Android Framework 之HelloWorld（三）
本来是要写一个linux驱动，用于控制led灯的，但考虑到nanopc-T4的内核已经帮我们配置好设备树，已经可以利用/sys/class/gpio操作gpio了，所以没必要再造轮子了！
在shell里，可以利用下面的命令控制Led灯的亮与灭：
#导出GPIO0_A0管脚
echo 32 > /sys/class/gpio/export
#让GPIO0_A0管脚作为输出使用
echo out > /sys/class/gpio/gpio32/direction
#GPIO0_A0输出高电平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio32/value
#GPIO0_A0输出低电平
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio32/value接上串口或者adb shell进去shell终端，先来看下export的用户和组：
nanopc-t4:/ $ ls -l /sys/class/gpio/
total 0
--w--w---- 1 root system 4096 2020-08-22 04:50 export
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-08-22 07:48 gpio156 -> ../../devices/platform/pinctrl/gpio/gpio156
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-08-22 07:48 gpiochip0 -> ../../devices/platform/pinctrl/gpio/gpiochip0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-08-22 07:48 gpiochip128 -> ../../devices/platform/pinctrl/gpio/gpiochip128
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-08-22 07:48 gpiochip32 -> ../../devices/platform/pinctrl/gpio/gpiochip32
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-08-22 07:48 gpiochip64 -> ../../devices/platform/pinctrl/gpio/gpiochip64
lrwxrwxrwx 1 root root 0 2020-08-22 07:48 gpiochip96 -> ../../devices/platform/pinctrl/gpio/gpiochip96
--w--w---- 1 root system 4096 2020-08-22 04:50 unexport
可以看出，export是普通文件，拥有者具有“写”权限，组内其他成员具有“写”权限，其他用户则没有任何权限，export属于root用户，所属组为system。
android8.1定义了很多用户，我们可以在shell里使用“ps -ef”，随机截取了几个就有root，shell，system、u0_a59等用户了。
#随机截取了几个
$ps -ef
...
webview_zygote 660 1 0 04:50:44 ? 00:00:00 webview_zygote32
radio 689 363 0 04:50:44 ? 00:00:00 com.android.phone
system 1120 363 0 04:50:48 ? 00:00:00 android.rockchip.update.service
root 3694 1 0 05:08:17 ? 00:00:03 adbd --root_seclabel=u:r:su:s0
root 13893 3694 0 07:45:05 136:0 00:00:00 logcat -v long -v epoch
u0_a59 13962 363 1 07:45:22 ? 00:00:02 com.demo.helloworld
shell 14478 14087 36 07:53:04 ttyFIQ0 00:00:00 ps -ef
...所以我们要操作/sys/class/gpio/export，至少也要将app提升至system用户权限，apk在安装时，会根据AndroidManifest.xml的android:sharedUserId="android.uid.system"属性进行分配用户权限，查了一些资料，如果要让app具有system权限，有两种方法，一是将app放进android源码上使用mm DEX_PREOPT_DEFAULT=nostripping编译，还有就是使用签名，我们这里使用签名的方式：
先设置AndroidManifest.xml的android:sharedUserId="android.uid.system"属性
在编译android源码后，在此处得到如下文件：
./build/make/target/product/security/platform.pk8
./build/make/target/product/security/platform.x509.pem每次编译android源码这两个文件都不变，可以拷贝出来使用。
而signapk.jar则存在于这两个地方：
./out/host/linux-x86/framework/signapk.jar和./prebuilts/sdk/tools/lib/signapk.jar，这两个signapk.jar的区别我不清楚，不过猜测使用前者会好一点，毕竟是编译输出的。
把上面的三个文件拷贝出来，如果使用./out/host/linux-x86/framework/signapk.jar，则使用如下命令生成签名后的apk安装包：
java -Djava.library.path=../rk3399-android-8.1/out/host/linux-x86/lib64 -jar signapk.jar platform.x509.pem platform.pk8 app-debug.apk system.apk
如果使用./prebuilts/sdk/tools/lib/signapk.jar，则使用如下命令生成签名后的apk安装包：
java -Djava.library.path=../rk3399-android-8.1/prebuilts/sdk/tools/linux/lib64/ -jar signapk.jar platform.x509.pem platform.pk8 app-debug.apk system.apk
我在前文的libledctrl.so里加入WriteFileValue()函数用于操作gpio：
#include
#include
static int WriteFileValue(const char *pPath, char *pValue, int len)
{
int fd = -1;
if(!pPath || !pValue)
{
return -1;
}
PRINT_DEBUG("open %s value = %s, len = %d", pPath, pValue, len);
fd = open(pPath, O_RDWR);
if (fd < 0)
{
PRINT_DEBUG("open %s error: %d,%s", pPath, fd, strerror(errno));
return fd;
}
if (len != write(fd, pValue, len))
{
PRINT_DEBUG("write error: %d,%s", fd, strerror(errno));
close(fd);
return -1;
}
close(fd);
return 0;
}
jint LedInit(JNIEnv *env, jobject cls)
{
PRINT_DEBUG("Entry LedInit ...");
char *export = "32";
char *direction = "out";
WriteFileValue("/sys/class/gpio/export", export, strlen(export)+1);
WriteFileValue("/sys/class/gpio/gpio32/direction", direction, strlen(direction)+1);
return 0;
} 可惜的是，即使app以system用户运行也没权限操控/sys/class/gpio/export，使用chown system：system /sys/class/gpio/export使之处于同一“owner”也不够权限。可能是SElinux的权限管理问题，android源码中允许对某些驱动文件节点进行更细化的权限管理，譬如uevent，在我们NanoPC-T4开发板的ueventd.rk30board.rc文件就指定了各种文件路径的权限值。跟权限相关的我得好好学习才行！因为我使用下面的命令"whoami”或者“dumpsys activity top”获取到当前界面所处用户确实是system用户了，这说明使用签名的方式提升到system权限是没问题的：
import android.util.Log;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
private void Run(String cmd)
{
try {
Process process = Runtime.getRuntime().exec("sh"); //su
// 获取输出流
OutputStream outputStream = process.getOutputStream();
InputStream is = process.getInputStream();
InputStream es = process.getErrorStream();
DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream);
dataOutputStream.writeBytes(cmd);
dataOutputStream.flush();
dataOutputStream.close();
outputStream.close();
int code = process.waitFor();
Log.d("TAG", "Run:\"" + cmd +"\", "+"process.waitFor() = " + code);
String line;
BufferedReader br;
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
while ((line = br.readLine()) != null) {
Log.d("TAG", line);
}
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(es, "UTF-8"));
while ((line = br.readLine()) != null) {
Log.e("TAG", line);
}
} catch (Throwable t) {
Log.e("TAG", "Throwable = " + t.getMessage());
t.printStackTrace();
}
}
...
...
Run("whoami"); //获取当前进程是属于哪个用户
//或者在shell中使用dumpsys我发现如果在root用户下预先运行chmod 777 /sys/class/gpio/export和chown system:system /sys/class/gpio/export命令后，再重启app，就能操控led灯了，这我就不理解了。
先来看uevent相关的配置文件：
default@default:~/work/other/rk3399-android-8.1$ find . -name "ueventd*"
./device/rockchip/common/ueventd.rockchip.rc
./device/rockchip/common/sepolicy/ueventd.te
./system/sepolicy/private/ueventd.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/26.0/private/ueventd.te
./system/sepolicy/prebuilts/api/26.0/public/ueventd.te
./system/sepolicy/public/ueventd.te
./system/core/init/ueventd.cpp
./system/core/init/ueventd.h
./system/core/init/ueventd_parser.h
./system/core/init/ueventd_test.cpp
./system/core/init/ueventd_parser.cpp
./system/core/rootdir/ueventd.rc
可以看到相关的应该是./device/rockchip/common/ueventd.rockchip.rc和./system/core/rootdir/ueventd.rc这两个文件，而*.te是SElinux相关的权限配置，截取ueventd.rockchip.rc的与gpio相关的部分：
...
...
/dev/cpu_state 0666 system system
/dev/chip_state 0666 system system
/dev/i2c-1 0660 system system
/dev/i2c-2 0660 system system
/dev/rtc0 0660 system system
/dev/spidev1.0 0660 system system
/dev/watchdog 0660 system system
#for ovr
/dev/ovr0 0664 system system
#for gpio
/sys/devices/platform/pinctrl/gpio/gpio* active_low 0660 system system
/sys/devices/platform/pinctrl/gpio/gpio* direction 0660 system system
/sys/devices/platform/pinctrl/gpio/gpio* edge 0660 system system
/sys/devices/platform/pinctrl/gpio/gpio* value 0660 system system
#for pwm
...
...它并没有指定export的权限，反而在rk3399-android-8.1/device/rockchip/rk3399/init.rk3399.rc上有指定：
chmod 0220 /sys/class/gpio/export
chown root system /sys/class/gpio/export
chmod 0220 /sys/class/gpio/unexport
chown root system /sys/class/gpio/unexport
猜想如果在ueventd.rockchip.rc上显式指定/sys/class/gpio/export 0660 system system和/sys/class/gpio/unexport 0660 system system，或者在init.rk3399.rc上修改该export/unexport文件的权限应该可以解决这个问题，不过修改了文件系统，需要重新编译android8.1源码才能验证。
如你所见，这个HelloWorld是失败的，没能达到要求，同时在android的权限管理方面没能解释清楚！
终于发现问题所在了，不需要修改ueventd.rockchip.rc和init.rk3399.rc，用回NanoPC-T4原本的配置即可，因为原本export的权限配置是022-root-system（-w--w---- root system），只要我们的app提升至system用户权限即可操作这个文件。那为什么liblledctrl.so的WriteFileValue()->open()还会返回“Permission denied”不够权限呢？原来我在WriteFileValue()的open()使用了O_RDWR标志了，022权限是只写的，改为fd = open(pPath, O_WRONLY);就不报错了。
另外，uevent跟我们熟悉的linux底下的udev类似，都是用于热插拔控制的，写好规则（/etc/udev/rules.d/）就能控制权限（如指定某个usb设备的PID/VID才具有读写权限）和指定固定节点（如规定任何不同厂商的鼠标插入都是识别成/dev/input/event0节点，或者插入U盘后自动挂载到/mnt/sdcard下等）等。而我们的 android用ueventd.rc作为规则文件，指定了权限，我们的ueventd.rockchip.rc有指定“/sys/devices/platform/pinctrl/gpio/gpio* direction 0660 system system”，即在system用户能读写，但echo 32 >/sys/class/gpio/export到生成 /sys/class/gpio/gpio32/direction等文件以及uevent按照ueventd.rockchip.rc规则修改direction等文件的权限需要一定时间，所以在两条命令之间加入延时，open就不会再报“Permission denied”了：
jint ledInit(JNIEnv *env, jobject cls)
{
char *export = "32";
char *direction = "out";
WriteFileValue("/sys/class/gpio/export", export, strlen(export) + 1);
usleep(1000*10);
WriteFileValue("/sys/class/gpio/gpio32/direction", direction, strlen(direction) + 1);
return 0;
}基于上面两条这就能解释前面说的“在root用户下预先运行chmod 777 /sys/class/gpio/export和chown system:system /sys/class/gpio/export命令后，还要重启app才能操控led灯”了。
以上，就是一个完整的Android HelloWorld APP了。