基于安卓的非標準驅(qū)動程序設(shè)計
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從LED控制功能的架構(gòu)來分，整個功能可以分成五個模塊：LED驅(qū)動模塊、LED Stub模塊、LED本地服務(wù)模塊、LED服務(wù)管理模塊和LED應(yīng)用模塊。
2.2 HAL中的Stub的設(shè)計與實現(xiàn)
圖4是LED Stub的實現(xiàn)過程。LED Stub是硬件抽象層中LED控制的代理，當LED控制的本地服務(wù)需要調(diào)用LED Stub時,通過函數(shù)hw_get_module( )結(jié)合LED Stub的模塊ID向HAL申請LED Stub，本地服務(wù)獲得Stub對象后，可以把Stub看作一個抽象硬件進行操作。
下面是定義LED Stub的HAL結(jié)構(gòu)體：
struct led_module_t {
struct hw_module_t common;
}
struct led_module_t {
struct hw_module_t common;
int fd;
int(*ns_set_on)(struct led_control_device_t*dev,int32_t led);
int(*ns_set_off)(struct led_control_device_t*dev,int32_t led);
}
將結(jié)構(gòu)體led_module_t初始化一個實例名為HAL_MODULE_INFO_SYM，這個名稱不能修改，實例里包含了Stub的模塊信息，主要包括：
tag：標記了結(jié)構(gòu)體的類型，這里的值為HARDWARE_MODULE_TAG；
id：LED Stub的模塊ID，在本地服務(wù)向HAL獲取Stub時調(diào)用的函數(shù)hw_get_module()中，通過這里的id查找LED Stub；
methods：是結(jié)構(gòu)體hw_module_methods_t的實例，為HAL定義回調(diào)函數(shù)open()。
這里的open()函數(shù)是一個必須實現(xiàn)的回調(diào)函數(shù)接口，在本地服務(wù)獲得Stub對象后調(diào)用，它負責申請結(jié)構(gòu)體led_control_device_t的空間，填充信息，注冊具體操作的回調(diào)函數(shù)接口并打開LED驅(qū)動。
結(jié)構(gòu)體led_control_device_t繼承了hw_device_t，在open()函數(shù)調(diào)用時填充的主要信息包括：
tag：結(jié)構(gòu)體的類型，這里的值為HARDWARE_DEVICE_TAG；
module：Stub的模塊,也就是實例HAL_MODULE_INFO_SYM中的hw_module_t部分；
close：釋放LED Stub的回調(diào)函數(shù)；
fd：打開設(shè)備驅(qū)動文件返回的文件描述符；
ns_set_on：打開LED燈的回調(diào)函數(shù)指針；
ns_set_off：關(guān)閉LED燈的回調(diào)函數(shù)指針。
回調(diào)函數(shù)指針“*ns_set_on”和“*ns_set_off”分別指向?qū)崿F(xiàn)函數(shù)hal_ led_on()和hal_led_off()，在實現(xiàn)函數(shù)中通過系統(tǒng)調(diào)用ioctl()對LED燈進行開關(guān)控制。
2.3 硬件控制服務(wù)的JNI實現(xiàn)
LED控制本地庫編譯后為“l(fā)ibled.so”保存在Android文件系統(tǒng)的“/sysem/lib/”目錄下面，LED控制服務(wù)的Android進程運行后由虛擬機實例裝入本地庫，具體實現(xiàn)過程如圖5所示。
LED控制服務(wù)調(diào)用System.load()函數(shù)，它的虛擬機實例就會裝入LED控制本地庫，虛擬機會首先調(diào)用 JNI_OnLoad()函數(shù)完成：
(1) 把虛擬機環(huán)境信息保存到本地庫的一個結(jié)構(gòu)體“JNIEnv”的實例中；
(2) 建立一個應(yīng)用層中的LED控制服務(wù)與本地庫的JNI函數(shù)表；
(3) 返回虛擬機本地庫使用的JNI版本。
加載完后，應(yīng)用層中的LED控制服務(wù)就可以通過虛擬機中的JNI函數(shù)表把運行的Java函數(shù)轉(zhuǎn)換為本地函數(shù)執(zhí)行。在LED控制服務(wù)類中定義有JNI函數(shù)的方式,例如下面的代碼段：
public final class LedService extends IledService.Stub {
…….
static {
System.load(“/system/lib/libled.so”);
}
……
private static native boolean as_init();
private static native boolean as_set_on(int led);
private static native boolean as_set_off(int led);
}
本文的研究工作是在S3C2440開發(fā)板上進行的，以給開發(fā)板上的LED燈增加驅(qū)動程序為例，展示了一種為Android平臺非標準硬件增加驅(qū)動程序的設(shè)計方案，對于實現(xiàn)其他設(shè)備的驅(qū)動具有一定的借鑒意義。由于各種硬件設(shè)備及其接口差異較大，本文著重于驅(qū)動程序的設(shè)計方案，沒有討論相關(guān)的硬件接口驅(qū)動細節(jié)。隨著Android平臺日漸成熟以及應(yīng)用數(shù)量的增加,它在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將會更加廣泛。為Android設(shè)備編寫不同于標準Linux系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序會變得越來越多。
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