android驱动学习---led实验

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驱动： 
内核：android-kernel 2.6.36  （必须对应你的板子上内核，不然会出现insmod错误) 
目的：通过android应用层用户空间访问内核空间驱动程序。 
实验：Button控件，点亮和熄灭LED。 
注明：android应用层访问驱动，一般有2种方法来访问到硬件驱动程序。 
这里讲解个人看法，各位别介意。 
1： 应用层 ---> framwork层JNI ---> 驱动c 
2:  应用层 ---> framwork层JNI ---> 硬件抽象层HAL ----> 驱动c 

2种方法，各有各的好处，第1种，方便与驱动调试实验，只要编译好ko文件和libxxx.so文件，放入小机就可以立即调试了。 
第2种JNI方法有些改变和增加了HAl，对驱动有了封装，简单来讲，硬件驱动程序一方面分布在Linux内核中，另一方面分布在用户空间的硬件抽象层中。不要误会android把驱动分成两半了，其实android只是在驱动的调用接口上在增加一层对应接口功能来让framwork层JNI来调用。比如，驱动有read接口，HAl层就是封装read接口，做一个 hal_read接口，里面调用read接口，然后把hal_read接口给JNI调用。 
明白了吗？这方面有人讲得非常好，请点击此： 

http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6575988 
好处就是对对厂家来说能把商业秘密隐藏起来，我们做驱动实验的话，操作会极其复杂，不过对理解android整个系统都是极其用用的，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。 

这里目前只将第1种方法的实现：在此之前，请大家了解下JNI的编程方法，JNI是一种为JAVA和C、C++之间能互相访问所提供的编程接口。推荐此教材(见附件)： 

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驱动： 

Java代码  

1. #include <linux/module.h>               /* For module specific items */  
2. #include <linux/moduleparam.h>          /* For new moduleparam‘s */  
3. #include <linux/types.h>                /* For standard types (like size_t) */  
4. #include <linux/errno.h>                /* For the -ENODEV/... values */  
5. #include <linux/kernel.h>               /* For printk/panic/... */  
6. #include <linux/fs.h>                   /* For file operations */^M  
7. #include <linux/ioport.h>               /* For io-port access */  
8. #include <linux/platform_device.h>      /* For platform_driver framework */  
9. #include <linux/init.h>                 /* For __init/__exit/... */  
10. #include <linux/uaccess.h>              /* For copy_to_user/put_user/... */  
11. #include <linux/io.h>                   /* For inb/outb/... */  
12. #include <linux/gpio.h>  
13. #include <linux/device.h>  
14. #include <linux/cdev.h>  
15. #include <linux/slab.h>               /*kamlloc */  
16. //#include <asm-generic/ioctl.h>  
17.    
18.  //ioctl 命令码建议规范化。  
19. #define CMD_FLAG  ‘i‘  
20. #define LED_ON          _IOR(CMD_FLAG,0x00000000,__u32)    
21. #define LED_OFF     _IOR(CMD_FLAG,0x00000001,__u32)  
22.   
23. static int  major =0;  
24. static struct class *led_class;  
25. struct cdev_led {  
26.     struct cdev cdev;  
27. }; //建议用2.6的注册方法，2.4的已经离我们越来越远了。  
28. struct cdev_led *led_dev;  
29.   
30. static int led_ioctl(struct file* filp,unsigned int cmd,unsigned long argv)  
31. {  
32.     printk(KERN_INFO "entry kernel.... \n");  
33.   
34.     switch(cmd)  
35.     {  
36.         case LED_ON:  
37.         {  
38.             gpio_set_value(S3C64XX_GPK(4),0);  //LED1 亮  gpkdat[4]  
39.             printk(KERN_INFO "led on \n");  
40.             break;  
41.         }  
42.         case LED_OFF:  
43.         {  
44.             gpio_set_value(S3C64XX_GPK(4),1);  //LED1 灭   gpkdat[4]  
45.             printk(KERN_INFO "led off \n");  
46.             break;  
47.         }  
48.         default:  
49.             return -EINVAL;  
50.     }  
51.     return 0;  
52. }  
53.   
54.   
55. //open  
56. static int led_open(struct inode* i_node,struct file* filp)  
57. {  
58.     printk(KERN_INFO "open init.... \n");  
59.     int err;  
60.     err = gpio_request(S3C64XX_GPK(4),"led1");  //请求gpkcon0[4]控制权。  
61.     if(err<0)  
62.     {  
63.         printk(KERN_INFO "gpio request faile \n");  
64.         return err;  
65.     }  
66.     gpio_direction_output(S3C64XX_GPK(4),1); // 设置gpkcon0[4] 为输出模式  
67.       
68.     return 0;  
69. }  
70.   
71. //close  
72. static void led_close(struct inode* i_node,struct file* filp)  
73. {  
74. printk(KERN_INFO "close init \n");  
75.     gpio_free(S3C64XX_GPK(4)); //释放  
76.     return ;  
77. }  
78.   
79. /* file operations */  
80. struct file_operations fops={  
81.     .owner  = THIS_MODULE,  
82.     .open   = led_open,  
83.     .unlocked_ioctl = led_ioctl, // 特别注意从2.6.36以后ioctl已经移除，内核里面用unlocked_ioctl和compat_ioctl. 应用层不变，仍是ioctl调用。  
84.     .release= led_close,  
85. };  
86.   
87. static int __init led_init(void)  
88. {  
89. printk(KERN_INFO "init .... \n");  
90.     dev_t dev_no;  
91.     int result,err;  
92.     err = alloc_chrdev_region(&dev_no,0,1,"my_led"); //动态申请设备号  
93.     if(err<0)  
94.     {  
95.         printk(KERN_INFO "ERROR\n");  
96.         return err;  
97.     }  
98.     major = MAJOR(dev_no);  
99.     led_dev = kmalloc(sizeof(struct cdev_led),GFP_KERNEL);  
100.     if(!led_dev)  
101.     {  
102.         result = -ENOMEM;  
103.         goto fail_malloc;  
104.     }  
105.     memset(led_dev,0,sizeof(led_dev));  
106.       
107.     cdev_init(&led_dev->cdev,&fops); // 初始化cdev  
108.     led_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;  
109.     result = cdev_add(&led_dev->cdev,dev_no,1); //加载设备  
110.     if(result <0)  
111.     {   printk(KERN_INFO "error\n");  
112.         goto fail_add;  
113.     }  
114.     led_class = class_create(THIS_MODULE,"myled");  //在sys/class下创建sysfs文件  
115.     device_create(led_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"myled"); //动态创建设备文件  /dev/myled， 以后不用手动创建了  
116.     return 0;  
117. fail_add:  
118.     kfree(led_dev);  
119. fail_malloc:  
120.     unregister_chrdev_region(dev_no,1);  
121.     return result;  
122.   
123. }  
124.   
125. static void __exit led_exit(void)  
126. {  
127.     dev_t dev_no=MKDEV(major,0);  
128.   
129.     unregister_chrdev_region(dev_no,1);  
130.     cdev_del(&led_dev->cdev);  
131.     kfree(led_dev);  
132.     device_destroy(led_class,dev_no);  
133.     class_destroy(led_class);  
134.       printk(KERN_INFO "exit........ \n");  
135. }  
136. module_init(led_init);  
137. module_exit(led_exit);  
138. MODULE_AUTHOR("koliy <[email protected]>");  
139. MODULE_DESCRIPTION("ARM test led");  
140. MODULE_LICENSE("GPL");  

个人建议：编写驱动最好尽量使用定义好的gpio接口：如： 
gpio_direction_output(S3C64XX_GPK(4),1) 
gpio_set_value(S3C64XX_GPK(4),1); 
方面让人一看就明白。对于程序的规范有很大的帮助。 

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Makefile: 

Java代码  

1. KERN_DIR = /android/linux-2.6.36-android  
2. all:  
3.     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules  
4. clean:  
5.     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` clean  
6.   
7. obj-m   += android_led.o  

: make  -C  ：进入指定的内核目录，使用内核里面的Makefile文件 这里须指定好你的内核存放路径。 
M=`pwd`  modules : 表示编译当前目录为模块  此处不是单引号，是键盘上数值1键左边的按键，请注意了。 
    Obj-m +=android_led.o   : 要编译的模块名称。此文件由内核里的Makefile生成，改好文件名相同就行。 
编译：(你的驱动目录路径下)# make 
生成xxx,ko 模块文件。 
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应用层：android 控件 
这方面，请安装好 eclipse  和android -sdk。不了解，请网上查找资料。 

Java代码  

1. public class LedControl extends Activity implements OnClickListener {  
2.     private Button led1_on;  
3.     private Button led1_off;  
4.     public int led_on = 1;  
5.     public int led_off = 2;     
6.     public int fd =0;  
7.       
8.     static {  
9.         try{  
10.             Log.i("JNI","try to load libled.so");  
11.             System.loadLibrary("led");    
12.     //加载本地库,也就是JNI生成的libxxx.so文件，下面再说。  
13.         }catch (UnsatisfiedLinkError ule){  
14.             Log.e("JNI","WARNING: Could not load libled.so");  
15.         }  
16.     }  
17.     //JNI 接口，为JAVA能跟C 交互。Java 怎么使用这些接口，请了解下资料。这点很重要，这里只是简单的方法。  
18.     public static native int openled();    
19.     public static native void closeled();  
20.     public static native int ioctl(int led_num,int on_off);  
21.   
22.     /** Called when the activity is first created. */  
23.     @Override  
24.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
25.         super.onCreate(savedInstanceState);  
26.         setContentView(R.layout.main);  
27.       
28.         fd =this.openled(); // 调用JNI 接口来打开/dev/myled 设备 ，注意前面要加个对象。  
29.         if(fd<0)  
30.         {  
31.             setTitle("open device faile!");  
32.             finish();  
33.         }else{  
34.             setTitle("open device success!");  
35.         }  
36.         findById();  
37.         setOnClickListener();  
38.     }  
39.       
40.     private void findById(){  
41.         led1_on = (Button)findViewById(R.id.bt_led1);  
42.         led1_off=(Button)findViewById(R.id.bt_led2);  
43.     }  
44.     private void setOnClickListener(){  
45.         led1_on.setOnClickListener(this);  
46.         led1_off.setOnClickListener(this);  
47.     }  
48.   
49.     @Override  
50.     public void onClick(View v) {  
51.         // TODO Auto-generated method stub  
52.         switch(v.getId()){  
53.               
54.             case R.id.bt_led1: {  
55.                 this.ioctl(1,led_on); // led1  on  
56.                 break;  
57.             }  
58.             case R.id.bt_led2:{  
59.                 this.ioctl(1,led_off);  // led1 off  
60.                 break;  
61.             }  
62.         }  
63.           
64.     }  
65.       
66.     protected void onDestroy(){  
67.         super.onDestroy();  
68.         this.closeled();  
69.     }  
70.       
71.     }  
72.   
73. 布局：  
74.  <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
75. <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
76.     android:orientation="vertical"  
77.     android:layout_width="fill_parent"  
78.     android:layout_height="fill_parent"  
79.     >  
80. <TextView    
81.     android:id="@+id/position"  
82.     android:layout_centerInParent="true"  
83.     android:layout_width="wrap_content"   
84.     android:layout_height="wrap_content"   
85.     android:textSize="25sp"  
86.     android:text=" led "  
87.     />  
88. <Button   
89.     android:id="@+id/bt_led1"  
90.     android:layout_width="wrap_content"  
91.     android:layout_height="wrap_content"  
92.     android:textSize="18sp"  
93.     android:text="LED1 on"  
94.     android:layout_toLeftOf="@+id/position"  
95.     android:layout_centerHorizontal="true"  
96.     android:layout_alignTop="@+id/position"  
97.     />  
98. <Button   
99.     android:id="@+id/bt_led2"  
100.     android:layout_width="wrap_content"  
101.     android:layout_height="wrap_content"  
102.     android:textSize="18sp"  
103.     android:text="LED1 off"  
104.     android:layout_toRightOf="@+id/position"  
105.     android:layout_alignTop="@+id/position"  
106.     />  
107. </RelativeLayout>  

------------------------------------------------------------ 
这些都是简单的，下面讲解下JNI： 
JNI：在工程文件目录下，新建 jni目录，里面新建led.c 文件，里面编写JNI方法。 

Java代码  

1. #include<stdio.h>  
2. #include<stdlib.h>  
3. #include<fcntl.h>  
4. #include<errno.h>  
5. #include<unistd.h>  
6. #include<sys/ioctl.h>  
7. #include<jni.h>  // 一定要包含此文件  
8. #include<string.h>  
9. #include<sys/types.h>  
10. #include<sys/stat.h>  
11. #include "android/log.h"  
12. //驱动里的命令码.  
13. #define CMD_FLAG ‘i‘  
14. #define LED_ON      _IOR(CMD_FLAG,0x00000000,__u32)    
15. #define LED_OFF     _IOR(CMD_FLAG,0x00000001,__u32)  
16.   
17. #define DEVICE_NAME "/dev/myled"  
18. int fd ;  
19.   
20. static const char *TAG="led";  
21. #define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  TAG, fmt, ##args)  
22. #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)  
23. #define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)  
24.   
25. /* * Class:     Linuxc  
26. * Method:    openled 
27. * Signature: ()I  
28. */  
29.  JNIEXPORT Jint JNICALL Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_openled(JNIEnv* env, jclass mc)  
30. {  
31.     fd = open(DEVICE_NAME,O_RDWR);  
32.     if(fd<0)  
33.     {  
34.         LOGI("don‘t open dev");  
35.         return -1;    
36.     }  
37.     else  
38.         LOGI("open success");  
39.     return fd;  
40. }  
41. /* * Class:     Linuxc  
42. * Method:    clsoeled 
43. * Signature: ()V 
44. */  
45. JNIEXPORT void JNICALL Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_closeled(JNIEnv* env, jclass mc)  
46. {  
47.     LOGI("dev close");  
48.     close(fd);    
49. }  
50.   
51.   
52. JNIEXPORT jint JNICALL Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_ioctl  
53. (JNIEnv* env,jclass mc, jint a, jint b)  
54. {       int tmp = b;  
55.     if(tmp==1){  
56.          
57.         //int err= write(fd,&tmp,sizeof(tmp));  
58.         LOGI("led on");  
59.         ioctl(fd,LED_ON,NULL);  
60.     }  
61.     else{  
62. //int err= write(fd,&tmp,sizeof(tmp));  
63.     LOGI("led1 off");  
64.     ioctl(fd,LED_OFF,NULL);  
65.     }  
66.     return 0;     
67. }  

Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_ioctl : 

tw_com_mini6410_led_LedControl: 包名+ 类名： 
在这里特别说明下,JNI的格式规范要注意的地方： 
1.函数声明的格式： 
  因JNI会把 ‘_‘ 转换成‘ . ‘ 所以在类名和函数接口中不要出现‘ _ ‘,以免应用层调用不到JNI接口,这方面对初学者来说极其重要，所以用eclipse生成的android类文件，最好改下类名。不了解对实验的热情打击比较重。 
2.JNI函数分本地方法和静态方法。 
  本地方法： 
        public native int jni();  // 不带static 声明. 
  对应的 JNI 函数中参数的定义有改动： 
        Java_xx_xx_LedControl_jni(JNIEnv*env, jobject obj) 
  静态方法： 
         public static native int jni();  // 带static 声明. 
  对应的 JNI 函数中参数的定义有改动： 
        Java_xx_xx_LedControl_jni(JNIEnv*env, jclass cls) 

注意 jobject 和jclass的变动。 

请一定要去了解下JNI。 
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编译： 
     网上有别的方法javah -jni来编译生成此 JNI接口的头文件，可以根据头文件声明好的接口来完善。 
     不过，本人怎么编译都无法生成，没办法，只要手打了，还要JNI格式都很规律。 
由于不用命令来生成LIbxxx.so文件。所以必须要用到NDK工具。请网上下载。 
在你的Ndk 目录下创建一个JNI文件目录。 

把整个应用工程文件，放入JNI下。 
进入 (ndk目录路径)/JNI/(应用工程文件)/jni/  
新建  Android.mk 文件 

Java代码  

1. LOCAL_PATH := $(call my-dir)  
2.   
3. include $(CLEAR_VARS)  
4.   
5. TARGET_PLATFORM := android-3  
6. LOCAL_MODULE    := led   //模块名  libled.so  
7. LOCAL_SRC_FILES := led.c   //要编译的文件。  
8. LOCAL_LDLIBS    := -llog  
9.   
10. include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)  

------------------------------------- 
----- 
回到 (ndk目录路径)/JNI/(应用工程文件)/  路径下 
输入命令 ： ../../ndk-build 

会生成 libs 和obj 2个文件。 Libled.so文件放在 libs /armeabi/ 下 

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实验： 
     好了所有的需要的文件已经完成，现在开始实验了。再此之前，请确认自己的 
开发板里的android里加入好了busybox工具。因需要insmod rmmod 等命令。 
没有的话，请网上查找教材。 
Adb shell 
#Mkdir  mydev 
#exit 
Adb push  d:\android_led.ko    /mydev 
Adb shell 
#cd mydev 
#chmod 777 android_led.ko 
#insmod android_led.ko 
#lsmod  //查看是否加载上了。卸载命令 rmmod  android_led  不要加.ko 
# cat /proc/devices   //也可以查看设备号和设备名。 
#ls -l /dev/myled     //同样。 
此时myled 权限需要修改。 
#chmod 777 /dev/myled 

---------- 
Libled.so:  JNI所生成的so文件 
Adb push d:\libled.so /system/lib/hw/ 一定要放在这里，应用层才能加载上 
#chmod 766 /system/lib/hw/libled.so 
-------------- 
好了，用eclipse把应用apk安装到开发板上，启动开看效果。或者用Sd开也可以。 
这里说下，可能会出现的问题，当应用调用JNI接口时，会提示找不到native的接口。 
仔细检查，方法格式多对，就是掉用不到，可以重新编写下JNI接口，和换接口名。对于这种问题，实在是让人调试到崩溃。复杂点的话，最好在jni方法里面指定好class。 
这方面最好了解下JNI资料。 
在开始时总会遇到很多问题，请多使用网络。