAL Stub(.so)からhw_を取得module_t(private_module_t)
呼び出し関数int hw_get_module(const char*id,const struct hw_module_t**module)は、idが1でいうGRALLOC_であるHARDWARE_MODULE_ID、2番目のパラメータは私たちが取得するhw_です.module_t.
次に、FramebufferNativeWindow::FramebufferNativeWindowでの呼び出しプロセスを例にとります.(FramebufferNativeWindowはFrameBufferの管理を実現し、主にSurface Flingerによって使用され、OpenGL Nativeプログラムによって使用されることもできる.本質的にはFramebufferの上に1つのANativeWindowを実現し、現在は2つのbuffers:front and back bufferしか管理されていない.)
FramebufferNativeWindow::FramebufferNativeWindow()
: BASE(), fbDev(0), grDev(0), mUpdateOnDemand(false)
{
hw_module_t const* module;
if (hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID, &module) == 0) {
int stride;
int err;
int i;
err = framebuffer_open(module, &fbDev);
LOGE_IF(err, "couldn't open framebuffer HAL (%s)", strerror(-err));
err = gralloc_open(module, &grDev);
LOGE_IF(err, "couldn't open gralloc HAL (%s)", strerror(-err));
// bail out if we can't initialize the modules
if (!fbDev || !grDev)
return;
mUpdateOnDemand = (fbDev->setUpdateRect != 0);
// initialize the buffer FIFO
mNumBuffers = NUM_FRAME_BUFFERS;
mNumFreeBuffers = NUM_FRAME_BUFFERS;
mBufferHead = mNumBuffers-1;
for (i = 0; i < mNumBuffers; i++)
{
buffers[i] = new NativeBuffer(
fbDev->width, fbDev->height, fbDev->format, GRALLOC_USAGE_HW_FB);
}
for (i = 0; i < mNumBuffers; i++)
{
err = grDev->alloc(grDev,
fbDev->width, fbDev->height, fbDev->format,
GRALLOC_USAGE_HW_FB, &buffers[i]->handle, &buffers[i]->stride);
LOGE_IF(err, "fb buffer %d allocation failed w=%d, h=%d, err=%s",
i, fbDev->width, fbDev->height, strerror(-err));
if (err)
{
mNumBuffers = i;
mNumFreeBuffers = i;
mBufferHead = mNumBuffers-1;
break;
}
}
const_cast<uint32_t&>(ANativeWindow::flags) = fbDev->flags;
const_cast<float&>(ANativeWindow::xdpi) = fbDev->xdpi;
const_cast<float&>(ANativeWindow::ydpi) = fbDev->ydpi;
const_cast<int&>(ANativeWindow::minSwapInterval) =
fbDev->minSwapInterval;
const_cast<int&>(ANativeWindow::maxSwapInterval) =
fbDev->maxSwapInterval;
}
else
{
LOGE("Couldn't get gralloc module");
}
ANativeWindow::setSwapInterval = setSwapInterval;
ANativeWindow::dequeueBuffer = dequeueBuffer;
ANativeWindow::lockBuffer = lockBuffer;
ANativeWindow::queueBuffer = queueBuffer;
ANativeWindow::query = query;
ANativeWindow::perform = perform;
}肝心なhw_を見てget_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID,&module)は何をしましたか?それはhardwareです.cで実現する.関連コードは次のとおりです.
/** Base path of the hal modules */
#define HAL_LIBRARY_PATH1 "/system/lib/hw"
#define HAL_LIBRARY_PATH2 "/vendor/lib/hw"
/**
* There are a set of variant filename for modules. The form of the filename
* is "<MODULE_ID>.variant.so" so for the led module the Dream variants
* of base "ro.product.board", "ro.board.platform" and "ro.arch" would be:
*
* led.trout.so
* led.msm7k.so
* led.ARMV6.so
* led.default.so
*/
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"
};
static const int HAL_VARIANT_KEYS_COUNT =
(sizeof(variant_keys)/sizeof(variant_keys[0]));
/**
* Load the file defined by the variant and if successful
* return the dlopen handle and the hmi.
* @return 0 = success, !0 = failure.
*/
static int load(const char *id,
const char *path,
const struct hw_module_t **pHmi)
{
int status;
void *handle;
struct hw_module_t *hmi;
/*
* 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
*/
handle = dlopen(path, RTLD_NOW);
if (handle == NULL) {
char const *err_str = dlerror();
LOGE("load: module=%s
%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 = (struct hw_module_t *)dlsym(handle, sym);
if (hmi == NULL) {
LOGE("load: couldn't find symbol %s", sym);
status = -EINVAL;
goto done;
}
/* Check that the id matches */
if (strcmp(id, hmi->id) != 0) {
LOGE("load: id=%s != hmi->id=%s", id, hmi->id);
status = -EINVAL;
goto done;
}
hmi->dso = handle;
/* success */
status = 0;
done:
if (status != 0) {
hmi = NULL;
if (handle != NULL) {
dlclose(handle);
handle = NULL;
}
} else {
LOGV("loaded HAL id=%s path=%s hmi=%p handle=%p",
id, path, *pHmi, handle);
}
*pHmi = hmi;
return status;
}
int hw_get_module_by_class(const char *class_id, const char *inst,
const struct hw_module_t **module)
{
int status;
int i;
const struct hw_module_t *hmi = NULL;
char prop[PATH_MAX];
char path[PATH_MAX];
char name[PATH_MAX];
if (inst)
snprintf(name, PATH_MAX, "%s.%s", class_id, inst);
else
strlcpy(name, class_id, PATH_MAX);
/*
* Here we rely on the fact that calling dlopen multiple times on
* the same .so will simply increment a refcount (and not load
* a new copy of the library).
* We also assume that dlopen() is thread-safe.
*/
/* Loop through the configuration variants looking for a module */
for (i=0 ; i<HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1 ; i++) {
if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT) {
if (property_get(variant_keys[i], prop, NULL) == 0) {
continue;
}
snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
HAL_LIBRARY_PATH2, name, prop);
if (access(path, R_OK) == 0) break;
snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.%s.so",
HAL_LIBRARY_PATH1, name, prop);
if (access(path, R_OK) == 0) break;
} else {
snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s.default.so",
HAL_LIBRARY_PATH1, name);
if (access(path, R_OK) == 0) break;
}
}
status = -ENOENT;
if (i < HAL_VARIANT_KEYS_COUNT+1) {
/* load the module, if this fails, we're doomed, and we should not try
* to load a different variant. */
status = load(class_id, path, module);
}
return status;
}
int hw_get_module(const char *id, const struct hw_module_t **module)
{
return hw_get_module_by_class(id, NULL, module);
}
重要なのは、load関数の次の2行のコードです.
const char *sym = HAL_MODULE_INFO_SYM_AS_STR;
hmi = (struct hw_module_t *)dlsym(handle, sym);
開いています.soではHMI記号のアドレスを検索しhmiに保存する.これで、.soの中のhw_module_tは正常に取得され、それに基づいて他の関連インタフェースを取得することができる.
4. インスタンスの使用
コードは次のとおりです.
GraphicBufferAllocator::GraphicBufferAllocator()
: mAllocDev(0)
{
hw_module_t const* module;
int err = hw_get_module(GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID, &module);
LOGE_IF(err, "FATAL: can't find the %s module", GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID);
if (err == 0) {
gralloc_open(module, &mAllocDev);
}
}5. まとめ
1)HAL通過hw_get_module関数取得hw_module_t
2)HAL通過hw_module_t->methods->open hw_の取得device_tポインタ、このopen関数でhw_を初期化device_tの包装構造における関数及びhw_device_tのclose関数、例えばgralloc_device_open. 3)3つの重要なデータ構造:
a) struct hw_device_t:ハードウェアデバイスを表し、各種ハードウェアデバイスの共通属性と方法を格納する
b)struct hw_module_t:使用可能hw_get_moduleがロードするmodule
c)struct hw_module_methods_t:操作装置を定義方法であって、1つのオープン装置のみを定義方法open.
typedef struct hw_module_t {
/** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */
uint32_t tag;
/** major version number for the module */
uint16_t version_major;
/** minor version number of the module */
uint16_t version_minor;
/** Identifier of module */
const char *id;
/** Name of this module */
const char *name;
/** Author/owner/implementor of the module */
const char *author;
/** Modules methods */
struct hw_module_methods_t* methods;
/** module's dso */
void* dso;
/** padding to 128 bytes, reserved for future use */
uint32_t reserved[32-7];
} hw_module_t;
typedef struct hw_module_methods_t {
/** Open a specific device */
int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
struct hw_device_t** device);
} hw_module_methods_t;
/**
* Every device data structure must begin with hw_device_t
* followed by module specific public methods and attributes.
*/
typedef struct hw_device_t {
/** tag must be initialized to HARDWARE_DEVICE_TAG */
uint32_t tag;
/** version number for hw_device_t */
uint32_t version;
/** reference to the module this device belongs to */
struct hw_module_t* module;
/** padding reserved for future use */
uint32_t reserved[12];
/** Close this device */
int (*close)(struct hw_device_t* device);
} hw_device_t;hw_device_tはopenメソッドで取得する.