在Ubuntu上为Android系统编写Linux内核驱动程序(老罗学习笔记1

在智能手机时代,每个品牌的手机都有自己的个性特点。正是依靠这种与众不同的个性来吸引用户,营造品牌凝聚力和用户忠城度,典型的代表非iphone莫属了。据统计,截止2011年5月,AppStore的应用软件数量达381062个,位居第一,而Android Market的应用软件数量达294738,紧随AppStore后面,并有望在8月份越过AppStore。随着Android系统逐步扩大市场占有率,终端设备的多样性亟需更多的移动开发人员的参与。据业内统计,Android研发人才缺口至少30万。目前,对Android人才需求一类是偏向硬件驱动的Android人才需求,一类是偏向软件应用的Android人才需求。总的来说,对有志于从事Android硬件驱动的开发工程师来说,现在是一个大展拳脚的机会。那么,就让我们一起来看看如何为Android系统编写内核驱动程序吧。

这里,我们不会为真实的硬件设备编写内核驱动程序。为了方便描述为Android系统编写内核驱动程序的过程,我们使用一个虚拟的硬件设备,这个设备只有一个4字节的寄存器,它可读可写。想起我们第一次学习程序语言时,都喜欢用“Hello, World”作为例子,这里,我们就把这个虚拟的设备命名为“hello”,,而这个内核驱动程序也命名为hello驱动程序。其实,Android内核驱动程序和一般Linux内核驱动程序的编写方法是一样的,都是以Linux模块的形式实现的,具体可参考前面Android学习启动篇一文中提到的Linux Device Drivers一书。不过,这里我们还是从Android系统的角度来描述Android内核驱动程序的编写和编译过程。

一. 参照前面两篇文章在Ubuntu上下载、编译和安装Android最新源代码和在Ubuntu上下载、编译和安装Android最新内核源代码(Linux Kernel)准备好Android内核驱动程序开发环境。

二. 进入到kernel/common/drivers目录,新建hello目录:

USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ cd kernel/common/drivers

USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/kernel/common/drivers$ mkdir hello

三. 在hello目录中增加hello.h文件:

#ifndef _HELLO_ANDROID_H_ #define _HELLO_ANDROID_H_ #include <linux/cdev.h>             //对字符设备结构cdev以及一系列的操作函数定义#include <linux/semaphore.h>          //信号量使能的头文件 #define HELLO_DEVICE_NODE_NAME "hello"    //字节名字#define HELLO_DEVICE_FILE_NAME "hello"    //文件名#define HELLO_DEVICE_PROC_NAME "hello"    //任务名#define HELLO_DEVICE_CLASS_NAME "hello"    //类名 struct hello_android_dev {            //驱动结构体定义(虚拟的硬件设备)int val;                    //设备里面的寄存器地址struct semaphore sem;            //信号量,用于同步访问寄存器valstruct cdev dev;               //dev成员变量是一个内嵌的字符设备,这个Linux驱动程序自定义字符设备结构体的标准方法   };#endif

这个头文件定义了一些字符串常量宏,在后面我们要用到。此外,还定义了一个字符设备结构体hello_android_dev,这个就是我们虚拟的硬件设备了,val成员变量就代表设备里面的寄存器,它的类型为int,sem成员变量是一个信号量,是用同步访问寄存器val的,dev成员变量是一个内嵌的字符设备,这个Linux驱动程序自定义字符设备结构体的标准方法。

四.在hello目录中增加hello.c文件,这是驱动程序的实现部分。驱动程序的功能主要是向上层提供访问设备的寄存器的值,包括读和写。这里,提供了三种访问设备寄存器的方法,一是通过proc文件系统来访问,二是通过传统的设备文件的方法来访问,三是通过devfs文件系统来访问。下面分段描述该驱动程序的实现。

(size_t:在32位系统上 定义为 unsigned int 也就是说在32位系统上是32位无符号整形。在64位系统上定义为 unsigned long 也就是说在64位系统上是64位无符号整形。size_t一般用来表示一种计数,比如有多少东西被拷贝等。例如:sizeof操作符的结果类型是size_t,该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。 它的意义大致是“适于计量内存中可容纳的数据项目个数的无符号整数类型”。所以,它在数组下标和内存管理函数之类的地方广泛使用。而ssize_t这个数据类型用来表示可以被执行读写操作的数据块的大小.它和size_t类似,但必需是signed.意即:它表示的是signed size_t类型的。)

首先是包含必要的头文件和定义三种访问设备的方法:

#include <linux/init.h>  //包含了模块的初始化的宏定义 以及一些其他函数的初始化函数#include <linux/module.h>     #include <linux/fs.h>#include <linux/proc_fs.h>    /*proc 文件系统是由软件创建,被内核用来向外界报告信息的一个文件系统,, */#include <linux/device.h>   //在这个头文件中包含了 bus的一些函数 和 drifver的一些函数,以及class_create()等函数#include <asm/uaccess.h>     /* copy_to_user和copy_from_user */#include         hello_major = 0;   //主设备* hello_class = NULL; static struct hello_android_dev* hello_dev = NULL;hello_open(struct inode* inode, struct file* filp);    //打开static int hello_release(struct inode* inode, struct file* filp);      //释放static ssize_t hello_read(struct file* filp, char __user *buf, size_t count, loff_t* f_pos); static ssize_t hello_write(struct file* filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t* f_pos);static struct file_operations hello_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = hello_open, //尽管这常常是对设备文件进行的第一个操作, 不要求驱动声明一个对应的方法. 如果这个项是 NULL, 设备打开一直成功, 但是你的驱动不会得到通知..release = hello_release, //在文件结构被释放时引用这个操作. 如同 open, release 可以为 NULL.read = hello_read,.write = hello_write, };ssize_t hello_val_show(struct device* dev, struct device_attribute* attr, char* buf); static ssize_t hello_val_store(struct device* dev, struct device_attribute* attr, const char* buf, size_t count);DEVICE_ATTR(val, S_IRUGO | S_IWUSR, hello_val_show, hello_val_store);

定义传统的设备文件访问方法,主要是定义hello_open、hello_release、hello_read和hello_write这四个打开、释放、读和写设备文件的方法:

可以一个人,可以几个人,一起放松那劳累的心情或者劳累自己的身体,

在Ubuntu上为Android系统编写Linux内核驱动程序(老罗学习笔记1

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