Android系統下CAN總線驅動程序的設計與實現
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3．2 Linux中CAN驅動程序實現
針對MCP2515控制器，在Linux kernel設計中采用字符設備驅動開發的形式。驅動初始化函數staticint_init MCP2515_init()，首先通過ioremap()函數將S5PV210的SPI寄存器的物理地址映射到內核空間，這樣才可以在驅動程序中訪問和配置S5PV210的SPI寄存器。在正確配置S5PV210的SPI寄存器后，通過register_chrdev()函數為MCP2515注冊設備驅動，分配主設備號，這樣在設備文件目錄中創建對應的設備文件后，就可以用Linux的系統函數操作MCP2515了。而分配內存部分放在probe()函數中完成，分配空間包括為設備數據結構以及其內部的接收發送緩沖區動態分配空間。同時在probe()還需要完成申請中斷工作，并初始化中斷處理隊列，在中斷處理隊列中讀取CANINTF寄存器，判斷是接收／發送中斷的哪一個緩沖器，或者說是錯誤中斷最后通過enable_irq()函數使能S5PV210相應的中斷引腳。
(1)MCP2515初始化。在實現了SPI的加載和聲明后，就可以利用SPI寫命令對MCP2515進行初始化。MCP2515的初始化過程為：首先將CAN控制寄存器CANCTRL的REQOP2：0>位設置為‘100’進入配置模式，所有錯誤計數器被清零，進入配置模式后設置波特率，禁止所有中斷，設置濾波器，清除發送接收緩存，打開中斷，完成MCP2515的初始化。MCP2515初始化過程如圖5所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/148042.htm
(2)MCP2515中斷方式。由于CAN總線接收數據時必須與系統以中斷方式交換數據，所以必須注冊中斷。使用的中斷函數有request_irq()，free_irq()，enable_irq()和disable_irq()，其中函數request_irq()是給定的中斷源裝載中斷處理程序；enable_irq()調用中斷控制函數使給定的中斷鏈有效；free_irq()釋放分配給已定中斷的內存；disable_irq()使定義中斷鏈失效。具體代碼為request_irq(irq_EINTO mcp2515_int，IRQF_DISABLED，device_name，NULL)；其中函數request_irq()的第1個參數是設備申請的中斷號；第2個參數是向系統注冊的中斷處理函數；第3個參數是中斷處理的屬性，IRQF_DISABLED表示中斷處理程序是一個快速中斷處理程序，被調用時屏蔽所有中斷；第4個參數是中斷的設備名稱；第5個參數是申請時通知系統的設備標志，該函數返回值為0表示申請成功，返回負數表示失敗，這樣當中斷發生時，在中斷處理函數mcp2515_int()中讀取CAN狀態寄存器CANSTAT，判斷RXB0是否裝入報文，如果是則把報文通過SPI接收數據寄存器讀取到buff er中，等待系統函數CAN_Read()讀取。
(3)MCP2515驅動程序的核心文件結構file_operations。CAN總線應用程序通過file_operations數據結構訪問CAN設備驅動函數，／kem el／linux／fs．h>對file_operations數據結構中的各個變量做了詳解。內核可以通過文件結構來訪問驅動程序的函數，實現系統調用。
CAN應用程序可以通過系統函數read()和write()實現讀取和寫入相應的數據，open()函數中完成設備的打開，close()函數中完成注銷設備的工作，ioctl()函數中需要完成MCP2515控制器的初始化工作：設置控制器的工作模式、設置控制總線的波特率、清空發送緩沖區和接收緩沖區等。
3．3 CAN驅動編譯
(1)將寫好的驅動源文件拷貝到／kernel／drivers／char／下，并打開Kconfig添加如下代碼：
config S5pv210_CAN
tristate“S5pv210 can controller driver”
depends on ARCH_S5pv210
help
This option enable support for CAN
(2)在／kernel／drivers／char／Makefile文件的適當位置添加如下代碼：
obj-$(CONFIG_S5pv210_CAN)+=S5pv210-can．o
(3)添加can功能。在／kernel／下make menuconfig DeviceDrivers→Characterdevices→M>S5pv210 cancontroller driver動態加載CAN驅動并保存退出。
(4)重新編譯內核。在終端進入／kernel／目錄，執行make命令后在／kernel／drivers／char／下找到S5pv210_can．o，此為Linux kernel層生成的CAN設備驅動文件，kernel層驅動向下直接操作硬件，向上層也就是HAL層，提供／dev／can設備節點文件，提供驅動接口unclocked_ioctl()函數。
4 Android HAL層的調用
CAN驅動程序在Android系統下的實現，硬件抽象層(HAL)的調用是關鍵。將Android系統移植到其他硬件平臺或在Android系統中添加新硬件支持時，都需要對Android HAL層進行移植或實現在libhardware接口的頭文件hardware．h中，定義了HAL實現過程中的3個通用結構體struct hw_module_t、struct hw_module_methods_t和struct hw_device_tostruct hw modules_methods_t用來表示一個模塊表示方法，結構體中只包含了打開模塊的函數指針。struethw_module_t用來定義一個硬件模塊的信息，具體的硬件模塊中，需要“繼承”這個結構體。st ruct hw_device_t用來表示一個硬件設備，在一個硬件模塊中可以同時包含多個硬件設備。在一個模塊的HAL層開發中，具體的硬件調用流程為：(1)通過ID得到硬件模塊。(2)從硬件模塊得到hw_modules_t，打開得到硬件設備hw_device_t。(3)調用hw_device_t中的各個方法。(4)通過hw_device_t的close關閉設備。
Android系統下CAN模塊的實現在完成SPI總線和：MCP2515控制器的驅動后必須實現Android HAL層的調用。CAN總線的HAL層調用流程如圖6所示。
編寫HAL層使用struet hw_module_t、struct hw_module_methods_t和struct hw_device_t 3個結構體來設置對CAN模塊的操作方法；JNI層主要完成對HAL層提供的硬件操作方法的注冊，JNI通過CAN_HARDWARE_MODULE_ID找到對應的stub，使Framework層可以使用這些方法；Setv ice層主要聲明了JNI可以提供的方法，加載libcan_runtime．so，加載時會調用JNI層的JNI_OnLoad，這樣JNI中的方法可以被 Service調用；編寫App應用程序，使App直接調用service，完成Android HAL層的調用。之后將can文件夾放到系統development目錄下。
配置環境變量執行．．／build／envsetup．sh。然后執行mmm development／can編譯文件。最后，重新編譯內核，生成鏡像文件，下載并運行操作系統。此時，CAN總線驅動程序將會加載，這樣就實現了Android系統下CAN控制器MCP2515驅動程序的開發。
5 結束語
在分析Android驅動原理的基礎上，介紹了CAN總線在Android下的實現流程，并添加了CAN驅動程序在嵌入式操作系統Android中，對其他Android平臺非標準設備驅動程序的開發有一定的借鑒作用。
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