android系统开发--HAL层开发基础

Android应用开发基础近年来，随着移动互联网的飞速发展，Android手机应用的开发获得了越来越广泛的关注。

而要成为一名合格的Android应用开发者，需要掌握一定的编程知识和技能。

本文就Android应用开发的基础知识做一些简单的介绍，从而对初学者提供一定的指导。

首先，Android系统是一个基于Linux内核的开放源代码软件栈，由Google公司开发和维护。

因此，在进行Android应用开发前，需要学习一些计算机基础知识，如Java语言、数据结构和算法等。

Java是Android开发的核心语言，在进行Android应用开发时，需要掌握Java的基本语法和面向对象编程思想。

Java语言是一种高级语言，并且具有跨平台性，因此可以在多种平台上运行相同的代码。

在Java语言中，面向对象编程是一种重要的开发方式，通过将代码组织成类和对象，使得系统更加灵活和易于维护。

另外，在进行Android应用开发时，还需要掌握一些常用的开发工具，如Android Studio等。

Android Studio是谷歌公司为Android应用开发者提供的官方开发工具，支持Java语言编写，具有丰富的特性和插件库，可以大大简化开发工作，提升开发效率。

在了解完这些基础知识后，下一步就是了解Android应用程序的实现过程。

Android应用的实现主要分为四大阶段：界面设计、逻辑实现、数据处理、以及应用发布。

界面设计是Android应用开发的第一步，开发者需要使用XML语言编写应用的布局和控件等，构建应用的用户界面。

XML是一种基于文本的标记语言，用于描述数据的结构和内容。

通过使用XML标签定义布局和控件信息，可以快速和简便地创建Android应用的界面。

接下来是逻辑实现，即将设计好的界面与代码相结合，实现应用的功能。

在Java语言中，可以使用类和方法来实现应用逻辑。

开发者需要根据应用的需求，编写相应的类和方法，实现应用的各种功能。

Android操作系统的开发与应用Android操作系统是一个开源的、基于Linux内核的移动设备操作系统，由Google公司主导开发。

自2007年首次推出以来，Android操作系统不断发展和壮大，已经成为全球最受欢迎的移动设备操作系统之一。

今天，我们将介绍Android操作系统的开发与应用。

1. Android操作系统的基础Android操作系统基于Linux内核，使用Java作为应用程序开发语言。

它采用了许多Google自身的技术，例如Google Maps、Google Play、Google Drive等等。

Android操作系统被设计用于移动设备，包括智能手机、平板电脑、可穿戴设备等等。

2. Android应用程序的开发Android应用程序采用Java编程语言作为开发语言，基于Android SDK（软件开发工具包）开发。

SDK提供了开发人员所需的所有工具和资源，包括各种API、开发工具和虚拟设备。

Android应用程序的基本结构包括Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider。

（1）ActivityActivity是Android应用程序中的界面。

每个Activity都是一个独立的窗口，可以包含界面控件、按钮、文本框等等。

Activity之间可以通过Intent来传递数据。

（2）ServiceService是一种后台任务。

它可以在应用程序未启动的情况下运行，并可以执行一些长时间运行的任务，例如播放音乐、下载文件等。

（3）Broadcast ReceiverBroadcast Receiver是一种接收系统广播的组件。

它可以接收系统广播事件，例如电源开关事件、网络状态改变事件等，并执行相应的操作。

（4）Content ProviderContent Provider是一种管理应用程序数据的组件。

它提供了一组API，供其他应用程序访问数据。

Android应用开发从入门到精通第一章：介绍Android应用开发的基础概念Android应用开发是指基于Android操作系统平台开发的移动应用程序。

Android是一个基于Linux的开放源代码平台，它提供了强大的开发工具和丰富的API（应用程序接口），使开发者能够创建各种各样的应用程序，包括游戏、社交媒体、电子商务和工具类应用等。

Android应用开发的核心概念包括Activity、Fragment、布局文件、资源文件、Intent等。

Activity是Android应用的主要组件，每个Activity代表了应用的一个界面。

Fragment是一个可重用的界面组件，可以在Activity中动态加载和替换。

布局文件定义了Activity或Fragment中的界面元素的排列方式，可以使用XML语言编写。

资源文件包括图片、字符串、颜色等，用于应用的各种资源的管理。

Intent用于在不同的组件之间进行通信和传递数据。

第二章：Android应用开发环境的搭建要进行Android应用开发，需要搭建相应的开发环境。

首先，需要下载并安装Java Development Kit（JDK），然后下载并安装Android Studio，它是官方推荐的Android开发工具。

安装完Android Studio后，需要配置Android SDK（软件开发工具包）。

Android SDK包含了众多的开发工具和API，可以满足不同应用的需求。

配置SDK的过程通常包括选择需要安装的组件和设置相应的环境变量。

安装完成后，就可以开始进行Android应用的开发了。

第三章：Android应用的UI设计用户界面（UI）是Android应用的重要组成部分，好的UI设计能够提高用户体验。

Android提供了丰富的UI元素和布局管理器，开发者可以根据应用的需求自由选择和设计UI。

常用的UI元素包括文本框、按钮、图像视图、列表视图等。

Android提供了一套用于绘制和交互的UI组件，开发者可以通过XML文件或者代码方式来创建UI界面。

android软件开发专业技术能力总结Android软件开发专业技术能力总结如下：1.基础知识：掌握Java编程语言，了解面向对象编程（OOP）原理，熟悉数据结构与算法。

2.Android系统架构：了解Android系统框架，包括Activity、Service、ContentProvider、BroadcastReceiver等组件。

3.开发工具：熟练使用Android Studio集成开发环境（IDE），掌握Git版本控制工具，了解Android SDK的使用。

4.布局与界面设计：熟悉Android界面布局原则，掌握常用布局组件（如TextView、Button、LinearLayout等），能编写符合Material Design规范的界面。

5.数据存储：了解Android中的数据存储方式，如SharedPreferences、SQLite数据库、文件存储等，掌握ContentProvider的使用。

6.网络编程：熟悉HTTP协议，掌握网络请求的发送与处理，了解Socket编程和WebSocket技术。

7.异步任务与线程处理：了解AsyncTask、Handler、ThreadPool等异步任务处理技术，能有效解决多线程问题。

8.性能优化：掌握Android性能优化策略，如内存管理、电量优化、启动优化等。

9.传感器与硬件接入：了解Android设备传感器（如GPS、加速度计、陀螺仪等）的使用，熟悉蓝牙、WiFi等硬件设备的接入。

10.测试与调试：掌握Android单元测试、界面测试、功能测试等方法，能高效定位并解决程序问题。

11.跨平台开发：了解如何使用React Native、Flutter等跨平台技术进行Android应用开发。

12.安全与隐私：熟悉Android安全机制，如权限管理、数据加密等，了解隐私保护相关法规。

13.持续集成与部署：掌握持续集成（CI）和持续部署（CD）流程，了解自动化测试、构建、部署等相关技术。

AndroidHIDL介绍1. HAL1.1 HAL介绍HAL(Hardware Abstraction Layer)是连接Android Framework与Linux设备驱动的桥梁，有两个⽅⾯的⽬的1) 屏蔽掉不同硬件设备的差异，为Android提供了统⼀的设备访问接⼝；不同的硬件⼚商遵循HAL标准来实现⾃⼰的硬件控制逻辑，开发者不必关⼼硬件设备的差异，只需按照HAL提供的标准接⼝对硬件进⾏访问即可。

2) 帮助硬件⼚商隐藏了设备的核⼼细节，HAL层位于⽤户空间，遵循Apache协议，允许硬件⼚商不公开源码，将设备相关的实现放在HAL 层中实现，并以共享库(.so)的形式进⾏提供。

1.2 分类Android 8.0以前的HAL可分为传统HAL(Stub HAL)和旧版HAL(Legacy HAL)- Legacy HAL: 该⽅式为标准的Linux共享库，其它应⽤程序直接调⽤HAL层共享库导出的函数，接⼝定义位于libhardware_legacy，实现可参考hardware/broadcom/wlan/bcmdhd/wifi_hal- Stub HAL: 仍然以共享库(.so)的形式提供，它把所有供外部访问的的⽅法(函数)的⼊⼝指针保存在统⼀的数据结构，其它程序需要访问HAL中⽅法时，需要先获得Stub，然后通过具体的函数指针去读写底层设备，实现可参考hardware/libhardware/modules/audio_remote_submix个⼈理解，Legacy HAL由app/framework直接打开hal so的⽅式进⾏使⽤；Stub HAL则是app/framework通过libhardware模块找到对应的hal so，由libhardware来进⾏调⽤1.3 实现由于⽬前基本上不再使⽤这种传统HAL或者旧版HAL，所以这⾥不做详细介绍。

2. HIDL2.1 介绍HIDL(HAL Interface Definition Language)是⽤于指定HAL和其⽤户之间的接⼝的⼀种接⼝描述语⾔(IDL)，AIDL是架构在Android binder之上，⽤来定义Android基于Binder通信的Client与Service之间的接⼝；⽽HIDL定义的则是Android Framework与Android HAL实现之间的接⼝。

前言意外在网上发现了这扁文章，看后感觉很有必要分享，所以整理并上传，希望大家喜欢。

Android 硬件抽象层（HAL）概要介绍和学习计划Android 的硬件抽象层，简单来说，就是对Linux 内核驱动程序的封装，向上提供接口，屏蔽低层的实现细节。

也就是说，把对硬件的支持分成了两层，一层放在用户空间（User Space），一层放在内核空间（Kernel Space），其中，硬件抽象层运行在用户空间，而Linux 内核驱动程序运行在内核空间。

为什么要这样安排呢？把硬件抽象层和内核驱动整合在一起放在内核空间不可行吗？从技术实现的角度来看，是可以的，然而从商业的角度来看，把对硬件的支持逻辑都放在内核空间，可能会损害厂家的利益。

我们知道，Linux 内核源代码版权遵循GNU License，而Android 源代码版权遵循Apache License，前者在发布产品时，必须公布源代码，而后者无须发布源代码。

如果把对硬件支持的所有代码都放在Linux 驱动层，那就意味着发布时要公开驱动程序的源代码，而公开源代码就意味着把硬件的相关参数和实现都公开了，在手机市场竞争激烈的今天，这对厂家来说，损害是非常大的。

因此，Android 才会想到把对硬件的支持分成硬件抽象层和内核驱动层，内核驱动层只提供简单的访问硬件逻辑，例如读写硬件寄存器的通道，至于从硬件中读到了什么值或者写了什么值到硬件中的逻辑，都放在硬件抽象层中去了，这样就可以把商业秘密隐藏起来了。

也正是由于这个分层的原因，Android 被踢出了Linux 内核主线代码树中。

大家想想，Android 放在内核空间的驱动程序对硬件的支持是不完整的，把Linux 内核移植到别的机器上去时，由于缺乏硬件抽象层的支持，硬件就完全不能用了，这也是为什么说Android 是开放系统而不是开源系统的原因。

撇开这些争论，学习Android 硬件抽象层，对理解整个Android 整个系统，都是极其有用的，因为它从下到上涉及到了Android 系统的硬件驱动层、硬件抽象层、运行时库和应用程序框架层等等，下面这个图阐述了硬件抽象层在Android 系统中的位置，以及它和其它层的关系：在学习Android 硬件抽象层的过程中，我们将会学习如何在内核空间编写硬件驱动程序、如何在硬件抽象层中添加接口支持访问硬件、如何在系统启动时提供硬件访问服务以及如何编写JNI 使得可以通过Java 接口来访问硬件，而作为中间的一个小插曲，我们还将学习一下如何在Android 系统中添加一个C可执行程序来访问硬件驱动程序。

Android移动应用开发的基础知识移动应用的使用已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

而随着人们对于各种移动应用的需求越来越高，Android移动应用的开发也成为了一种非常流行的技术。

本文旨在介绍 Android 移动应用开发的基础知识，包括开发工具、Android系统架构、应用程序生命周期、布局、界面元素等知识，帮助读者快速入门Android 移动应用开发。

一、开发工具Android 移动应用的开发需要使用 Android Studio，这是一个基于 IntelliJ IDEA 平台的专业的 Android 应用程序开发环境，它允许开发者在一个综合的开发环境中编写代码、编译、测试并调试Android 应用程序。

二、Android 系统架构Android 系统架构可以分为四个主要层次：Linux 内核、硬件抽象层（HAL）、Android 运行库和应用框架，其中每一层次都有不同的角色和功能。

1.内核层：作为 Android 系统的基石，它提供了操作系统所需要的基本功能：驱动程序、文件系统、内存管理等。

2.HAL 层：是 Android 的硬件抽象层，它用来将硬件驱动程序与操作系统分离，方便设备制造商的开发者能够支持各种不同的硬件设备。

3.运行库层：这一层是 Android 应用程序的核心，包括 Dalvik 虚拟机和核心运行库，此层通过提供与 Java 核心库兼容的接口在Android 系统上执行 Java 代码。

4.应用程序框架层：提供了所有 Android 应用程序所依赖的核心服务，包括界面管理、访问系统服务、数据存储等。

三、应用程序生命周期在 Android 应用程序中，每个活动（Activity）都有自己的生命周期，这些生命周期方法允许你在特定的状态下执行代码。

1. onCreate()：在活动首次启动时执行2. onStart()：当活动变得可见时执行3. onResume()：当用户可以开始和活动进行交互时执行4. onPause()：当活动失去焦点但仍可见时执行5. onStop()：当活动完全不可见时执行6. onRestart()：当活动从 stopped 状态重新开始时执行7. onDestroy()：当活动被销毁时执行四、布局为了创建用户界面，Android 使用 XML 文件来定义布局和界面。

Android的系统架构Android的系统架构和其它操作系统一样，采用了分层的架构。

android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。

Android是以Linux为核心的手机操作平台，作为一款开放式的操作系统，随着Android的快速发展，如今已允许开发者使用多种编程语言来开发Android 应用程序，而不再是以前只能使用Java开发Android应用程序的单一局面，因而受到众多开发者的欢迎，成为真正意义上的开放式操作系统。

在Android中，开发者可以使用Java作为编程语言来开发应用程序，也可以通过NDK使用C/C++作为编程语言来开发应用程序，也可使用SL4A来使用其他各种脚本语言进行编程（如：python、lua、tcl、php等等），还有其他诸如：Qt（qt for android）、Mono（mono for android）等一些著名编程框架也开始支持Android编程，甚至通过MonoDroid，开发者还可以使用C#作为编程语言来开发应用程序。

另外，谷歌还在2009年特别发布了针对初学者的Android Simple 语言，该语言类似Basic语言。

而在网页编程语言方面，JavaScript，ajax，HTML5，jquery、sencha、dojo、mobl、PhoneGap等等都已经支持Android开发。

而在Android系统底层方面，Android使用C/C++作为开发语言。

应用程序（部分）早期的Android应用程序开发，通常通过Android SDK（Android软件开发包）下使用Java作为编程语言来开发应用程序，但通过不同的软件开发包，则使用的编程语言也不同。

例如开发者可以通过Android NDK（Android Native开发包）使用C语言或者C++语言来作为编程语言开发应用程序。

同时谷歌还推出了适合初学者编程使用的Simple语言，该语言类似微软公司的Visual Basic语言。

Android帧缓冲区（Frame Buffer）硬件抽象层（HAL）模块Gralloc的实现原理分析分类：Android2012-07-2301:251529人阅读评论(16)收藏举报前面在介绍Android系统的开机画面时提到，Android设备的显示屏被抽象为一个帧缓冲区，而Android系统中的SurfaceFlinger服务就是通过向这个帧缓冲区写入内容来绘制应用程序的用户界面的。

Android系统在硬件抽象层中提供了一个Gralloc模块，封装了对帧缓冲区的所有访问操作。

本文将详细分析Gralloc模块的实现，为后续分析SurfaceFlinger服务的实现打下基础。

在前面Android系统的开机画面显示过程分析一文中提到，Linux内核在启动的过程中会创建一个类别和名称分别为“graphics”和“fb0”的设备，用来描述系统中的第一个帧缓冲区，即第一个显示屏，其中，数字0表示从设备号。

注意，系统中至少要存在一个显示屏，因此，名称为“fb0”的设备是肯定会存在的，否则的话，就是出错了。

Android系统和Linux内核本身的设计都是支持多个显示屏的，不过，在Android目前的实现中，只支持一个显示屏。

在前面Android系统的开机画面显示过程分析一文中还提到，init进程在启动的过程中，会启动另外一个进程ueventd来管理系统的设备文件。

当ueventd进程启动起来之后，会通过netlink接口来Linux内核通信，以便可以获得内核中的硬件设备变化通知。

而当ueventd进程发现内核中创建了一个类型和名称分别为“graphics”和“fb0”的设备的时候，就会这个设备创建一个/dev/graphics/fb0设备文件。

这样，用户空间的应用程序就可以通过设备文件/dev/graphics/fb0来访问内核中的帧缓冲区，即在设备的显示屏中绘制指定的画面。

注意，用户空间的应用程序一般是通过内存映射的方式来访问设备文件/dev/graphics/fb0的。

Android系统开发的基础知识与技巧Android系统已经成为现代移动设备的主流操作系统之一。

无论是应用程序开发还是系统级别开发，对其有着充分的掌握是非常重要的。

本文将介绍Android系统开发的基础知识与技巧，旨在帮助开发者更好地理解和使用Android系统。

1. Android框架Android框架定义了Android系统的核心组件，这些组件共同构成了整个Android系统的运行环境。

其中最重要的是四大组件：Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider。

- Activity是Android系统界面的主要表现形式，它充当用户与应用程序之间的中介。

- Service是Android系统的一种后台服务，提供长时间运行的后台功能，如音乐播放器和位置监听器。

- Broadcast Receiver是系统事件的接收器，允许应用程序监听系统事件和自定义事件。

- Content Provider则需要管理应用程序中的数据访问、共享和保护。

这些组件可以构建复杂而灵活的应用程序，同时也可以自由地使用其它语言和框架，如Java、Kotlin、React Native和Flutter。

2. Android视图Android视图是Android开发中的核心应用程序。

它们允许开发人员创建应用程序的图形用户界面(GUI)。

在Android中，应用程序的GUI可以通过视图树组织起来。

在Android中，视图通常包括基本构建块，例如TextView、ImageView、EditText和Button。

它们允许开发者自由地选择尺寸和位置，颜色和样式。

此外，Android视图还可以通过自定义视图创建新的UI元素。

3. Android资源Android开发环境允许开发者将应用程序的资源分离成各种组件，如图像、音频和用户交互元素等。

然后，可以通过代码或布局文件将它们组合在一起。

ANDROID FRAMEWORK AND HAL 简介1 认识ANDROID1.1 ANDROID 起源Android操作系统最初由Andy Rubin开发，最初主要支持手机。

2005年由Google 收购注资，并拉拢多家制造商组成开放手机联盟开发改良。

Andy Rubin苹果，微软，创业，GOOGLE1.2什么androidAndroid 是一种基于 Linux® V2.6 内核的综合操作环境。

从开发人员角度看，ANDROID是一个大型应用程序，将各种开源项目的应用组织在一起，整合成了一个有综合功能的系统。

Android 用到的知名开源项目有：Linux-2.6:一种自由和开放源码的类Unix操作系统Webkit:一个的浏览器引擎，Google Chrome是基于Webkit的，APPLE的Safari 浏览器也是基于该项目改成的。

Sqlite:一款轻型的数据库，是遵守ACID的关联式数据库管理系统。

Opencore:是ANDROID的多媒体框架，原型是PacketVideo Opencore。

Opengl es:是OpenGL三维图形API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。

Skia: 谷歌的开源矢量图形引擎，早期由SKIA公司开发，2005年被GOOGLE收购。

WPA Supplicant:一个开源的用于控制WIFI连接的守护程序。

Bluez:蓝牙协议栈Openssl:为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。

FreeType:是一个完全免费(开源)的、高质量的且可移植的字体引擎.还有png,jpeg等开源库，可以说ANDROID是一个开源应用的大集成。

1.3 ANDROID官网ANDROID 的官网是，该网分三大模块：关于ANDROID源码的，有介绍编译环境搭建和源码获取方法。

关于ANDROID应用开发的，关于开发环境搭建，SDK，开发工具，API库等。

Android深度探索（卷1）HAL与驱动开发（总） 第⼀章Android系统移植与驱动开发概述主要讲了Android系统架构，Android系统移植的主要⼯作，查看Linux内核版本，Linux内核版本号的定义规则，如何学习Linux驱动开发，Linux设备驱动以及Linux驱动的典型例⼦：LED。

⾸先Android是⼀个⾮常优秀的嵌⼊式操作系统，经过了⼏年的快速发展，已经形成了Linux内核，c/c++代码库，Android SDK API，应⽤程序四层系统架构。

然后介绍了⼀下Android系统移植的主要⼯作，主要分为应⽤移植和系统移植两部分。

当然，移植的⼯作说多不多，说少也不少，如果要移植的Android系统提=提供了系统源代码，那就好办多了，直接根据移植的⽬标平台修改驱动代码就可以了。

并且知道了Linux2.6是⽬前使⽤最⼴泛的版本，Android就使⽤了该版本。

那么，怎样学习Linux驱动开发呢，由于Linux的内核版本更新较快，每⼀次内核的变化就意味着Linux驱动的变化，所以学习Linux驱动开发需要⼀个真正的操作系统来搭建Linux驱动的开发环境，并且在该系统下测试Linux驱动。

还有GUN C 也是学习Linux驱动的⼀个必须掌握的技术。

了解了上⾯这些，我认识到学习Linux驱动编程⼀定要了解Linux驱动只与Linux内核有关，与⽤户使⽤的Linux系统⽆关。

唯⼀可以判断Linux内核是否相同的⽅法就是Linux内核版本号。

第⼆章搭建Android开发环境主要介绍了如何搭建Android底层开发的环境，主要包括Android应⽤程序开发环境，Android NDK开发环境和交叉编译环境的搭建。

Android底层开发需要很多⼯具，例如Android SDK,Android NDK等等，搭建Android应⽤程序开发环境都是在Linux下编写和测试的。

由于Android NDK不能作为Android应⽤程序来运⾏，因此，使⽤Android NDK开发程序之前必须先安装Android SDK。

linux hal (学习整理1)一，介绍：硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL）是一个守护进程，它允许桌面应用程序即时读取硬件信息，这样，无论接口或设备类型如何，应用程序都能找到并使用它们。

用这种方法，图形界面以一种无缝、一致的模式为用户提供所有的资源。

二，热插拔：热插拔会发生很多事情，HAL只是其中一部分。

当一个新设备被加入，例如插入一个U 盘，会发生以下事情（粗略的）：∙内核获知此新设备并将其注册到/sys.∙Udev创建一个设备节点（如/dev/sdb1），然后加载必需的驱动/模块。

∙HAL守护进程接到D-Bus的通知，将设备及其相关信息加入到数据库。

∙HAL通过D-Bus将新设备的加入这件事广播给所有订阅程序，如Thunar对此将在快捷边栏上显示图标，或者Metacity/Nautilus对此会在桌面添加一个图标。

∙可能还有其它监听程序，如卷管理器或者AutoFS，它被配置为自动创建挂载点并挂载某些类型的驱动器, 当iPod插入时启动Rhythmbox ，等等。

三，hal 主要功能：主要说来，它提供以下几项功能：1.获取指定类型的设备列表。

2.获取/更改设备的属性值。

3.获取设备具有的能力描述。

4.设备插入/拔除时，通知相关应用程序。

5.设备属性或能力变化时，通知相关应用程序。

udev创建dev下的文件结点，加载驱动程序，让设备处于可用状态。

而HAL则告诉应用程序，现在有哪些设备可用，这些设备的类型、特性和能力，让应用程序知道如何使用它们。

设备的属性管理是HAL最重要任务之一，有的设备属性来源于实际的硬件，有的来源于设备信息文件(/usr/share/hal/fdi/)，有的来源其它配置信息(如/usr/share/hwdata/)。

设备属性的都有标准的定义，这些属性定义是HAL的SPEC的主要内容之一，可以参考/~david/hal-spec/hal-spec.html。