android驱动学习---led实验

http://blog.csdn.net/mirkerson/article/details/8844997

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： 

 #include <linux/module.h>               /* For module specific items */
 #include <linux/moduleparam.h>          /* For new moduleparam's */
 #include <linux/types.h>                /* For standard types (like size_t) */
 #include <linux/errno.h>                /* For the -ENODEV/... values */
 #include <linux/kernel.h>               /* For printk/panic/... */
 #include <linux/fs.h>                   /* For file operations */^M
 #include <linux/ioport.h>               /* For io-port access */
 #include <linux/platform_device.h>      /* For platform_driver framework */
 #include <linux/init.h>                 /* For __init/__exit/... */
 #include <linux/uaccess.h>              /* For copy_to_user/put_user/... */
 #include <linux/io.h>                   /* For inb/outb/... */
 #include <linux/gpio.h>
 #include <linux/device.h>
 #include <linux/cdev.h>
 #include <linux/slab.h>               /*kamlloc */
 //#include <asm-generic/ioctl.h>

  //ioctl 命令码建议规范化。
 #define CMD_FLAG  'i'
 #define LED_ON          _IOR(CMD_FLAG,0x00000000,__u32)
 #define LED_OFF     _IOR(CMD_FLAG,0x00000001,__u32)

 static int  major =0;
 static struct class *led_class;
 struct cdev_led {
     struct cdev cdev;
 }; //建议用2.6的注册方法，2.4的已经离我们越来越远了。
 struct cdev_led *led_dev;

 static int led_ioctl(struct file* filp,unsigned int cmd,unsigned long argv)
 {
     printk(KERN_INFO "entry kernel.... \n");

     switch(cmd)
     {
         case LED_ON:
         {
             gpio_set_value(S3C64XX_GPK(4),0);  //LED1 亮  gpkdat[4]
             printk(KERN_INFO "led on \n");
             break;
         }
         case LED_OFF:
         {
             gpio_set_value(S3C64XX_GPK(4),1);  //LED1 灭   gpkdat[4]
             printk(KERN_INFO "led off \n");
             break;
         }
         default:
             return -EINVAL;
     }
     return 0;
 }


 //open
 static int led_open(struct inode* i_node,struct file* filp)
 {
     printk(KERN_INFO "open init.... \n");
     int err;
     err = gpio_request(S3C64XX_GPK(4),"led1");  //请求gpkcon0[4]控制权。
     if(err<0)
     {
         printk(KERN_INFO "gpio request faile \n");
         return err;
     }
     gpio_direction_output(S3C64XX_GPK(4),1); // 设置gpkcon0[4] 为输出模式

     return 0;
 }

 //close
 static void led_close(struct inode* i_node,struct file* filp)
 {
 printk(KERN_INFO "close init \n");
     gpio_free(S3C64XX_GPK(4)); //释放
     return ;
 }

 /* file operations */
 struct file_operations fops={
     .owner  = THIS_MODULE,
     .open   = led_open,
     .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。
     .release= led_close,
 };

 static int __init led_init(void)
 {
 printk(KERN_INFO "init .... \n");
     dev_t dev_no;
     int result,err;
     err = alloc_chrdev_region(&dev_no,0,1,"my_led"); //动态申请设备号
     if(err<0)
     {
         printk(KERN_INFO "ERROR\n");
         return err;
     }
     major = MAJOR(dev_no);
     led_dev = kmalloc(sizeof(struct cdev_led),GFP_KERNEL);
     if(!led_dev)
     {
         result = -ENOMEM;
         goto fail_malloc;
     }
     memset(led_dev,0,sizeof(led_dev));

     cdev_init(&led_dev->cdev,&fops); // 初始化cdev
     led_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
     result = cdev_add(&led_dev->cdev,dev_no,1); //加载设备
     if(result <0)
     {   printk(KERN_INFO "error\n");
         goto fail_add;
     }
     led_class = class_create(THIS_MODULE,"myled");  //在sys/class下创建sysfs文件
     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
     return 0;
 fail_add:
     kfree(led_dev);
 fail_malloc:
     unregister_chrdev_region(dev_no,1);
     return result;

 }

 static void __exit led_exit(void)
 {
     dev_t dev_no=MKDEV(major,0);

     unregister_chrdev_region(dev_no,1);
     cdev_del(&led_dev->cdev);
     kfree(led_dev);
     device_destroy(led_class,dev_no);
     class_destroy(led_class);
       printk(KERN_INFO "exit........ \n");
 }
 module_init(led_init);
 module_exit(led_exit);
 MODULE_AUTHOR("koliy <[email protected]>");
 MODULE_DESCRIPTION("ARM test led");
 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: 

 KERN_DIR = /android/linux-2.6.36-android
 all:
     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
 clean:
     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` clean

 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。 

 public class LedControl extends Activity implements OnClickListener {
     private Button led1_on;
     private Button led1_off;
     public int led_on = 1;
     public int led_off = 2;
     public int fd =0;

     static {
         try{
             Log.i("JNI","try to load libled.so");
             System.loadLibrary("led");
     //加载本地库,也就是JNI生成的libxxx.so文件，下面再说。
         }catch (UnsatisfiedLinkError ule){
             Log.e("JNI","WARNING: Could not load libled.so");
         }
     }
     //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。
     public static native int openled();
     public static native void closeled();
     public static native int ioctl(int led_num,int on_off);

     /** Called when the activity is first created. */
     @Override
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.main);

         fd =this.openled(); // 调用JNI 接口来打开/dev/myled 设备 ，注意前面要加个对象。
         if(fd<0)
         {
             setTitle("open device faile!");
             finish();
         }else{
             setTitle("open device success!");
         }
         findById();
         setOnClickListener();
     }

     private void findById(){
         led1_on = (Button)findViewById(R.id.bt_led1);
         led1_off=(Button)findViewById(R.id.bt_led2);
     }
     private void setOnClickListener(){
         led1_on.setOnClickListener(this);
         led1_off.setOnClickListener(this);
     }

     @Override
     public void onClick(View v) {
         // TODO Auto-generated method stub
         switch(v.getId()){

             case R.id.bt_led1: {
                 this.ioctl(1,led_on); // led1  on
                 break;
             }
             case R.id.bt_led2:{
                 this.ioctl(1,led_off);  // led1 off
                 break;
             }
         }

     }

     protected void onDestroy(){
         super.onDestroy();
         this.closeled();
     }

     }

 布局：
  <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     android:orientation="vertical"
     android:layout_width="fill_parent"
     android:layout_height="fill_parent"
     >
 <TextView
     android:id="@+id/position"
     android:layout_centerInParent="true"
     android:layout_width="wrap_content"
     android:layout_height="wrap_content"
     android:textSize="25sp"
     android:text=" led "
     />
 <Button
     android:id="@+id/bt_led1"
     android:layout_width="wrap_content"
     android:layout_height="wrap_content"
     android:textSize="18sp"
     android:text="LED1 on"
     android:layout_toLeftOf="@+id/position"
     android:layout_centerHorizontal="true"
     android:layout_alignTop="@+id/position"
     />
 <Button
     android:id="@+id/bt_led2"
     android:layout_width="wrap_content"
     android:layout_height="wrap_content"
     android:textSize="18sp"
     android:text="LED1 off"
     android:layout_toRightOf="@+id/position"
     android:layout_alignTop="@+id/position"
     />
 </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。 

 #include<stdio.h>
 #include<stdlib.h>
 #include<fcntl.h>
 #include<errno.h>
 #include<unistd.h>
 #include<sys/ioctl.h>
 #include<jni.h>  // 一定要包含此文件
 #include<string.h>
 #include<sys/types.h>
 #include<sys/stat.h>
 #include "android/log.h"
 //驱动里的命令码.
 #define CMD_FLAG 'i'
 #define LED_ON      _IOR(CMD_FLAG,0x00000000,__u32)
 #define LED_OFF     _IOR(CMD_FLAG,0x00000001,__u32)

 #define DEVICE_NAME "/dev/myled"
 int fd ;

 static const char *TAG="led";
 #define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  TAG, fmt, ##args)
 #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)
 #define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)

 /* * Class:     Linuxc
 * Method:    openled
 * Signature: ()I
 */
  JNIEXPORT Jint JNICALL Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_openled(JNIEnv* env, jclass mc)
 {
     fd = open(DEVICE_NAME,O_RDWR);
     if(fd<0)
     {
         LOGI("don't open dev");
         return -1;
     }
     else
         LOGI("open success");
     return fd;
 }
 /* * Class:     Linuxc
 * Method:    clsoeled
 * Signature: ()V
 */
 JNIEXPORT void JNICALL Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_closeled(JNIEnv* env, jclass mc)
 {
     LOGI("dev close");
     close(fd);
 }


 JNIEXPORT jint JNICALL Java_tw_com_mini6410_led_LedControl_ioctl
 (JNIEnv* env,jclass mc, jint a, jint b)
 {       int tmp = b;
     if(tmp==1){

         //int err= write(fd,&tmp,sizeof(tmp));
         LOGI("led on");
         ioctl(fd,LED_ON,NULL);
     }
     else{
 //int err= write(fd,&tmp,sizeof(tmp));
     LOGI("led1 off");
     ioctl(fd,LED_OFF,NULL);
     }
     return 0;
 }

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 

 LOCAL_PATH := $(call my-dir)

 include $(CLEAR_VARS)

 TARGET_PLATFORM := android-3
 LOCAL_MODULE    := led   //模块名  libled.so
 LOCAL_SRC_FILES := led.c   //要编译的文件。
 LOCAL_LDLIBS    := -llog

 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。