Android系统篇之—-编写简单的驱动程序并且将其编译到内核源码中

Posted 2020-09-05 请给我倒杯茶

本文转载自：大神

通过之前的一篇文章，我们了解了 Android中的Binder机制和远程服务调用 在这篇文章中主要介绍了android中的应用在调用一些系统服务的时候的原理，那么接下来就继续来介绍一下如何通过编译Android源码来手动添加一个系统服务，让编译之后的Android系统中存在我们的这个服务，每个应用都可以调用。但是本文得先介绍一下如何编写一个简单的驱动程序，先介绍了驱动程序，然后在通过JNI让framework层访问这个驱动程序，在通过注册服务来封装这个功能，最后在把这个服务添加到系统中，实现上层应用通过访问这个服务来操作驱动，当然你必须要掌握和了解 Android中如何编译源码 如果没有编译过Android源码的话，下面的内容将会看的很吃力的。

声明：本文内容参考罗升阳的书籍：《Android系统源代码情景分析》 如果想了解更详细的内容非常建议购买此书

非常感谢罗神的这本书，给我带来很多未知的知识，大神的博客地址：http://blog.csdn.net/luoshengyang

一、编写内核驱动小程序

这里不会介绍内核驱动小程序内容，因为没什么好说的，就是Linux系统api，然后在了解一下驱动的概念即可。这里主要介绍操作步骤，关于代码后面我会给出下载地址，感兴趣的同学可以自己详细看一下。

第一步：进入源码内核目录创建驱动程序目录

cd kernel/drivers

在这个目录中，我们新建一个我们自己的驱动目录freg：

看到这个目录中有很多系统的驱动程序。然后就在这个freg目录中编写驱动程序：

这里的freg.c就是驱动程序，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。

第二步：配置驱动程序编译信息

在freg目录中新增Kconfig和Makefile两个文件，其中Kconfig是在编译前执行配置命令make menuconfig时用到的：

而Makefile是执行编译命令make是用到的：

第三步：将驱动程序到系统配置中

上面配置完了驱动程序自身的编译信息，如果想把这个驱动程序编译到内核中，还需要配置内核信息，修改arch/arm/Kconfig和drivers/kconfig两个文件，在menu “Device Drivers”和endmenu之间添加一行：

source “drivers/hello/Kconfig”

  
这样，执行make menuconfig时，就可以配置hello模块的编译选项了。修改drivers/Makefile文件，添加一行：

第四步：编译内核驱动

在内核目录下运行命令：make menuconfig

“Device Drivers” => “First Android Drivers”选项，设置为y：

这样就编译驱动程序成功了，下面就开始编译内核源码

第五步：启动模拟器检查驱动程序

到源码的根目录中，运行命令：emulator -kernel ./kernel/common/arch/arm/boot/zImage &

有的同学可能会遇到这个错误，不过没关系，咋们在运行一下脚本文件：

如果运行成功的话，就可以看到模拟器了：

这时候，我们使用adb shell命令查看驱动程序的功能：

首先驱动程序肯定是存放在/dev目录中的，如果要进行操作驱动程序，需要到/proc目录中找到指定驱动程序，然后可以使用echo命令写入数据，cat命令读取数据。

到这里，我们就成功的编写了虚拟驱动程序，并且编译到内核中，通过命令访问也是测试通过了。这里采用的是系统提供的方法和驱动程序进行交互，也就是通过proc文件系统和devfs文件系统的方法。

二、编写内核驱动访问程序

有了上面的驱动程序内容，下面为了更好的方便操作这个驱动，我们可以在编写一个简单的C语言来直接访问这个驱动，而操作驱动的方法也很简单，使用open方法即可。

第一步：建立系统程序目录

进入/external/目录，新建一个freg程序目录：

第二步：编写操作驱动程序

这里的代码比较简单，在main函数中直接使用open打开驱动，然后就可以直接读写操作了

第三步：建立编译脚本，然后编译程序

在程序的同一目录下，创建编译脚本：Android.mk文件

参照如何单独编译Android源代码中的模块一文，使用mmm命令进行编译：
mmm ./external/freg
编译成功后，就可以在out/target/product/gerneric/system/bin目录下，看到可执行文件hello了。
重新打包Android系统文件system.img：
make snod
这样，重新打包后的system.img文件就包含刚才编译好的hello可执行文件了。

 

第四步：运行模拟器

运行模拟器的命令上面已经介绍了，这里就不在演示了，运行成功之后，就可以使用/system/bin/hello可执行程序来访问Linux内核驱动程序：

系统命令都是存放在/system/bin目录下的，我们可以看到找到我们编译的读取驱动的系统命令程序freg，然后可以运行这个程序进行驱动的读写操作了。到此就完成了使用C程序来操作驱动了。

项目案例代码：http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9642364

三、总结

本文介绍了如何通过编译Android内核源码，来手动的编写一个简单的虚拟驱动程序，然后在写一个简单的C程序访问这个驱动，后续将会介绍如何在Framework层通过JNI来访问这个驱动。