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hal正是我們下一步要關(guān)心的，接下來我會分析HAL的實現(xiàn)原理。 HAL是Hardware Abstraction Layer的首字母縮寫。我最早是在Winnt 3.5的幫助中知道這個名詞的，對幫助文檔中的說法我比較認同，所以一直對它抱有好感。不過Windows下的HAL和Linux下的HAL兩者所指并非相同之物： Windows下的HAL：位于操作系統(tǒng)的最底層，直接操作物理硬件，隔離與硬件相關(guān)的信息，為上層的操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動程序提供一個統(tǒng)一的接口，起到對硬件的抽象作用。有了HAL，編寫驅(qū)動程序就容易多了，因為HAL的接口不但使用簡單，而且具有更好的可移植性（沒用過）。 Linux 下的HAL：至于對硬件的抽象，Linux內(nèi)核早就有類似機制，只不過沒有專門的名稱罷了。而Linux的HAL指的并非這個，它不是位于操作系統(tǒng)的最底層，直接操作硬件，相反，它位于操作系統(tǒng)和驅(qū)動程序之上，是一個運行在用戶空間中服務(wù)程序。 我們知道，Linux和所有的Unix一樣，習慣用文件來抽象設(shè)備，任何設(shè)備都是一個文件，比如/dev/mouse是鼠標的設(shè)備文件。這種方法看起來不錯，每個設(shè)備都有統(tǒng)一的形式，但使用并不那么容易，設(shè)備文件名沒有什么規(guī)范，從簡單的一個文件名，你無法得知它是什么設(shè)備，具有有什么特性。 結(jié)果形成這樣的尷尬：有了設(shè)備和設(shè)備驅(qū)動程序，卻不知道如何使用它。這些亂七八糟的設(shè)備文件，讓設(shè)備的管理和應用程序的開發(fā)都變得很麻煩，所以有必要提供一個硬件抽象層，來為上層應用程序提供一個統(tǒng)一的接口，Linux的HAL就這樣應運而生了。 但HAL并不提供諸如拍照和刻錄等之類的功能，相反它只是告訴應用程序，系統(tǒng)中有哪些設(shè)備可用，以及這些設(shè)備的類型、特性和能力等。主要說來，它提供以下幾項功能： 1. 獲取指定類型的設(shè)備列表。 2. 獲取/更改設(shè)備的屬性值。 3. 獲取設(shè)備具有的能力描述。 4. 設(shè)備插入/拔除時，通知相關(guān)應用程序。 5. 設(shè)備屬性或能力變化時，通知相關(guān)應用程序。 udev創(chuàng)建dev下的文件結(jié)點，加載驅(qū)動程序，讓設(shè)備處于可用狀態(tài)。而HAL則告訴應用程序，現(xiàn)在有哪些設(shè)備可用，這些設(shè)備的類型、特性和能力，讓應用程序知道如何使用它們。 設(shè)備的屬性管理是HAL最重要任務(wù)之一，有的設(shè)備屬性來源于實際的硬件，有的來源于設(shè)備信息文件(/usr/share/hal/fdi/)，有的來源其它配置信息(如/usr/share/hwdata/)。設(shè)備屬性的都有標準的定義，這些屬性定義是HAL的SPEC的主要內(nèi)容之一，可以參考http://people.freedesktop.org/~david/hal-spec/hal-spec.html。 HAL作為一個后臺服務(wù)程序運行，它的主體架構(gòu)基于MVC的模型，在DBUS的幫助下，實現(xiàn)了異步事件通知機制。HAL的分層視圖如下： 說明： 1. 實線箭頭為主動調(diào)用，虛線箭頭為事件上報。 2. udev通過NetLink注冊內(nèi)核的設(shè)備事件，當有設(shè)備插入/拔除時，udev就會收到通知，它會從事件中所帶參數(shù)和sysfs中的信息，加載適當?shù)尿?qū)動程序，創(chuàng)建dev下的結(jié)點，讓設(shè)備處于可用的狀態(tài)。 3. udev只是一個框架，它的行為完全受它的規(guī)則所控制，這些規(guī)則存放在目錄/etc/udev/rules.d/中，其中90-hal.rules是用來讓udev把設(shè)備插入/拔除的事件通過socket socket:/org/freedesktop/hal/udev_event轉(zhuǎn)發(fā)給HAL的。 4. HAL掛在socket:/org/freedesktop/hal/udev_event上等待事件，有事件發(fā)生時就調(diào)用函數(shù)hald_udev_data處理，它先從事件中取出主要參數(shù)，創(chuàng)建一個hotplug_event對象，把它放入事件隊列中，然后調(diào)用hotplug_event_process_queue處理事件。 5. 函數(shù)hotplug_event_begin負責具體事件的處理，它把全部事件分為四類，并分別處理hotplug_event_begin_sysfs處理普通設(shè)備事件，hotplug_event_begin_acpi處理ACPI事件，hotplug_event_begin_apm處理APM事件，hotplug_event_begin_pmu處理PMU事件。要注意的是，后三者的事件源并非源于udev，而是在device_reprobe時觸發(fā)的(osspec_device_reprobe/hotplug_reprobe_tree/hotplug_reprobe_generate_add_events/acpi_generate_add_hotplug_event)。 6. 函數(shù)hotplug_event_begin_sysfs中，如果是插入設(shè)備，則創(chuàng)建一個設(shè)備對象，設(shè)置設(shè)備的屬性，調(diào)用相關(guān)callouts，然后放入設(shè)備列表中，并觸發(fā)signal讓dbus通知相關(guān)應用程序。如果是拔除設(shè)備，則調(diào)用相關(guān)callouts，然后從設(shè)備列表中刪除，并觸發(fā)signal讓dbus通知相關(guān)應用程序。 7. 應用程序可以主動調(diào)用HAL提供的DBUS接口函數(shù)，這些函數(shù)在libhal.h中有定義。應用程序也可以注冊HAL的signal，當設(shè)備變化時，HAL通過DBUS上報事件給應用程序。 8. callout是HAL一種擴展方式，它在設(shè)備插入/拔除時執(zhí)行。可以在設(shè)備信息文件中(/usr/share/hal目錄)指定。 9. addon也是HAL一種擴展方式，它與callout的不同之處在于addon往往是事件的觸發(fā)者，而不是事件的消費者。HAL的事件源主要源于udev，而udev源于kernel的hotplug，然而有的設(shè)備如電源設(shè)備、磁盤設(shè)備和特殊按鍵等，它們并不產(chǎn)生hotplug事件。HAL就得不到通知，怎么辦呢，addon就是用于支持新事件源的擴展方式。比如addon-acpi從/proc/acpi/event或者/var/run/acpid.socket收到事件，然后轉(zhuǎn)發(fā)成HAL事件。addon-storage檢測光盤或磁盤的狀態(tài)，并設(shè)置設(shè)備的屬性。addon-keyboard檢測一些特殊按鍵，并觸發(fā)相應事件。 access-check/ci-tracker/ck-tracker負責權(quán)限的檢查，里面提到的PolicyKit/ConsoleKit不是太熟悉，有時間再看看。 簡單的說，HAL就是一個設(shè)備數(shù)據(jù)庫，它管理當前系統(tǒng)中所有的設(shè)備，你可以以多種靈活的方式去查詢這些設(shè)備，可以獲取指定設(shè)備的特性，可以注冊設(shè)備變化事件。 |
