Android应用程序通过JNI控制LED

PC机：ubuntu 12.04.5
开发板：tiny4412 
Android版本：5.0.2
Android IDE：Android Studio

前提：
PC机已经搭建好 Android 开发环境，已经安装好交叉编译器，
已经编译好 Android 内核 以及 Android 源码， 

编写 Android APP，实现以下功能：
1、一个 button 控制全部 LED，按一下全开，按一下全关
2、四个 CheckBox 分别单独控制每个LED，按一下对应的LED开，再按一下关
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使用 Android Studio 建立 APP 工程，具体建立过程请 Google
界面建立完成后，开始编写操作 LED 的代码
在 F:\AndroidTest\APP_0001_LEDDemo\app\src\main\java\com\example\wenjs\目录下，建立一个 hardlibrary 目录
在 hardlibrary 目录下，建立一个 HardLibrary.java 文件，用来编写 ledOpen、ledCtrl、ledClose 等本地方法

新建一个文件夹，用来保存动态链接库的源代码，参考之前的 jni 教程，建立一个本地的 .c 文件
按照 jni 的规则，编写 hardlibrary.c 文件，完成本地的 led_open、led_ctrl、led_close 等函数

编写完成后，把 hardlibrary.c 上传到 Linux 并进行交叉编译，执行以下命令：
arm-linux-gcc -fPIC -shared hardlibrary.c -o libhardlibrary.so -I/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include/
编译参数解释：
-I 表示指定 jni.h 的文件路径位置 
-fPIC 表示生成位置无关码，参考博客： http://blog.sina.com.cn/s/blog_54f82cc201011op1.html
-shared 表示生成动态链接库 .so 文件
-o 表示生成目标文件

编译完成后，生成 libhardlibrary.so 文件，在 F:\AndroidTest\APP_0001_LEDDemo\app\libs 目录下新建 armeabi 文件夹
把 libhardlibrary.so 上传到 armeabi 文件夹中
同时，修改APP工程的 build.gradle(Module:app),添加以下内容：
sourceSets{
        main{
            jniLibs.srcDirs = ['libs']
        }
    }
这个表示我们的 jni lib 文件存放在 libs 目录里面，这种方式是会把.so文件编译进APK文件里

以上工作完成后，把应用程序在开发板上运行，程序出现崩溃，
查看调试信息，发现 could not load library "libc.so.6" needed by "libhardlibrary.so"

libhardlibrary.so 的运行依赖于 libc.so.6

查看开发板的终端，ls /vendor/lib 或者 ls /system/lib/libc.*  发现没有 libc.so.6

在Android源码目录 /opt/work/source_code/android-5.0.2/，查找libc.so 
find -iname "libc.so*"

修改一下 hardlibrary.c 的编译选项，改为如下：
arm-linux-gcc -fPIC -shared hardlibrary.c -o libhardlibrary.so -I/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include/ \
-nostdlib /opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/lib/libc.so

nostdlib表示不使用标准库，而使用 Android 源码目录下的libc库：
/opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/lib/libc.so

修改完成后，重新编译运行 Android APP，程序运行正确。表明 Android APP 已经成功调用了本地的 c 库

继续修改 Android APP的代码，调用 ledOpen、ledCtrl、ledClose 等方法

修改 hardlibrary.c 文件，添加 Android 的打印信息，适用以下函数：
#include <android/log.h>    //包含这个头文件

__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JniX431FileTest", "lsx_init");  //打印语句
ANDROID_LOG_INFO：是日志级别；
"JniX431FileTest"：是要过滤的标签，可以在LogCat视图中过滤。
"lsx_init"：是实际的日志内容。

再次执行以下命令编译 hardlibrary.c ，提示找不到 android/log.h

到 Android 源码目录查找一下，发现 android/log.h 在以下路径：
/opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/include/android/log.h
更改编译选项为以下内容：
arm-linux-gcc -fPIC -shared hardlibrary.c -o libhardlibrary.so -I/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include/ \
-nostdlib /opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/lib/libc.so \
-I/opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/include/

hardlibrary.c 编译成功，重新上传到 Android APP的 armeabi 目录，再次运行 APP
运行失败，根据提示信息：dlopen failed: cannot locate symbol "__android_log_print" ，打开动态库失败

到 Android 源码目录查找一下，发现 liblog 在以下路径：
/opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/lib/liblog.so
更改编译选项为以下内容：
arm-linux-gcc -fPIC -shared hardlibrary.c -o libhardlibrary.so -I/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include/ \
-nostdlib /opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/lib/libc.so \
-I/opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/include/ \
/opt/work/source_code/android-5.0.2/prebuilts/ndk/9/platforms/android-19/arch-arm/usr/lib/liblog.so

经过以上操作，Android APP 和 本地方法  libhardlibrary.so 编译成功
把 app 下载到开发板上运行，点击 button 和 checkbox，程序正确运行，但此时还没有编写硬件驱动，只有打印信息
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编写 led 硬件驱动程序
参考韦东山Linux第二期视频，使用字符设备驱动模型，来开发led驱动程序，此处不再重复
以下是驱动源码：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <device.h>
static int major = 0;
static struct class *led_class;

static int led_gpios[] = {
        EXYNOS4212_GPM4(0),
        EXYNOS4212_GPM4(1),
        EXYNOS4212_GPM4(2),
        EXYNOS4212_GPM4(3),
};

static int led_open(void)
{
        /* set gpio output */
        int i = 0;
        
        for(i=0;i<4;i++)
        {
                s3c_gpio_cfgpin(led_gpios[i], S3C_GPIO_OUTPUT);
                //gpio_set_value(led_gpios[i], 1);
        }	
        return 0;
}

//app : ioctl(fd,cmd,arg)
static long led_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
       if((cmd != 0) && (cmd != 1))
       return -EINVAL;

       if(arg > 4)
       return -EINVAL;
		
       gpio_set_value(led_gpios[arg], !cmd);

       return 0;
}

static struct file_operastions leds_fops = {
        .owner			= THIS_MODULE,
        .open	                = led_open,
        .unlocked_ioctl	        = led_ioctl,
};

int leds_init(void)
{
        major = register_chrdev(0,"leds",&leds_fops);

        led_class = class_create(THIS_MODULE,"leds");
        device_create(led_class, NULL, MKDEV(major,0), NULL, "leds");
	
        return 0;
}

void leds_exit(void)
{	
        device_destroy(led_class, MKDEV(major,0));
        class_destroy(led_class);
        unregister_chrdev(major,"leds");
}

module_init(leds_init);
module_exit(leds_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("[email protected]");

把led驱动放入 Android kernel 的 device/char目录。
修改Android 内核的makefile，添加编译选项，重新编译 make zImage
重新烧写内核到开发板。
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再次修改 hardlibrary.c 文件，修改里面的 led_open、led_close、led_ctrl 函数，
在里面的这些函数里，使用 open 、read 、write 函数来操作硬件
重新编译 hardlibrary.c 为 libhardlibrary.so ，并重新上传到Android app 的 armeabi 目录
重新编译 Android app 工程，运行，可以使用app操作开发板上的led了

整个层次关系如下：

Android APP ----> 加载 c 库
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JNI 本地接口函数（其实就是Linux的应用层）
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Linux 驱动程序