传感器 HAL 层的设计与实现

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传感器 HAL 层的设计与实现

Linux驱动通常由访问硬件代码和业务逻辑代码组成。Linux内核提供了 只需调用标准的读写硬件方法Linux提供的标准函数即可。 而Linux驱动的业务逻辑对制造商或个人保密。例如，缓冲区的设置等。Google在Android在系统中添加一个HAL层的目的是为了满足不想开源的个人或者厂商的要求，该层位于系统库层和Linux内核层之间。对于想要开源的Linux可以驱动个人或制造商 把驱动业务的逻辑放在一边HAL层也可以放在驱动程序中。不想公开。Linux个人或制造商驱动代码，Linux驱动只是将数据传递给相关设备的角色。也就是说Linux只有操作设备寄存器的代码的代码，没有任何业务代码。HAL硬件层统一 调用接口，HAL层的编写需要遵循一定的规范。HAL 如下图所示。Android通过应用程序NDK访问HAL或直接访问系统库HAL中程序库，最后通过程序库访问驱动程序提供的设备节点，为程序库提供操作 作接口。

本chat驱动硬件抽象层模块的重力传感器将被设计和实现。重力传感器的业务逻辑 在硬件抽象层中编辑。事实上，硬件抽象层也是Linux以系统库的形式提供，HAL与其像C在操作过程中需要加载当需要硬件抽象层时 通过程序库ID加载相应的程序库。硬件抽象层的工作流程如下图所示。 应用层传输传感器类型值到硬件抽象层，硬件抽象层完成相应传感器的配置和初始化，最最后，判断硬件抽象层的命令是打开或关闭。如果打开传感器，报告传感器数据，最后判断传感器是否动态，如果动态，再次报告传感器数量 报告传感器数据时，会有一定时间的延迟。若传感器关闭，则直接结束。当传感器不动态时，读取过程将直接结束。

Android框架相关数据结构如图所示： 结构分为三部分。

1.hw_module_thw_module_t是Android根据框架定义的结构体Android硬件抽象层的确定 义 ， 被sensors_module_t封 装 ， 作 为 重 力 传 感 器 模 块 的 数 据 结 构 。 而 且hw_module_t必须定义在结构体sensors_module_t开头。这个定义主要是为了扩展 以及接口的统一。系统可以自动调用的任何程序都有规范，例如main函数。HAL模块可以被Android系统是自动调用的，所以它也必须有一个固定的接口，但它不是一个函数，而是一个结构的变量名。该结构的设计如下：

/*初始化描述 HAL 模块信息的结构，结构体的变量名必须是 HAL_MODULE_INFO_SYM*/  struct sensors_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {   .common = {    .id = SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID,//初始化 HAL 模块的 ID 通 过这 ID 可以找到该 HAL 模块   .methods= &sensors_module_methods,//初始化 HAL 模块的 open 函数指针  };   .get_sensors_list = sensors_get_sensors_list  }; 

static struct hw_module_methods_t sensors_module_methods = {   .open = open_sensors  }; 

2.sensors_poll_device_t

sensors_poll_device_t是对hw_device_t该结构代表传感器。主要包括打开传感器、关闭传感器、读取传感器数据等函数接口。

3.hw_module_methods_thw_module_methods_t提供了open_sensors上层调用方法。 首先在这个结构中使用sensors_module_t结构体通过结构体methods方法找到sensors_module_methods.open方法，open方法相当于HAL模块入口。 调用此函数，打开设备文件，初始化sensor_poll_context_t结构体。

open_sensors函数将在NDK调用函数。函数的最后一个参数被调用。HAL层初始化，但框架层调用时引入的变量类型是sensors_poll_context_t，这样就必须 要求sensor_poll_device_t必须为sensors_poll_context_t该函数的主要工作是初始化sensor_poll_device_t子结构。除了初始化一些必要的变量外， 传感器的初始操作也需要一些方法(本文中的一些方法)close、activate、setDelay和poll）

如下图所示：

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