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 <html devsite><head>
     <title>Android 接口和架构</title>
     <meta name="project_path" value="/_project.yaml"/>
     <meta name="book_path" value="/_book.yaml"/>
   </head>
   <body>
   <!--
       Copyright 2017 The Android Open Source Project

       Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
       you may not use this file except in compliance with the License.
       You may obtain a copy of the License at

           http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

       Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
       distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
       WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
       See the License for the specific language governing permissions and
       limitations under the License.
   -->

 <p>
 Android 可让您自由实现您自己的设备规格和驱动程序。硬件抽象层 (HAL) 提供了一种用于在 Android 平台堆叠和硬件之间创建软件钩的标准方法。Android 操作系统也是开放源代码系统，因此您可以贡献您自己的接口和增强功能。
 </p>

 <p>
 为确保设备能够保持较高的质量水平并提供一致的用户体验，每部设备都必须通过兼容性测试套件 (CTS) 中的测试。CTS 可验证设备是否符合一定的质量标准，此类标准可确保应用稳定运行并提供良好的用户体验。若想详细了解 CTS，请参阅<a href="/compatibility/index.html">兼容性</a>。
 </p>

 <p>
 在将 Android 移植到您的硬件之前，请花点时间从更高层面上了解 Android 系统架构。由于您的驱动程序和 HAL 会与 Android 进行交互，因此了解 Android 的工作原理可帮助您浏览 Android 开放源代码项目 (AOSP) 源代码树中的多个代码层。
 </p>

 <img src="images/ape_fwk_all.png"/>

 <p class="img-caption"><strong>图 1.</strong> Android 系统架构</p>

 <h2 id="Application-framework">应用框架</h2>
 <p>
 应用框架最常被应用开发者使用。作为硬件开发者，您应该非常了解开发者 API，因为很多此类 API 都可直接映射到底层 HAL 接口，并可提供与实现驱动程序相关的实用信息。
 </p>

 <h2 id="Binder-IPC">Binder IPC</h2>
 <p>
 Binder 进程间通信 (IPC) 机制允许应用框架跨越进程边界并调用 Android 系统服务代码，从而使得高级框架 API 能与 Android 系统服务进行交互。在应用框架级别，开发者无法看到此类通信的过程，但一切似乎都在“按部就班地运行”。
 </p>

 <h2 id="System-services">系统服务</h2>
 <p>
 应用框架 API 所提供的功能可与系统服务通信，以访问底层硬件。服务是集中的模块化组件，例如窗口管理器、搜索服务或通知管理器。Android 包含两组服务：“系统”（诸如窗口管理器和通知管理器之类的服务）和“媒体”（与播放和录制媒体相关的服务）。<em></em><em></em>
 </p>

 <h2 id="Hardware-Abstraction-Layer">硬件抽象层 (HAL)</h2>
 <p>
 硬件抽象层 (HAL) 会定义一个标准接口以供硬件供应商实现，并允许 Android 忽略较低级别的驱动程序实现。借助 HAL，您可以顺利实现相关功能，而不会影响或无需更改更高级别的系统。HAL 实现会被封装成模块 (<code>.so</code>) 文件，并会由 Android 系统适时地加载。
 </p>

 <img src="images/ape_fwk_hal.png"/>

 <p class="img-caption"><strong>图 2.</strong> 硬件抽象层 (HAL) 组件</p>

 <p>
 您必须为您的产品所提供的特定硬件实现相应的 HAL（和驱动程序）。HAL 实现通常会内置在共享库模块（<code>.so</code> 文件）中。Android 并不要求您的 HAL 实现与设备驱动程序之间进行标准交互，因此您可以自由地根据您的具体情况执行适当的操作。不过，要使 Android 系统能够与您的硬件正确互动，您<strong>必须</strong>遵守各个针对特定硬件的 HAL 接口中定义的合同。
 </p>

 <h3 id="structure">标准 HAL 结构</h3>
 <p>
   每个针对特定硬件的 HAL 接口均具有 <code>hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h</code> 中定义的属性，这些属性可保证 HAL 具有可预测的结构。此类接口允许 Android 系统以一致的方式加载 HAL 模块的正确版本。HAL 接口包含两个通用组件：一个模块和一个设备。
 </p>
 <p>
   模块表示被封装且存储为共享库 (<code>.so file</code>) 的 HAL 实现。它会包含模块的版本、名称和作者等元数据，这些元数据有助于 Android 找到并正确加载该模块。<code>hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h</code> 标头文件会定义一个表示模块的结构体 (<code>hw_module_t</code>)，其中会包含模块的版本、作者和名称等信息。</p>

   <p>另外，<code>hw_module_t</code> 结构体还会包含一个指向另一结构体 <code>hw_module_methods_t</code> 的指针，后面这个结构体则会包含一个指向相应模块的“open”函数的指针。该“open”函数用于与相关硬件（此 HAL 是其抽象形式）建立通信。每个针对特定硬件的 HAL 通常都会使用附加信息为该特定硬件扩展通用的 <code>hw_module_t</code> 结构体。例如，在相机 HAL 中，<code>camera_module_t</code> 结构体会包含一个 <code>hw_module_t</code> 结构体以及其他针对相机的函数指针：
 </p>

 <pre class="devsite-click-to-copy">
 typedef struct camera_module {
     hw_module_t common;
     int (*get_number_of_cameras)(void);
     int (*get_camera_info)(int camera_id, struct camera_info *info);
 } camera_module_t;
 </pre>

 <p>当您实现 HAL 并创建模块结构体时，必须将其命名为 <code>HAL_MODULE_INFO_SYM</code>。例如，以下是 Nexus 9 音频 HAL 的示例：</p>

 <pre class="devsite-click-to-copy">
 struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {
     .common = {
         .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
         .module_api_version = AUDIO_MODULE_API_VERSION_0_1,
         .hal_api_version = HARDWARE_HAL_API_VERSION,
         .id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,
         .name = "NVIDIA Tegra Audio HAL",
         .author = "The Android Open Source Project",
         .methods = &amp;hal_module_methods,
     },
 };
 </pre>
 <p>
   设备会提取产品的实际硬件。例如，音频模块可能会包含主音频设备、USB 音频设备或蓝牙 A2DP 音频设备。设备由 <code>hw_device_t</code> 结构体表示。与模块类似，每类设备都会为通用的 <code>hw_device_t</code> 定义一个更详细的版本，其中会包含指向硬件特定功能的函数指针。例如，<code>audio_hw_device_t</code> 结构体类型会包含指向音频设备操作的函数指针：
 </p>

 <pre class="devsite-click-to-copy">
 struct audio_hw_device {
     struct hw_device_t common;

     /**
      * used by audio flinger to enumerate what devices are supported by
      * each audio_hw_device implementation.
      *
      * Return value is a bitmask of 1 or more values of audio_devices_t
      */
     uint32_t (*get_supported_devices)(const struct audio_hw_device *dev);
   ...
 };
 typedef struct audio_hw_device audio_hw_device_t;
 </pre>

 <p>
   除了这些标准属性之外，每个针对特定硬件的 HAL 接口都可以定义更多的自有特性和要求。若想详细了解如何实现某个特定接口，请参阅 <a href="/reference/hal/">HAL 参考文档</a>以及各 HAL 的单独说明。
 </p>

 <h3 id="modules">HAL 模块</h3>
 <p>HAL 实现会内置在模块 (<code>.so</code>) 文件中，并会由 Android 适时地动态关联。您可通过为每个 HAL 实现创建 <code>Android.mk</code> 文件并指向源文件来构建模块。一般来说，您的共享库必须以某种格式命名，以便被找到并正确加载。各模块的命名方案略有不同，但它们都遵循以下通用模式：<code>&lt;module_type&gt;.&lt;device_name&gt;</code>。</p>

   <p>若想详细了解如何为每个 HAL 设置模块构建，请参阅各 HAL 对应的文档。</p>

 <h2 id="Linux-kernel">Linux 内核</h2>
 <p>
 开发设备驱动程序与开发典型的 Linux 设备驱动程序类似。Android 使用的 Linux 内核版本包含一些特殊的补充功能，例如：唤醒锁（这是一种内存管理系统，可更主动地保护内存）、Binder IPC 驱动程序以及对移动嵌入式平台非常重要的其他功能。这些补充功能主要用于增强系统功能，不会影响驱动程序开发。

 </p><p>
 您可以使用任一版本的内核，只要它支持所需功能（如 Binder 驱动程序）。不过，我们建议您使用 Android 内核的最新版本。若想详细了解 Android 内核的最新版本，请参阅<a href="/source/building-kernels.html">构建内核</a>。
 </p>

 </body></html>
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	<title>Android 接口和架构</title>
	<meta name="project_path" value="/_project.yaml"/>
	<meta name="book_path" value="/_book.yaml"/>
	</head>
	<body>
	<!--
	Copyright 2017 The Android Open Source Project

	Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
	you may not use this file except in compliance with the License.
	You may obtain a copy of the License at

	http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

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	WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
	See the License for the specific language governing permissions and
	limitations under the License.
	-->

	<p>
	Android 可让您自由实现您自己的设备规格和驱动程序。硬件抽象层 (HAL) 提供了一种用于在 Android 平台堆叠和硬件之间创建软件钩的标准方法。Android 操作系统也是开放源代码系统，因此您可以贡献您自己的接口和增强功能。
	</p>

	<p>
	为确保设备能够保持较高的质量水平并提供一致的用户体验，每部设备都必须通过兼容性测试套件 (CTS) 中的测试。CTS 可验证设备是否符合一定的质量标准，此类标准可确保应用稳定运行并提供良好的用户体验。若想详细了解 CTS，请参阅<a href="/compatibility/index.html">兼容性</a>。
	</p>

	<p>
	在将 Android 移植到您的硬件之前，请花点时间从更高层面上了解 Android 系统架构。由于您的驱动程序和 HAL 会与 Android 进行交互，因此了解 Android 的工作原理可帮助您浏览 Android 开放源代码项目 (AOSP) 源代码树中的多个代码层。
	</p>

	<img src="images/ape_fwk_all.png"/>

	<p class="img-caption"><strong>图 1.</strong> Android 系统架构</p>

	<h2 id="Application-framework">应用框架</h2>
	<p>
	应用框架最常被应用开发者使用。作为硬件开发者，您应该非常了解开发者 API，因为很多此类 API 都可直接映射到底层 HAL 接口，并可提供与实现驱动程序相关的实用信息。
	</p>

	<h2 id="Binder-IPC">Binder IPC</h2>
	<p>
	Binder 进程间通信 (IPC) 机制允许应用框架跨越进程边界并调用 Android 系统服务代码，从而使得高级框架 API 能与 Android 系统服务进行交互。在应用框架级别，开发者无法看到此类通信的过程，但一切似乎都在“按部就班地运行”。
	</p>

	<h2 id="System-services">系统服务</h2>
	<p>
	应用框架 API 所提供的功能可与系统服务通信，以访问底层硬件。服务是集中的模块化组件，例如窗口管理器、搜索服务或通知管理器。Android 包含两组服务：“系统”（诸如窗口管理器和通知管理器之类的服务）和“媒体”（与播放和录制媒体相关的服务）。<em></em><em></em>
	</p>

	<h2 id="Hardware-Abstraction-Layer">硬件抽象层 (HAL)</h2>
	<p>
	硬件抽象层 (HAL) 会定义一个标准接口以供硬件供应商实现，并允许 Android 忽略较低级别的驱动程序实现。借助 HAL，您可以顺利实现相关功能，而不会影响或无需更改更高级别的系统。HAL 实现会被封装成模块 (<code>.so</code>) 文件，并会由 Android 系统适时地加载。
	</p>

	<img src="images/ape_fwk_hal.png"/>

	<p class="img-caption"><strong>图 2.</strong> 硬件抽象层 (HAL) 组件</p>

	<p>
	您必须为您的产品所提供的特定硬件实现相应的 HAL（和驱动程序）。HAL 实现通常会内置在共享库模块（<code>.so</code> 文件）中。Android 并不要求您的 HAL 实现与设备驱动程序之间进行标准交互，因此您可以自由地根据您的具体情况执行适当的操作。不过，要使 Android 系统能够与您的硬件正确互动，您<strong>必须</strong>遵守各个针对特定硬件的 HAL 接口中定义的合同。
	</p>

	<h3 id="structure">标准 HAL 结构</h3>
	<p>
	每个针对特定硬件的 HAL 接口均具有 <code>hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h</code> 中定义的属性，这些属性可保证 HAL 具有可预测的结构。此类接口允许 Android 系统以一致的方式加载 HAL 模块的正确版本。HAL 接口包含两个通用组件：一个模块和一个设备。
	</p>
	<p>
	模块表示被封装且存储为共享库 (<code>.so file</code>) 的 HAL 实现。它会包含模块的版本、名称和作者等元数据，这些元数据有助于 Android 找到并正确加载该模块。<code>hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h</code> 标头文件会定义一个表示模块的结构体 (<code>hw_module_t</code>)，其中会包含模块的版本、作者和名称等信息。</p>

	<p>另外，<code>hw_module_t</code> 结构体还会包含一个指向另一结构体 <code>hw_module_methods_t</code> 的指针，后面这个结构体则会包含一个指向相应模块的“open”函数的指针。该“open”函数用于与相关硬件（此 HAL 是其抽象形式）建立通信。每个针对特定硬件的 HAL 通常都会使用附加信息为该特定硬件扩展通用的 <code>hw_module_t</code> 结构体。例如，在相机 HAL 中，<code>camera_module_t</code> 结构体会包含一个 <code>hw_module_t</code> 结构体以及其他针对相机的函数指针：
	</p>

	<pre class="devsite-click-to-copy">
	typedef struct camera_module {
	hw_module_t common;
	int (*get_number_of_cameras)(void);
	int (get_camera_info)(int camera_id, struct camera_info info);
	} camera_module_t;
	</pre>

	<p>当您实现 HAL 并创建模块结构体时，必须将其命名为 <code>HAL_MODULE_INFO_SYM</code>。例如，以下是 Nexus 9 音频 HAL 的示例：</p>

	<pre class="devsite-click-to-copy">
	struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {
	.common = {
	.tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
	.module_api_version = AUDIO_MODULE_API_VERSION_0_1,
	.hal_api_version = HARDWARE_HAL_API_VERSION,
	.id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,
	.name = "NVIDIA Tegra Audio HAL",
	.author = "The Android Open Source Project",
	.methods = &hal_module_methods,
	},
	};
	</pre>
	<p>
	设备会提取产品的实际硬件。例如，音频模块可能会包含主音频设备、USB 音频设备或蓝牙 A2DP 音频设备。设备由 <code>hw_device_t</code> 结构体表示。与模块类似，每类设备都会为通用的 <code>hw_device_t</code> 定义一个更详细的版本，其中会包含指向硬件特定功能的函数指针。例如，<code>audio_hw_device_t</code> 结构体类型会包含指向音频设备操作的函数指针：
	</p>

	<pre class="devsite-click-to-copy">
	struct audio_hw_device {
	struct hw_device_t common;

	/**
	* used by audio flinger to enumerate what devices are supported by
	* each audio_hw_device implementation.
	*
	* Return value is a bitmask of 1 or more values of audio_devices_t
	*/
	uint32_t (get_supported_devices)(const struct audio_hw_device dev);
	...
	};
	typedef struct audio_hw_device audio_hw_device_t;
	</pre>

	<p>
	除了这些标准属性之外，每个针对特定硬件的 HAL 接口都可以定义更多的自有特性和要求。若想详细了解如何实现某个特定接口，请参阅 <a href="/reference/hal/">HAL 参考文档</a>以及各 HAL 的单独说明。
	</p>

	<h3 id="modules">HAL 模块</h3>
	<p>HAL 实现会内置在模块 (<code>.so</code>) 文件中，并会由 Android 适时地动态关联。您可通过为每个 HAL 实现创建 <code>Android.mk</code> 文件并指向源文件来构建模块。一般来说，您的共享库必须以某种格式命名，以便被找到并正确加载。各模块的命名方案略有不同，但它们都遵循以下通用模式：<code><module_type>.<device_name></code>。</p>

	<p>若想详细了解如何为每个 HAL 设置模块构建，请参阅各 HAL 对应的文档。</p>

	<h2 id="Linux-kernel">Linux 内核</h2>
	<p>
	开发设备驱动程序与开发典型的 Linux 设备驱动程序类似。Android 使用的 Linux 内核版本包含一些特殊的补充功能，例如：唤醒锁（这是一种内存管理系统，可更主动地保护内存）、Binder IPC 驱动程序以及对移动嵌入式平台非常重要的其他功能。这些补充功能主要用于增强系统功能，不会影响驱动程序开发。

	</p><p>
	您可以使用任一版本的内核，只要它支持所需功能（如 Binder 驱动程序）。不过，我们建议您使用 Android 内核的最新版本。若想详细了解 Android 内核的最新版本，请参阅<a href="/source/building-kernels.html">构建内核</a>。
	</p>

	</body></html>