Android通过JNI调用驱动程序
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### Android通过JNI调用驱动程序 #### 背景与目的 在Android系统中,Java层主要用于编写应用程序的用户界面及逻辑处理,而系统级或性能敏感的操作则通常由C/C++实现。本地代码可以通过JNI (Java Native Interface) 与Java层进行交互,这种架构设计不仅提高了系统的可维护性,也使得开发者能够更好地利用硬件资源。 本篇内容旨在详细介绍如何通过JNI技术调用底层驱动程序,从而实现对硬件设备的控制。具体来说,我们将通过一个简单的示例——控制LED灯的开关状态——来展示整个过程。这对于希望深入了解Android底层机制以及驱动程序开发的读者而言,将是一次非常有价值的学习经历。 #### 示例概述 本示例中,我们将假设已经存在一个用于控制LED灯的驱动程序,并创建了一个设备节点`/dev/vib`。通过对此节点执行`open`、`read`、`write`和`ioctl`等操作,我们可以控制LED灯的开关状态。这里的关键在于如何通过JNI在Java层调用这些C/C++函数来完成硬件操作。 #### 开发环境 1. **Ubuntu下的NDK编译环境**:用于编译C/C++代码。 2. **Eclipse开发环境**:用于编写Java层的应用程序。 #### 编写JNI模块 1. **创建项目结构** 在源代码文件夹下创建一个新的文件夹`LEDSJNI`。 2. **编写C/C++源代码** 在`LEDSJNI/jni/`目录下,创建名为`vib-jni.c`的文件,其中包含了主要的C/C++函数定义。这些函数将被Java层调用,并执行具体的硬件操作。 ```c #include <string.h> #include <jni.h> #include <fcntl.h> #include <android/log.h> #define LOG_TAG "vib-jni" #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__) #define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__) #define DEVICE_NAME "/dev/vib" static int fd; // Java接口函数 static jstring Java_com_auly_control_vibClass_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz) { return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI -- Peter for vib!"); } static jint Java_com_auly_control_vibClass_Init(JNIEnv *env) { LOGE("vibClass_Init()\n"); fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR); LOGE("vibClass_Init()->fd=%d\n", fd); if (fd == -1) { LOGE("open device %s error\n", DEVICE_NAME); return 0; } else { return 1; } } static jint Java_com_auly_control_vibClass_IOCTLVIB(JNIEnv *env, jobject thiz, jint controlCode) { int CTL_CODE = controlCode; LOGE("IOCTLVIB()=%x -- vibClass_IOCTLVIB\n", CTL_CODE); switch (CTL_CODE) { case 0x11: // VIB_ON ioctl(fd, 0x11); // 假设这里的数字代表打开LED灯 break; case 0x22: // VIB_OFF ioctl(fd, 0x22); // 假设这里的数字代表关闭LED灯 break; default: break; } return 1; } ``` 3. **配置Android.mk文件** 同样在`LEDSJNI/jni/`目录下,创建名为`Android.mk`的文件,用于指定编译规则和配置。 ```makefile LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := vib-jni LOCAL_SRC_FILES := vib-jni.c LOCAL_CFLAGS := -Werror LOCAL_LDLIBS := -llog -lGLESv2 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) ``` 注意,在`LOCAL_LDLIBS`中添加了`-llog`,以便能够使用`__android_log_print`函数进行日志输出。 4. **编译JNI模块** 使用以下命令进入`LEDSJNI`目录,并编译JNI模块: ```bash cd /home/workspace/android-ndk-r4b/sources/LEDSJNI ndk-build ``` 5. **集成到Android项目中** 将编译好的`.so`文件加入到项目的`libs`目录中,并在Java代码中声明相应的JNI方法。 6. **编写Java层代码** 在Java层,你需要定义与C/C++函数对应的`native`方法,并通过JNI调用它们。 ```java public class VibControl { static { System.loadLibrary("vib-jni"); } public native String stringFromJNI(); public native int init(); public native int ioctlVib(int controlCode); } ``` 7. **测试** 在实际应用中,你可以通过调用上述Java方法来控制LED灯的状态。例如,在Activity中调用`init()`初始化设备,然后通过`ioctlVib()`来控制LED灯的开关。 #### 总结 通过上述步骤,我们成功实现了通过JNI在Android系统中调用底层驱动程序的功能。这种方法不仅为开发者提供了灵活的编程方式,同时也极大地提升了应用程序的性能和稳定性。对于那些需要访问特定硬件资源或进行高性能计算的应用而言,这种方式无疑是最佳选择之一。
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