android设备驱动步骤实例

### Android设备驱动步骤实例 #### 一、理解Android硬件抽象层(HAL)及其实现原理 Android硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，简称HAL），主要目的是为了隔离Android系统与具体的硬件设备之间的差异，使得Android系统能够更加灵活地适应不同的硬件平台。HAL的主要作用在于将Linux内核中的驱动程序进行封装，向上层应用提供了统一的接口，同时又能够屏蔽底层硬件的具体实现细节。 1. **用户空间与内核空间分离**： - **用户空间**：硬件抽象层位于此层，其功能主要是提供给上层应用或框架调用的API，实现对硬件的高级控制。 - **内核空间**：包含Linux内核驱动程序，负责直接与硬件交互，实现基本的硬件操作。 2. **为何需要这样的分层设计**： - **商业保护**：避免公开硬件驱动程序导致的商业秘密泄露。由于Linux内核遵循GNU许可，这意味着任何基于Linux内核的产品都需要公开其源代码。而Android的HAL遵循Apache许可，无需公开源代码，从而可以保护硬件相关的实现细节。 - **灵活性与可移植性**：这种设计使得Android可以在多种硬件平台上运行，只需修改HAL层即可适应新的硬件特性，而无需修改内核或应用层。 3. **Android HAL与Linux内核的关系**： - **兼容性问题**：因为HAL的存在，Android系统无法直接集成到Linux内核主线中。这导致Android的硬件支持相对独立，降低了系统的开放性。 #### 二、Android HAL的学习计划与步骤 在学习Android HAL的过程中，主要包括以下六个方面的内容： 1. **编写硬件驱动程序**：了解如何在Android内核源代码工程中编写硬件驱动程序，这是基础也是关键一步。 2. **添加C可执行程序**：学会如何在Android系统中增加C可执行程序来访问硬件驱动程序。这一步是为了验证硬件驱动程序是否正确工作。 3. **增加接口模块**：在HAL中增加接口模块，以便于上层应用通过这些接口访问硬件。 4. **编写JNI方法**：实现Java Native Interface (JNI)，使得可以通过Java接口来访问硬件。这是为了让应用程序可以直接调用硬件接口。 5. **增加硬件服务接口**：在应用程序框架层增加硬件服务接口，使得应用程序可以通过这些接口轻松访问硬件。 6. **编写APP访问硬件服务**：最终目标是编写应用程序，通过应用程序框架层提供的服务接口来访问硬件。 #### 三、编写Android内核驱动程序示例 为了便于理解，这里使用一个虚拟的硬件设备作为示例，该设备具有一个4字节的寄存器，可以读写。 1. **准备开发环境**： - 首先按照相关文章指导在Ubuntu环境下下载、编译和安装Android最新的源代码和内核源代码。 - 进入到`kernel/common/drivers`目录，创建一个新的目录`hello`用于存放驱动程序文件。 2. **创建驱动程序文件**： - 在`hello`目录中创建`hello.h`文件，并开始定义驱动程序相关的头文件和宏定义等。 ```c #ifndef _HELLO_ANDROID_ #define _HELLO_ANDROID_ // 定义设备的基本属性，如设备名、设备号等 #define DEVICE_NAME "hello" #define DEVICE_MAJOR 240 ... ``` - 接下来创建`hello.c`文件，实现驱动程序的核心功能，如设备注册、打开、关闭、读写等操作。 3. **编译和测试驱动程序**： - 修改Makefile文件，将`hello.c`加入到编译列表中。 - 使用`make`命令编译驱动程序。 - 将编译后的模块加载到内核中进行测试。 通过以上步骤，我们可以学习到如何在Android系统中添加并实现硬件驱动程序的基础知识和技术细节。这不仅有助于理解Android系统的工作原理，还能够帮助开发者更好地掌握硬件开发技巧，提高Android应用程序的性能和兼容性。