立你斯學習記錄

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兩者所指並非相同之物：

Windows下的HAL：位於操作系統的最底層，直接操作物理硬件，隔離與硬件相關的信息，為上層的操作系統和設備驅動程序提供一個統一的接口，起到對硬件的抽像作用。有了HAL，編寫驅動程序就容易多了，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：至於對硬件的抽象，Linux內核早就有類似機制，只不過沒有專門的名稱罷了。而Linux的HAL指的並非這個，它不是位於操作系統的最底層，直接操作硬件，相反，它位於操作系統和驅動程序之上，是一個運行在用戶空間中服務程序。

我們知道，Linux和所有的Unix一樣，習慣用文件來抽象設備，任何設備都是一個文件，比如/dev/mouse是鼠標的設備文件。這種方法看起來不錯，每個設備都有統一的形式，但使用並不那麼容易，設備文件名沒有什麼規範，從簡單的一個文件名，你無法得知它是什麼設備，具有有什麼特性。

結果形成這樣的尷尬：有了設備和設備驅動程序，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發都變得很麻煩，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一的接口，Linux的HAL就這樣應運而生了。

但HAL並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，系統中有哪些設備可用，以及這些設備的類型、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，通知相關應用程序。

5.         設備屬性或能力變化時，通知相關應用程序。

udev創建dev下的文件結點，加載驅動程序，讓設備處於可用狀態。而HAL則告訴應用程序，現在有哪些設備可用，這些設備的類型、特性和能力，讓應用程序知道如何使用它們。

設備的屬性管理是HAL最重要任務之一，有的設備屬性來源於實際的硬件，有的來源於設備信息文件(/usr/share/hal/fdi/)，有的來源其它配置信息(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作為一個後台服務程序運行，它的主體架構基於MVC的模型，在DBUS的幫助下，實現了異步事件通知機制。HAL的分層視圖如下：

轉載時請註明出處和作者聯繫方式：http://blog.csdn.net/absurd

作者聯繫方式：李先靜<xianjimli at hotmail dot com>

更新時間：2007-5-3

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兩者所指並非相同之物：

Windows下的HAL：位於操作系統的最底層，直接操作物理硬件，隔離與硬件相關的信息，為上層的操作系統和設備驅動程序提供一個統一的接口，起到對硬件的抽像作用。有了HAL，編寫驅動程序就容易多了，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：至於對硬件的抽象，Linux內核早就有類似機制，只不過沒有專門的名稱罷了。而Linux的HAL指的並非這個，它不是位於操作系統的最底層，直接操作硬件，相反，它位於操作系統和驅動程序之上，是一個運行在用戶空間中服務程序。

我們知道，Linux和所有的Unix一樣，習慣用文件來抽象設備，任何設備都是一個文件，比如/dev/mouse是鼠標的設備文件。這種方法看起來不錯，每個設備都有統一的形式，但使用並不那麼容易，設備文件名沒有什麼規範，從簡單的一個文件名，你無法得知它是什麼設備，具有有什麼特性。

結果形成這樣的尷尬：有了設備和設備驅動程序，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發都變得很麻煩，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一的接口，Linux的HAL就這樣應運而生了。

但HAL並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，系統中有哪些設備可用，以及這些設備的類型、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，通知相關應用程序。

5.         設備屬性或能力變化時，通知相關應用程序。

udev創建dev下的文件結點，加載驅動程序，讓設備處於可用狀態。而HAL則告訴應用程序，現在有哪些設備可用，這些設備的類型、特性和能力，讓應用程序知道如何使用它們。

設備的屬性管理是HAL最重要任務之一，有的設備屬性來源於實際的硬件，有的來源於設備信息文件(/usr/share/hal/fdi/)，有的來源其它配置信息(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作為一個後台服務程序運行，它的主體架構基於MVC的模型，在DBUS的幫助下，實現了異步事件通知機制。HAL的分層視圖如下：

說明：

1.         實線箭頭為主動調用，虛線箭頭為事件上報。

2.         udev通過NetLink註冊內核的設備事件，當有設備插入/拔除時，udev就會收到通知，它會從事件中所帶參數和sysfs中的信息，加載適當的驅動程序，創建dev下的結點，讓設備處於可用的狀態。

3.         udev只是一個框架，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是用來讓udev把設備插入/拔除的事件通過socket socket:/org/freedesktop/hal/udev_event轉發給HAL的。

4.         HAL掛在socket:/org/freedesktop/hal/udev_event上等待事件，有事件發生時就調用函數hald_udev_data處理，它先從事件中取出主要參數，創建一個hotplug_event對象，把它放入事件隊列中，然後調用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，並分別處理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，後三者的事件源並非源於udev，而是在device_reprobe時觸發的(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，則創建一個設備對象，設置設備的屬性，調用相關callouts，然後放入設備列表中，並觸發signal讓dbus通知相關應用程序。如果是拔除設備，則調用相關callouts，然後從設備列表中刪除，並觸發signal讓dbus通知相關應用程序。

7.         應用程序可以主動調用HAL提供的DBUS接口函數，這些函數在libhal.h中有定義。應用程序也可以註冊HAL的signal，當設備變化時，HAL通過DBUS上報事件給應用程序。

8.         callout是HAL一種擴展方式，它在設備插入/拔除時執行。可以在設備信息文件中(/usr/share/hal目錄)指定。

9.         addon也是HAL一種擴展方式，它與callout的不同之處在於addon往往是事件的觸發者，而不是事件的消費者。HAL的事件源主要源於udev，而udev源於kernel的hotplug，然而有的設備如電源設備、磁盤設備和特殊按鍵等，它們並不產生hotplug事件。HAL就得不到通知，怎麼辦呢，addon就是用於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，然後轉發成HAL事件。addon-storage檢測光盤或磁盤的狀態，並設置設備的屬性。addon-keyboard檢測一些特殊按鍵，並觸發相應事件。

access-check/ci-tracker/ck-tracker負責權限的檢查，裡面提到的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這些設備，可以獲取指定設備的特性，可以註冊設備變化事件。

說明：

1.         實線箭頭為主動調用，虛線箭頭為事件上報。

2.         udev通過NetLink註冊內核的設備事件，當有設備插入/拔除時，udev就會收到通知，它會從事件中所帶參數和sysfs中的信息，加載適當的驅動程序，創建dev下的結點，讓設備處於可用的狀態。

3.         udev只是一個框架，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是用來讓udev把設備插入/拔除的事件通過socket socket:/org/freedesktop/hal/udev_event轉發給HAL的。

4.         HAL掛在socket:/org/freedesktop/hal/udev_event上等待事件，有事件發生時就調用函數hald_udev_data處理，它先從事件中取出主要參數，創建一個hotplug_event對象，把它放入事件隊列中，然後調用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，並分別處理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，後三者的事件源並非源於udev，而是在device_reprobe時觸發的(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，則創建一個設備對象，設置設備的屬性，調用相關callouts，然後放入設備列表中，並觸發signal讓dbus通知相關應用程序。如果是拔除設備，則調用相關callouts，然後從設備列表中刪除，並觸發signal讓dbus通知相關應用程序。

7.         應用程序可以主動調用HAL提供的DBUS接口函數，這些函數在libhal.h中有定義。應用程序也可以註冊HAL的signal，當設備變化時，HAL通過DBUS上報事件給應用程序。

8.         callout是HAL一種擴展方式，它在設備插入/拔除時執行。可以在設備信息文件中(/usr/share/hal目錄)指定。

9.         addon也是HAL一種擴展方式，它與callout的不同之處在於addon往往是事件的觸發者，而不是事件的消費者。HAL的事件源主要源於udev，而udev源於kernel的hotplug，然而有的設備如電源設備、磁盤設備和特殊按鍵等，它們並不產生hotplug事件。HAL就得不到通知，怎麼辦呢，addon就是用於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，然後轉發成HAL事件。addon-storage檢測光盤或磁盤的狀態，並設置設備的屬性。addon-keyboard檢測一些特殊按鍵，並觸發相應事件。

access-check/ci-tracker/ck-tracker負責權限的檢查，裡面提到的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這些設備，可以獲取指定設備的特性，可以註冊設備變化事件。

http://kezeodsnx.pixnet.net/blog/post/24110035