[RK3399][Android7.1] 传感器 HAL 层的设计与实现

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RK3399	Linux4.4	Android7.1

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传感器 HAL 层的设计与实现

传感器 HAL 层的设计与实现

Linux 驱动一般由访问硬件代码和业务逻辑代码两部分组成。Linux 内核提供了标准的读写硬件的方法，只需要调用 Linux提供的标准函数即可。
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而 Linux驱动的业务逻辑对厂商或个人来说是保密的。例如，缓冲区的设置等。Google 在 Android 体系中添加一个 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。对于想开源的 Linux 驱动个人或者厂商，既可以将驱动业务逻辑放在 HAL 层，也可以放在驱动程序中。而对于不想公开 Linux 驱动代码的个人或者厂商，Linux 驱动只是一个传递数据给相关设备的角色。即 Linux 驱动中只有操作设备寄存器的代码，而没有任何的业务代码。HAL 层统一了硬件的调用接口，HAL 层的编写需要遵循一定的规范。HAL 层的框架如下图所示。 Android 应用程序通过 NDK 访问 HAL 的系统库，或者直接访问 HAL 中程序库，最后通过程序库访问驱动程序为其提供的设备节点实现，设备节点为程序库提供了操作接口。
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本chat将设计并实现重力传感器驱动硬件抽象层模块部分。重力传感器的业务逻辑放在硬件抽象层。实际上，硬件抽象层也是以 Linux 系统库的形式提供的，HAL 层的库可以被自动加载，而不是像 C 程序中需要在运行时加载。当需要硬件抽象层程序库时，通过 ID 号加载相应的程序库。硬件抽象层的工作流程如下图示。应用层传递传感器类型值到硬件抽象层，硬件抽象层完成对应传感器的配置和初始化，最后判断硬件抽象层的命令是打开或者是关闭，如果是打开传感器，则上报传感器的数据，最后判断传感器是否处于动态，如果处于动态则再次上报传感器的数据，在上报传感器数据的时候会有一定时间的延时。如果关闭传感器，则直接结束。在传感器不处于动态时，也会直接结束读取流程。

Android 框架相关的数据结构如图:
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结构体分为三个部分。

1. hw_module_t
hw_module_t 是 Android 框架定义的结构体，按照 Android 硬件抽象层的定义，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 的开头。这样定义主要为了扩展以及接口的统一。任何可以被系统自动调用的程序都有一个规范，例如 main 函数。 HAL 模块可以被 Android系统自动调用，所以它也必须要有一个固定的接口，但是它不是一个函数，而是一个结构体的变量名。该结构的设计如下：

/*初始化描述 HAL 模块信息的结构体，该结构体变量名必须为 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的封装，这个结构体代表的是传感器。主要包括打开传感器，关闭传感器，以及读取传感器的数据等函数接口。

3. hw_module_methods_t
hw_module_methods_t 提供了 open_sensors 方法给上层调用。在这个结构体中，首先使用 sensors_module_t结构体，通过该结构体的 methods方法找到 sensors_module_methods.open 方法，open方法相当于 HAL 模块的入口。调用该函数，打开设备文件，初始化 sensor_poll_context_t结构体。

open_sensors 函数将在NDK函数中被调用。该函数的最后一个参数被 HAL层初始化，但是框架层调用时传入的变量类型是 sensors_poll_context_t，这样就必须要求 sensor_poll_device_t必须为 sensors_poll_context_t 第一个结构体，该函数的主要的工作是初始化 sensor_poll_device_t的子结构。除了初始化一些必要的变量外，还需要初始化操作传感器的一些方法（本文中的 close、activate、setDelay 和 poll）

适配不同传感器的类如下图：
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来源：CSDN

作者：雪松研究所

链接：https://blog.csdn.net/qq_33487044/article/details/104113953

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传感器

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