【MCU】把”安卓HAL层思想”引到单片机软件开发中

2、话题引出

没你想得那么可怕，知识都是互通的呀，最近接触这些东西感觉收获颇丰。而且现在MCU越来越强大，需要学习更多的设计思路了。

你真是个狠人呀！那你学的HAL层的思想大致跟我讲讲呗，让我也学习一下。

行，那我就露两手给你瞧瞧~

(上图安卓框架源于网络)

    上图是经典的安卓架构图，然而HAL层的提出最早并不是在Linux中出现，而是由Microsoft公司为确保WindowsNT的稳定性和兼容性而提出的，Microsoft发现直接操作硬件不仅会带来软件上的不兼容，而且对系统稳定性也是不利因素，所以就有了类似于虚拟机这样的HAL层。

2

win VS 安卓

    Windows下的HAL层是位于物理硬件设备之上的，也就是说该HAL层直接操作底层寄存器，从而形成一套统一的HAL层接口给上层操作系统使用的，那么所编写的硬件驱动都需要满足HAL层的规范才能够被使用。

    而对于安卓系统所实现的HAL却与win有所差异，大家可以看看前面安卓系统层次图，其HAL层位于操作系统内核和驱动程序之上，且位于用户空间。

    那么为什么会形成如此的差异呢/strong>

• 由于window不开源而Linux内核需要遵循的是GPL开源协议，说白了就是要开源代码，但是基于Linux开发的硬件驱动和应用程序不必遵循GPL许可。

• 为了保障各个厂家的利益，所以就有了HAL层的诞生，当然HAL层虽然位于内核之上，不过其功能还是通过系统调用与底层打交道,所以也叫用户空间驱动程序。那么不想开源的厂家就可以把关键的处理逻辑放到HAL层并且加密处理以后发布，而不需要开放，而内核部分只需要基础的与底层交互的机制即可。

2

安卓HAL层实现思路

    这里不会详细的讲解每一步是如何实现的，仅仅把系统的结构理顺一下，并且把关键的调用关系理一理，让系统HAL层设计的思想为我们所用，所以这里我们只分析三层与C程序关联更多的部分，HAL层以上均认为是应用层，如下图所示 :

• 从上面的三大结构体的结构体和包含关系我们大致可以了解到，HAL层的都是以硬件模块类module进行抽象的，每个module里面会有一个methods方法，而methods结构体中仅仅包含Open指针，通过向该Open中传入id即可获得一个device指针对象，同时每个device都会存储硬件设备的公共属性和操作方法,并指向相应的module类型。

• 感觉有点抽象，其实都是固定的一些套路，我觉得来点个灯就会大彻大悟了！

• 1、首先采用面向对象的思路分别继承两个重要的结构体，这样就可以通过父类common(也叫通用结构)在外部传递从而保持接口的统一，而内部通过强制类型转化为之类led_xxx_t来获得更多的操作接口丰富内部实现。

• 3、HAL_MODULE_INFO_SYM是和上层应用约定的结构，Android 会根据这些元数据来找到并正确加载 HAL 模块。JNI层通过调用hw_get_module函数（该函数内部会通过id和load函数加载模块，即前面实现的那些内容），hw_get_module函数返回的数据类型为led_module_t型指针， 然后可以通过module->methods->open(module,LED_HARDWARE_MODULE_ID,(struct hw_device_t**)device);来调用hal层的open函数得到led硬件操作的led_control_device_t结构体实例，这样应用程序就可以通过该对象使用对应的接口了。

    如上的module层可以认为是HAL层，我们可以在MCU中引入HAL的三大结构体，从而实现设备接口上的统一和抽象，当我们驱动层发生了变化，只需要重新编写出满足HAL层接口即可。

666，好像有点东西，我得再看一篇！

哈哈，慢慢啃吧！

3、结束语

    文本到这里就结束了，单片机仅仅只是一个工具，思维的高度才会能决定代码的质量！

    好了，这里是公众号:“最后一个bug”，一个为大家打造的技术知识提升基地，如果你喜欢交流可以添加下方bug菌微信，我拉你加入公众号技术交流群。

MCU】可怕，别人把我MCU固件给反汇编了！(逆向)

文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学习相关知识Java技能树首页概览91375 人正在系统学习中

来源：最后一个bug