贯通 Android 底层驱动至应用层APP接口流程

以下例子均为未经测试的代码，也重点在整个的流程概况。目前仍有些不是太明白的地方。 分以下几点(忽略HAL层)： 驱动：lichee/linux-3.4/drivers/         主要是初始化相关芯片以及具体的交互功能，然后创建设备节点来与上层交互。(尽量不做逻辑控制)         调用 class_register() 接口时，会在 /sys/class/ 目录下创建设备节点。         调用 misc_register()  接口时，会在 /dev/ 目录下创建设备节点。          JNI：android/frameworks/base/services/jni/         该层一般是提供JAVA与 C\C++ 之间通信，这一层我主要用来做一些基本的逻辑控制处理，记得之前有         次参加面试，该公司主要是做类似安防的手机，他们就是主要在这层做逻辑控制。该层主要是通过         映射表来描述 JAVA 方法与 C\C++ 函数之间的对应关系。         static JNINativeMethod method_table[] ={                 //  JAVA 方法                返回值与参数描述        C\C++ 函数                 {"Xxx_Init_native",             "()I",                    (void *)HardwareConfig_XxxInit},                 {"Xxx_Cmd_native",                 "(II)I",                   (void *)HardwareConfig_XxxCmd},         }; Server：android/frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java         这个主要是供其他 APP 通过 aidl 接口调用到 Server 方法，Server 方法通过JNI映射表，         调用JNI的函数。进一步封装接口，实现必要的逻辑处理。 aidl：frameworks/base/core/java/android/os         该文件用来生成 Stub 接口文件，用来声明在 Server 提供的接口。          SystemServer：创建 Server 实例，加入服务表中，供 APP 获取使用。  接口：         声明一些数据结构、获取 Server 根据需要决定是否再进一步封装接口。         其主要的目的是为了APP能够更加方便的使用接口。          APP：         通过接口文件，来调用相关的接口从而间接调用底层驱动功能。 调用流程：APP 通过获取AIDL通信，获取服务，通过服务调用服务的提供的类，调用JNI接口、JNI再去调用驱动。          具体例子： ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 驱动：lichee/linux-3.4/drivers/my_drivers/pt22xx.c         会创建一个设备节点：/dev/MicAdjust 用于给上层交互 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////         long Pt22xx_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long args)         {                 unsigned char ret = 0;                                  if (_IOC_TYPE(cmd) != MAGIC)                          return -EINVAL;                 switch(cmd)                 {                          case CMD_SETMICVOL:                                        dprintk("CMD_SETMICVOL....");                                 g_CurrentMicVolume = args;                                 // 与底层硬件进行交互                                 break;                                                          case CMD_SETMICECHO:                                dprintk("CMD_SETMICECHO....");                                 g_CurrentMicEcho = args;                                 // 与底层硬件进行交互                                 break;                         case CMD_GETMICVOL:                                dprintk("CMD_GETMICECHO....");                                 ret = g_CurrentMicVolume;                                 break;                                                          case CMD_GETMICECHO:                                dprintk("CMD_GETMICECHO....");                                 ret = g_CurrentMicEcho;                                 break;                                                          default:                                                        dprintk("no cmd....");                                 return -EINVAL;                 }                                  return ret;         }         static struct file_operations Pt22xx_fops = {                 .owner                            =    THIS_MODULE,                 .unlocked_ioctl            =    Pt22xx_ioctl,         };         static struct miscdevice Pt22xx_misc =          {                 .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,                 .name = "MicAdjust",                 .fops = &Pt22xx_fops,         };         /*************************** 驱动入口 驱动出口 ***************************/          static int __init Pt22xx_init(void)         {                 misc_register(&Pt22xx_misc);                 return 0;         }         static void __exit Pt22xx_exit(void)         {         }         /*************************** 驱动入口 驱动出口 ***************************/         module_init(Pt22xx_init);         module_exit(Pt22xx_exit);         MODULE_LICENSE("GPL"); ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Jni：android/frameworks/base/services/jni/my_jni/Mic.cpp         会创建一个设备节点：/dev/MicAdjust 用于给上层交互 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //-------------------------------------------------------------------------------------         对应驱动的JNI文件 //------------------------------------------------------------------------------------- // 功放命令实现 jint Mic_Cmd(JNIEnv *env, jobject thiz,  jint cmd, jint arg1) {         int ret = 0;         // 这里则通过识别命令和参数 通过 ioctl 函数设置驱动         // 这里应用层 ioctl() 实际上回调的是驱动层 -> Pt22xx_ioctl() 函数         return ret; } // 初始化函数，需要识别并初始化硬件设备 jint Mic_Init(JNIEnv *env, jobject thiz) {         // 初始化硬件         // 这里会 open /dev/MicAdjust  设备节点         return 0; } //-------------------------------------------------------------------------------------         管理和协调各个JNI程序，实现一些基本的逻辑功能，例如参数保存之类的。。         android/frameworks/base/services/jni/com_android_server_HardwareConfig.cpp //------------------------------------------------------------------------------------- namespace android {         /* 一些数据结构 */                  ///////////////////////////// AMP 逻辑实现 ////////////////////////////////////////         /* 处理获取命令 */         jint HardwareConfig_GetAmp(enum enAmp_CMDTYPE cmd)         {                 int ret;                         switch(cmd)                 {                         default:                                 return eAMP_CMD_ERROR;                 }                                  return ret;         }                  // 功放命令实现         jint HardwareConfig_AmpCmd(JNIEnv *env, jobject thiz,  jint cmd, jint arg1)         {                 int ret = 0;                 // 非法参数检查                                  // 判断是否为获取命令                 if( IsAmpGetCmdType(cmd) )                 {                         return HardwareConfig_GetAmp((enum enAmp_CMDTYPE)cmd);                 }                                  // 参数检查并纠正                 // 调用相应的功能函数                 ret = Amp_Cmd((enAmp_CMDTYPE)cmd, (enAmp_ARGSTYPE)arg1);                                  /* 保存相关参数 */                 return ret;         }                  ///////////////////////////// MIC 逻辑实现 ////////////////////////////////////////         jint HardwareConfig_GetMic(enum enMic_CMDTYPE cmd)         {                 int ret;                 switch((int)cmd)                 {                         default:                                 return eMIC_CMD_ERROR;                 }                                  return ret;                 }                           jint HardwareConfig_MicCmd(JNIEnv *env, jobject thiz,  jint cmd, jint arg1)         {                 int ret = 0;                                  // 非法参数检查                                  // 判断是否为获取命令                 if( IsAmpGetCmdType(cmd) )                 {                         return HardwareConfig_GetAmp((enum enAmp_CMDTYPE)cmd);                 }                                  // 参数检查并纠正                 // 调用相应的功能函数                 ret = Amp_Cmd((enAmp_CMDTYPE)cmd, (enAmp_ARGSTYPE)arg1);                                  /* 保存相关参数 */                 return ret;         }                  ///////////////////////////// 以上为逻辑功能实现 ////////////////////////////////////////                           // 初始化函数，需要识别并初始化硬件设备 这里对硬件初始化主要是调用各自的JNI接口初始化的         jint HardwareConfig_Init(JNIEnv *env, jobject thiz)         {                 // 读取配置文件                                  /* 功放初始化 */                 Amp_Init();                 Amp_Cmd(...);                         Amp_Cmd(...);                         Amp_Cmd(...);                                  /* 初始化麦克风 */                                 Mic_Init();                 Mic_Cmd(...);                 Mic_Cmd(...);                                  /* 初始化其他硬件 */                 return 0;         }         ///////////////////////////// JNI ////////////////////////////////////////         // 构建映射表         static JNINativeMethod method_table[] ={                 {"HardwareConfig_Init_native",             "()I",      (void *)HardwareConfig_Init},                 {"Amp_Cmd_native",                 "(II)I",   (void *)HardwareConfig_AmpCmd},                 {"Mic_Cmd_native",                 "(II)I",   (void *)HardwareConfig_MicCmd},                 //.... 其他硬件         };                  int register_android_server_HardwareConfigService(JNIEnv* env)         {                 return jniRegisterNativeMethods(env,"com/android/server/HardwareConfigService", method_table, NELEM(method_table));         } } //-------------------------------------------------------------------------------------         修改 onload.cpp 文件，该文件是用来集中加载所有Jni。         android\frameworks\base\services\jni\onload.cpp //------------------------------------------------------------------------------------- #include "JNIHelp.h" #include "jni.h" #include "utils/Log.h" #include "utils/misc.h" namespace android { //... 省略 int register_android_server_HardwareConfigService(JNIEnv* env); }; using namespace android; extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {         //... 省略         register_android_server_HardwareConfigService(env);              return JNI_VERSION_1_4; } //-------------------------------------------------------------------------------------         修改 对应目录下的 Android.mk 文件，该文件是用来编译这些Jni文件的         android\frameworks\base\services\jni\Android.mk //------------------------------------------------------------------------------------- LOCAL_PATH:= $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_SRC_FILES:= \     // ... 省略         zhc_jni/Mic.cpp \         com_android_server_HardwareConfig.cpp \     onload.cpp LOCAL_C_INCLUDES += \         // ... 省略         my_jni  ifeq ($(WITH_MALLOC_LEAK_CHECK),true)     LOCAL_CFLAGS += -DMALLOC_LEAK_CHECK endif LOCAL_MODULE:= libandroid_servers include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) /*************** 完成以上步骤就可以在当前目录下通过 mm 命令编译出 JNI SO库文件了 ***********/ ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Server：         在 android\frameworks\base\services\java\com\android\server 建立一个文件 HardwareConfigService.java ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// package com.android.server; import android.content.Context; import android.util.Slog; import android.content.Context; public class HardwareConfigService extends IHardwareConfigService.Stub {     private static final String TAG = "HardwareConfigService";         private static native int HardwareConfig_Init_native();         private static native int Amp_Cmd_native(int cmd, int arg1);         private static native int Mic_Cmd_native(int cmd, int arg1);         private static Context mContext;         /////////////////////////////////////  初始化处理部分 ////////////////////////////////         // 当这个类被创建时，以下代码将会被执行     public HardwareConfigService(Context context)     {                 mContext = context;         HardwareConfig_Init_native();        // <---- 这里调用 JNI 部分接口 进行初始化     }                  ///////////////////////////////////// 接口定义部分 ////////////////////////////////         public int Amp_Cmd(int Cmd, int arg1)                // <<---- 对外提供的调用的接口         {                 int ret = 0;                 // 在这里可以对接口做进一步封装                 ret = Amp_Cmd_native(Cmd, arg1);                // <---- 这里调用 JNI 部分接口                 return ret;         }         public int Mic_Cmd(int Cmd, int arg1)                // <<---- 对外提供的调用的接口         {                 int ret = 0;                 // 在这里可以对接口做进一步封装                 ret = Mic_Cmd_native(Cmd, arg1);                // <---- 这里调用 JNI 部分接口                 return ret;         }          }; //-------------------------------------------------------------------------------------         修改同目录下的SystemServer.java文件，在ServerThread::run方法里加入 //------------------------------------------------------------------------------------- class ServerThread extends Thread {     private static final String TAG = "SystemServer";     private static final String ENCRYPTING_STATE = "trigger_restart_min_framework";         // ... 省略代码     @Override     public void run() {                 try{        // 在这里 new 了一个对象并添加到 ServiceManager 中。                         Slog.i(TAG, "add HardwareConfigService");                         ServiceManager.addService("HardwareConfigService", new HardwareConfigService(context));                 } catch (RuntimeException e) {                         Slog.e("System", "******************************************");                         Slog.e("System", "************ Failure starting HardwareConfigService", e);                 }         // ... 省略代码     } } public class SystemServer {     private static final String TAG = "SystemServer";                  // ... 省略代码     public static final void init2() {         Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");         Thread thr = new ServerThread();         thr.setName("android.server.ServerThread");         thr.start();     } } /*************** 完成以上步骤就可以在 android\frameworks\base\services\java 下通过 mm 命令编译了 ***********/ ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// AIAL：在 frameworks/base/core/java/android/os/ 新建立一个文件 IHardwareConfigService.aidl ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //-------------------------------------------------------------------------------------         加入以下内容，以下内容为 服务里面的public接口，即提供给APP使用的接口 //------------------------------------------------------------------------------------- package android.os; interface IHardwareConfigService {         int Amp_Cmd(int Cmd, int arg1);         int Mic_Cmd(int Cmd, int arg1); } //-------------------------------------------------------------------------------------         返回到 frameworks/base 修改 Android.mk 文件 //------------------------------------------------------------------------------------- LOCAL_SRC_FILES += \         core/java/android/accessibilityservice/IAccessibilityServiceConnection.aidl \         ## 省略         core/java/android/os/IHardwareConfigService.aidl \ ## 增加这一行代码 # Include subdirectory makefiles ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 接口文件：这个接口文件主要是进一步封装接口，把一些命令标识什么的都放到问个文件里面         在 android\frameworks\base\policy\src\com\android\internal\policy\impl         新建立一个文件 HardwareConfigServiceInterface.java  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// package com.android.internal.policy.impl; import android.os.IHardwareConfigService; import android.os.RemoteException; import android.os.ServiceManager; import android.util.Log; public class HardwareConfigServiceInterface {                  private IHardwareConfigService HardwareConfigService = null;         static final String TAG = "HardwareConfigServiceInterface";                  ///////////////////////// 功放命令与参数定义 ////////////////////////////                 public enum enAmp_CMDTYPE                            {                     // 设置命令                 eAMP_CMD_OPEN,                                                // 打开                 eAMP_CMD_CLOSE,                                                // 关闭                 eAMP_CMD_SETMUTE,                                        // 静音                 eAMP_CMD_SETVOLUME,                                        // 设置音量                 eAMP_CMD_SETEQ,                                                // 设置音效                 eAMP_CMD_SETSIGLEEND,                                // 设置立体声                 eAMP_CMD_SETSURROUND,                                // 设置环绕                 eAMP_CMD_SETTREBLEBASS_CTRL,                // 高低音控制                         eAMP_CMD_SETTREBLE,                                        // 设置高音                 eAMP_CMD_SETBASS,                                        // 设置低音                 // .........                 eAMP_CMD_ERROR,                                                // 命令执行错误或失败，同时也是命令的个数         };         ///////////////////////// 功放接口 ////////////////////////////                          /* 获取某些命令是已经使能了还是关闭了 设计此接口是为了应用层更加方便的判断 出错返回 eAMP_ARGS_NOT_USER*/         public enAmp_ARGSTYPE Amp_GetCmd(enAmp_CMDTYPE Cmd)         {                 int index = 0;                 // 省略转换代码                 index = Amp_Cmd(Cmd, enAmp_ARGSTYPE.eAMP_ARGS_NOT_USER.ordinal());                 // 省略转换代码                 return enAmp_ARGSTYPE.eAMP_ARGS_NOT_USER;                 }         /* 获取具体的值 例如 高低音的值 出错返回 -1 */         public int Amp_GetData(enAmp_CMDTYPE Cmd)         {                 int ret = Amp_Cmd(Cmd, enAmp_ARGSTYPE.eAMP_ARGS_NOT_USER.ordinal());                 // 省略转换代码                 return ret;         }                  public enAmp_CMDTYPE Amp_SetCmd(enAmp_CMDTYPE Cmd, enAmp_ARGSTYPE Args)         {                         int index = 0;                 // 省略转换代码                 index = Amp_Cmd(Cmd, Args.ordinal());                 // 省略转换代码                 return enAmp_CMDTYPE.eAMP_CMD_ERROR;         }                  public int Amp_SetData(enAmp_CMDTYPE Cmd, int Args)         {                         Log.d(TAG, "Amp_SetData() Cmd = " + Cmd + "Args = " + Args );                 return  Amp_Cmd(Cmd, Args);         }                  /* 最终的实现是由此命令完成的 设置命令时出错返回 eAMP_CMD_ERROR 的索引*/         private int Amp_Cmd(enAmp_CMDTYPE Cmd, int Args)         {                 Log.d(TAG, "Amp_SetCmd() Cmd = " + Cmd + " ordinal = " + Cmd.ordinal());                 Log.d(TAG, "Amp_SetCmd() Args = " + Args);                 try                  {                         if(null == HardwareConfigService)                         {                                 HardwareConfigService = IHardwareConfigService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("HardwareConfigService"));                         }                                                  return HardwareConfigService.Amp_Cmd(Cmd.ordinal(), Args);                                          } catch (RemoteException e) {                         // TODO Auto-generated catch block                         e.printStackTrace();                         return (int)(enAmp_CMDTYPE.eAMP_CMD_ERROR.ordinal());                 }                          }                  ///////////////////////// 麦克风接口与定义 ////////////////////////////                          /* 功放命令集，具体命令需由具体的功放芯片驱动实现 */         public enum enMic_CMDTYPE                            {                     // 设置命令                 eMIC_CMD_START        ,                                // 起始                 eMIC_CMD_SETVOLUME,                                        // 设置MIC音量                 eMIC_CMD_SETECHO,                                        // 设置MIC回响                 eMIC_CMD_SETMUTE,                                        // 麦克风静音                                  // 获取命令                 eMIC_CMD_GETTYPE_START,                                // 获取命令类型 用于做标识 当大于此值时表示是获取命令类型                 eMIC_CMD_GETVOLUME,                                        // 获取MIC音量值                 eMIC_CMD_GETECHO,                                        // 获取MIC回响值                 eMIC_CMD_GETMUTE,                 eMIC_CMD_GETTYPE_STOP,                                // eMic_CMD_GETTYPE_START 与 eMic_CMD_GETTYPE_STOP 之间是获取命令的类型                                  eMIC_CMD_ERROR,                                                // 命令执行错误或失败，同时也是命令的个数         };         public enum enMic_ARGSTYPE                                                // 参数         {                 eMIC_ARGS_DISABLE ,                 eMIC_ARGS_ENABLE,                                  eMIC_ARGS_NOT_USER,                                        // 不使用         };         ///////////////////////// 麦克风接口实现 ////////////////////////////                 /* 获取某些命令是已经使能了还是关闭了 设计此接口是为了应用层更加方便的判断 出错返回 eMIC_ARGS_NOT_USER*/         public enMic_ARGSTYPE Mic_GetCmd(enMic_CMDTYPE Cmd)         {                 int index = 0;                 // 省略转换代码                 index = Mic_Cmd(Cmd, enMic_ARGSTYPE.eMIC_ARGS_NOT_USER.ordinal());                 // 省略转换代码                 return enMic_ARGSTYPE.eMIC_ARGS_NOT_USER;                 }         /* 获取具体的值 出错返回 -1 */         public int Mic_GetData(enMic_CMDTYPE Cmd)         {                 int ret = Mic_Cmd(Cmd, enMic_ARGSTYPE.eMIC_ARGS_NOT_USER.ordinal());                 // 省略转换代码                 return ret;         }                  public enMic_CMDTYPE Mic_SetCmd(enMic_CMDTYPE Cmd, enMic_ARGSTYPE Args)         {                         int index = 0;                 // 省略转换代码                 index = Mic_Cmd(Cmd, Args.ordinal());                 // 省略转换代码                 return enMic_CMDTYPE.eMIC_CMD_ERROR;         }                  public int Mic_SetData(enMic_CMDTYPE Cmd, int Args)         {                         // 省略转换代码                 return  Mic_Cmd(Cmd, Args);         }                  /* 最终的实现是由此命令完成的 设置命令时出错返回 eMIC_CMD_ERROR 的索引*/         private int Mic_Cmd(enMic_CMDTYPE Cmd, int Args)         {                 Log.d(TAG, "Mic_SetCmd() Cmd = " + Cmd + " ordinal = " + Cmd.ordinal());                 Log.d(TAG, "Mic_SetCmd() Args = " + Args);                 try                  {                         if(null == HardwareConfigService)                         {                                 HardwareConfigService = IHardwareConfigService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("HardwareConfigService"));                         }                                                  return HardwareConfigService.Mic_Cmd(Cmd.ordinal(), Args);                                          } catch (RemoteException e) {                         // TODO Auto-generated catch block                         e.printStackTrace();                         return (int)(enMic_CMDTYPE.eMIC_CMD_ERROR.ordinal());                 }                          } } /*****************************************************************************         昨晚以上的操作之后需要 make updata-api 建议全编一次 *****************************************************************************/ ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 应用层使用方法： ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 1、需要在 Android 工程中加上 android\out\target\common\obj\JAVA_LIBRARIES\android.policy_intermediates\classes.jar 2、导入需要的数据结构 import com.android.internal.policy.impl.HardwareConfigServiceInterface; import com.android.internal.policy.impl.HardwareConfigServiceInterface.enAmp_CMDTYPE; import com.android.internal.policy.impl.HardwareConfigServiceInterface.enAmp_ARGSTYPE; import com.android.internal.policy.impl.HardwareConfigServiceInterface.enMic_CMDTYPE; import com.android.internal.policy.impl.HardwareConfigServiceInterface.enMic_ARGSTYPE; import com.android.internal.policy.impl.HardwareConfigServiceInterface.enDevices_Status; 3、定义全局变量         static private HardwareConfigServiceInterface HardwareConfig = null; 4、在初始化函数中new 对象         HardwareConfig = new HardwareConfigServiceInterface(); 5、在需要的地方直接调用接口         HardwareConfig.Amp_GetCmd(enAmp_CMDTYPE.eAMP_CMD_GETSDMUTE)