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hal正是我們下一步要關(guān)心的，接下來(lái)我會(huì )分析HAL的實(shí)現原理。 HAL是Hardware Abstraction Layer的首字母縮寫(xiě)。我最早是在Winnt 3.5的幫助中知道這個(gè)名詞的，對幫助文檔中的說(shuō)法我比較認同，所以一直對它抱有好感。不過(guò)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，為上層的操作系統和設備驅動(dòng)程序提供一個(gè)統一的接口，起到對硬件的抽象作用。有了HAL，編寫(xiě)驅動(dòng)程序就容易多了，因為HAL的接口不但使用簡(jiǎn)單，而且具有更好的可移植性（沒(méi)用過(guò)）。 Linux 下的HAL：至于對硬件的抽象，Linux內核早就有類(lèi)似機制，只不過(guò)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)罷了。而Linux的HAL指的并非這個(gè)，它不是位于操作系統的最底層，直接操作硬件，相反，它位于操作系統和驅動(dòng)程序之上，是一個(gè)運行在用戶(hù)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(lái)抽象設備，任何設備都是一個(gè)文件，比如/dev/mouse是鼠標的設備文件。這種方法看起來(lái)不錯，每個(gè)設備都有統一的形式，但使用并不那么容易，設備文件名沒(méi)有什么規范，從簡(jiǎn)單的一個(gè)文件名，你無(wú)法得知它是什么設備，具有有什么特性。 結果形成這樣的尷尬：有了設備和設備驅動(dòng)程序，卻不知道如何使用它。這些亂七八糟的設備文件，讓設備的管理和應用程序的開(kāi)發(fā)都變得很麻煩，所以有必要提供一個(gè)硬件抽象層，來(lái)為上層應用程序提供一個(gè)統一的接口，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(lèi)的功能，相反它只是告訴應用程序，系統中有哪些設備可用，以及這些設備的類(lèi)型、特性和能力等。主要說(shuō)來(lái)，它提供以下幾項功能： 1. 獲取指定類(lèi)型的設備列表。 2. 獲取/更改設備的屬性值。 3. 獲取設備具有的能力描述。 4. 設備插入/拔除時(shí)，通知相關(guān)應用程序。 5. 設備屬性或能力變化時(shí)，通知相關(guān)應用程序。 udev創(chuàng )建dev下的文件結點(diǎn)，加載驅動(dòng)程序，讓設備處于可用狀態(tài)。而HAL則告訴應用程序，現在有哪些設備可用，這些設備的類(lèi)型、特性和能力，讓?xiě)贸绦蛑廊绾问褂盟鼈儭?/font> 設備的屬性管理是HAL最重要任務(wù)之一，有的設備屬性來(lái)源于實(shí)際的硬件，有的來(lái)源于設備信息文件(/usr/share/hal/fdi/)，有的來(lái)源其它配置信息(如/usr/share/hwdata/)。設備屬性的都有標準的定義，這些屬性定義是HAL的SPEC的主要內容之一，可以參考http://people.freedesktop.org/~david/hal-spec/hal-spec.html。 HAL作為一個(gè)后臺服務(wù)程序運行，它的主體架構基于MVC的模型，在DBUS的幫助下，實(shí)現了異步事件通知機制。HAL的分層視圖如下： 說(shuō)明： 1. 實(shí)線(xiàn)箭頭為主動(dòng)調用，虛線(xiàn)箭頭為事件上報。 2. udev通過(guò)NetLink注冊?xún)群说脑O備事件，當有設備插入/拔除時(shí)，udev就會(huì )收到通知，它會(huì )從事件中所帶參數和sysfs中的信息，加載適當的驅動(dòng)程序，創(chuàng )建dev下的結點(diǎn)，讓設備處于可用的狀態(tài)。 3. udev只是一個(gè)框架，它的行為完全受它的規則所控制，這些規則存放在目錄/etc/udev/rules.d/中，其中90-hal.rules是用來(lái)讓udev把設備插入/拔除的事件通過(guò)socket socket:/org/freedesktop/hal/udev_event轉發(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(shí)就調用函數hald_udev_data處理，它先從事件中取出主要參數，創(chuàng )建一個(gè)hotplug_event對象，把它放入事件隊列中，然后調用hotplug_event_process_queue處理事件。 5. 函數hotplug_event_begin負責具體事件的處理，它把全部事件分為四類(lèi)，并分別處理hotplug_event_begin_sysfs處理普通設備事件，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(shí)觸發(fā)的(osspec_device_reprobe/hotplug_reprobe_tree/hotplug_reprobe_generate_add_events/acpi_generate_add_hotplug_event)。 6. 函數hotplug_event_begin_sysfs中，如果是插入設備，則創(chuàng )建一個(gè)設備對象，設置設備的屬性，調用相關(guān)callouts，然后放入設備列表中，并觸發(fā)signal讓dbus通知相關(guān)應用程序。如果是拔除設備，則調用相關(guān)callouts，然后從設備列表中刪除，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(dòng)調用HAL提供的DBUS接口函數，這些函數在libhal.h中有定義。應用程序也可以注冊HAL的signal，當設備變化時(shí)，HAL通過(guò)DBUS上報事件給應用程序。 8. callout是HAL一種擴展方式，它在設備插入/拔除時(shí)執行�？梢栽谠O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，然而有的設備如電源設備、磁盤(pán)設備和特殊按鍵等，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，然后轉發(fā)成HAL事件。addon-storage檢測光盤(pán)或磁盤(pán)的狀態(tài)，并設置設備的屬性。addon-keyboard檢測一些特殊按鍵，并觸發(fā)相應事件。 access-check/ci-tracker/ck-tracker負責權限的檢查，里面提到的PolicyKit/ConsoleKit不是太熟悉，有時(shí)間再看看。 簡(jiǎn)單的說(shuō)，HAL就是一個(gè)設備數據庫，它管理當前系統中所有的設備，你可以以多種靈活的方式去查詢(xún)這些設備，可以獲取指定設備的特性，可以注冊設備變化事件。 |
