android驱动开发从零到一

安卓驱动开发过程

机器介绍

本人是在win10里安装vmware workstation16软件，然后在vmware里创建了ubuntu18.04系统的虚拟机

安卓开发板用的是北京迅为的rk3568开发板

步骤

step1.下载android11源码
step2.编译android源码(make命令)
step3.编写驱动文件
step4.构建镜像(build.sh) （有两种加载驱动的方式）
step5.镜像烧写至rk3568开发板

step1:下载android11源码

源码非常大，为了确保下载后编译成功，请确保硬盘有300g的空间，可以下载谷歌的源码，也可以下载rk3568提供的源码

一、谷歌的源码下载：

1.设置git

ice@ubuntu:~/Android$ sudo apt-get install git
ice@ubuntu:~/Android$ git config --global user.name "abcd"
ice@ubuntu:~/Android$ git config --global user.email "[email protected]"

2.下载“源码的下载管理工具”

ice@ubuntu:~/Android$ git clone https://gerrit-googlesource.lug.ustc.edu.cn/git-repo
ice@ubuntu:~/Android$ mkdir .repo
ice@ubuntu:~/Android$ mv git-repo .repo/repo #将“git-repo”移动到刚刚创建的“.repo”文件中，并将其名称改为“repo”
ice@ubuntu:~/Android$ cp .repo/repo/repo ./
ice@ubuntu:~/Android$ chmod u+x repo

3.开始下载

ice@ubuntu:~/Android$ ./repo init -u git://mirrors.ustc.edu.cn/aosp/platform/manifest -b android-security-11.0.0_r55
ice@ubuntu:~/Android$ ./repo sync -j2

二、rk3568提供的源码下载：

本文用的rk3568开发板，使用的是供应商定制改动了一些内容的android11源代码，从百度网盘下载的
解压后的文件如图，基本和谷歌原版结构一致

链接: https://pan.baidu.com/s/16nucdvOIcBgCWMw7_aCyUQ?pwd=1dae
提取码: 1dae

step2:编译android源码（make命令）

1.编译的几个选项

ice@ubuntu:~/Android$ cd rk_android11.0_sdk
ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk$ source build/envsetup.sh
ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk$ lunch

有如下选项

我这里选择55
成功后提示

解释一下选择问题，无论是谷歌下载的源码还是rk3568提供的源码，都一样的解释

2.开始编译

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk$ make -j12

这里的j12就是12个并行任务，你可以根据自己的cpu核数设定，之后就是等待编译成功

step3:编写驱动文件

驱动文件是c语言，文件是helloworld.c，内容如下

#include 
#include  
static int helloworld_init(void)        
{
	printk("helloworld_init\r\n");
	return 0;
}
static void helloworld_exit(void)    
{
	printk("helloworld_exit\r\n");
}

module_init(helloworld_init);    
module_exit(helloworld_exit);   

step4:开始构建镜像（build.sh）

想使驱动在安卓系统中运行，有两种编译方式。
1.驱动编译到内核
2.驱动编译成内核模块

两种驱动编译方式

1.驱动编译到内核介绍：

构建内核镜像时，驱动c文件放在编译好的安卓源码里，放在其本身有的驱动一起的位置，本文是~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/drivers
文件夹里，所有驱动一起编译并构建镜像

2.驱动编译成内核模块介绍：

这种要先构建出不含我们自己写的驱动的镜像，把镜像烧写至开发板，之后才能加载ko文件。
请直接阅读"驱动编译到内核"部分的s4:构建内核镜像后，再阅读m2.驱动编译成内核模块实战部分。
步骤是编译出我们的驱动ko文件，把此驱动ko文件拷贝至开发板，在运行中的开发板里，通过insmod命令加载驱动。

m1.驱动编译到内核实战

s1.drivers文件夹内创建自己的驱动文件夹并写入驱动文件。

我是放在了drivers的字符设备下，即char文件夹下

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/drivers$ mkdir char/helloworld

写入驱动c文件 helloworld.c

s2.构建镜像时的各模块的设置

构建内核镜像时，需要编译的模块，是从~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/Kconfig这个设置文件读取的，而这个Kconfig文件又汇总了，kernel内其他模块的Kconfig文件
所以，对于我们的hellworld驱动，也要加入Kconfig文件

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/drivers$ cd char/helloworld
ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/drivers/char/helloworld$ touch Kconfig

helloworld文件夹的Kconfig文件中写入如下内容

config helloworld
        bool "hellworld support"
        default y
        help
                helloworld Kconfig

因为helloworld文件夹，在drivers/char文件夹内，要在char文件夹的Kconfig中引入helloworld文件夹的Kconfig文件

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/drivers/char$ vi Kconfig 

文件内加入一行：

source "drivers/char/helloworld/Kconfig"

即

至此，构建内核镜像的所有设置，都在各级的Kconfig中写好了，下面使Kconfig生效。
进入kernel文件夹，制作总的config文件

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel$ make menuconfig

出现了以上的图说明我们Kconfig设置成功了。
此时，会在kernel文件夹下生成一个汇总的.config隐藏文件
如图所示：

文件的内容如下：

这里 CONFIG_helloworld=y 是我们hellowold文件夹里的Kconfig里 default y设置出来的

s3. 根据设置，确定编译构建内核的步骤

构建内核镜像时，设置是记录在各级Kconfig文件，根据这些设置对应的编译步骤是记录在各级的Makefile中的。

helloworld文件夹中插入Makefile

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/drivers/char/helloworld$ vi Makefile 

Makefile插入如下代码

obj-$(CONFIG_helloworld)        += helloworld.o # 此CONFIG_helloworld变量是来自于上一步中新生成的那个在kernel文件夹下的.config文件

即：

helloworld是在drivers/char文件夹下的，需要在char文件夹的Makefile中加入编译helloworld模块的操作步骤

obj-$(CONFIG_helloworld)        += helloworld/

至此Makefile是设置完成了。

s4:构建内核镜像

很简单，进入android源码文件夹，根据自己的需求制作所需的镜像。
最终构建镜像时，设置一下屏幕文件的参数，文件在以下文件夹中

rk3568 的屏幕文件是

我需要的是内核镜像，因为驱动是在内核镜像里的，当驱动更新时，需要把内核镜像更新。

安卓系统里不同的镜像的功能介绍参考一个短视频(10min)：https://www.bilibili.com/video/BV1pv4y1K71W?p=2

开始build 构建镜像

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk$ ./build.sh -CKA

内核镜像位置：

build.sh后面的参数含义

s5小结：

我们先在helloworld文件夹下，创建了3个文件：

接着我们把char文件加下的Kconfig文件和Makefile文件做了修改，使得helloworld能加入编译过程

最后我们是先使用make menuconfig 命令使所有Kconfig设置生效并生成.config文件

然后我们就开始构建镜像了

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk$ ./build.sh -CKA # 此命令是内核镜像构建

生成的内核镜像路径在以下路径中

其他镜像的构建，请使用不同的参数，生成的img镜像也在别的路径中

m2.驱动编译成内核模块实战

s1.先建立一个文件夹放置驱动c文件和Makefile

helloworld2.c：

#include 
#include  
static int helloworld_init(void)        
{
	printk("helloworld2_init\r\n");
	return 0;
}
static void helloworld_exit(void)    
{
	printk("helloworld2_exit\r\n");
}

module_init(helloworld_init);    
module_exit(helloworld_exit);  

Makefile：

obj-m += helloworld2.o
KDIR :=/home/ice/Android/rk_android11.0_sdk/kernel/  # 用的是安卓11源码的内核
PWD ?= $(shell pwd)
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) ARCH=arm64 $(KDIR).config modules  # 注意此处多了ARCH参数和 ".config"文件参数


.PHONY:clean
clean:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

s2.生成Makefile所需的.config文件

进入kernel文件夹，制作总的config文件

ice@ubuntu:~/Android/rk_android11.0_sdk/kernel$ make menuconfig  # 此命令会在此文件夹下生成.config文件

成功后弹出以下界面：

退出此界面后，我们看看是否生成了我们需要的.config文件

生成了，下面开始编译ko文件

s3.编译ko文件(make命令)

s4.把ko文件传至开发板

此处请先确保开发板的安卓镜像已经烧写成功，否则需要阅读step5:烧写镜像至开发板部分

电脑usb连接 rk3568开发板，用MobaXterm客户端，通过com串口访问开发板控制台。

我是在开发板里新建了一个文件夹：

把驱动ko文件传至此文件夹，这个过程有点曲折，步骤如下：

1.我先是把helloworld2.ko文件放到了win10的任意文件夹内，我的是z:盘里了
2.通过adb push命令把文件传送至开发板的安卓系统里

传好的结果如下图

s5.加载驱动(insmod命令)

首先要进入root权限，运行 su 命令

其次进入ko文件所在文件夹，运行insmod 和rmmod命令加载和卸载驱动

step5:烧写镜像至开发板

烧写过程完全参照bilibili教程 (9min):

链接:
https://www.bilibili.com/video/BV1pv4y1K71W?p=4

烧写工具下载链接：

链接: https://pan.baidu.com/s/1m2H_s12ifb3EDIyoPG0hhQ?pwd=gdjh
提取码: gdjh

step6:查看驱动是否运行成功

电脑usb连接 rk3568开发板，用MobaXterm客户端，通过com串口访问开发板控制台，通过dmesg命令查看开发板启动时，我们的驱动是否运行成功。

这个过程参考视频链接 (4min)：
https://www.bilibili.com/video/BV1744y1u779/?p=11