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Android系统编写Linux内核驱动程序android手机驱动「Android系统编写Linux内核驱动程序」
发布时间:2025-02-14        浏览次数:2        返回列表


 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。想起我们第一次学习程序语言时,都喜欢用“Hello, World”作为例子,这里,我们就把这个虚拟的设备命名为“hello”,而这个内核驱动程序也命名为hello驱动程序。其实,Android内核驱动程序和一般Linux内核驱动程序的编写方法是一样的,都是以Linux模块的形式实现。不过,这里我们还是从Android系统的角度来描述Android内核驱动程序的编写和编译过程。

一. 准备好Android内核驱动程序开发环境。

二. 进入到kernel/common/drivers目录,新建hello目录

             cd kernel/common/drivers

             mkdir hello

三. 在hello目录中增加hello.h文件

 

 这个头文件定义了一些字符串常量宏,在后面我们要用到。此外,还定义了一个字符设备结构体hello_android_dev,这个就是我们虚拟的硬件设备了,val成员变量就代表设备里面的寄存器,它的类型为int,sem成员变量是一个信号量,是用同步访问寄存器val的,dev成员变量是一个内嵌的字符设备,这个Linux驱动程序自定义字符设备结构体的标准方法。


四.在hello目录中增加hello.c文件,这是驱动程序的实现部分。

   驱动程序的功能主要是向上层提供访问设备的寄存器的值,包括读和写。这里,提供了三种访问设备寄存器的方法,一是通过proc文件系统来访问,二是通过传统的设备文件的方法来访问,三是通过devfs文件系统来访问。下面分段描述该驱动程序的实现。

   首先是包含必要的头文件和定义三种访问设备的方法

 

  定义传统的设备文件访问方法,主要是定义hello_open、hello_release、hello_read和hello_write这四个打开、释放、读和写设备文件的方法

 

定义通过devfs文件系统访问方法,这里把设备的寄存器val看成是设备的一个属性,通过读写这个属性来对设备进行访问,主要是实现hello_val_show和hello_val_store两个方法,同时定义了两个内部使用的访问val值的方法__hello_get_val和__hello_set_val

 

  定义通过proc文件系统访问方法,主要实现了hello_proc_read和hello_proc_write两个方法,同时定义了在proc文件系统创建和删除文件的方法hello_create_proc和hello_remove_proc

 
 最后,定义模块加载和卸载方法,这里只要是执行设备注册和初始化操作

 

五.在hello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

       Kconfig文件的内容:

           config HELLO
                tristate "First Android Driver"
                default n
                help
                This is the first android driver.
      Makefile文件的内容:
            obj-$(CONFIG_HELLO) += hello.o
      在Kconfig文件中,tristate表示编译选项HELLO支持在编译内核时,hello模块支持以模块、内建和不编译三种编译方法,默认是不编译,因此,在编译内核前,我们还需要执行make menuconfig命令来配置编译选项,使得hello可以以模块或者内建的方法进行编译。
      在Makefile文件中,根据选项HELLO的值,执行不同的编译方法。

六. 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。. 
七. 修改drivers/Makefile文件,添加一行
        obj-$(CONFIG_HELLO) += hello/

八. 配置编译选项
         make menuconfig
        找到"Device Drivers" => "First Android Drivers"选项,设置为y。
        注意,如果内核不支持动态加载模块,这里不能选择m,虽然我们在Kconfig文件中配置了HELLO选项为tristate。要支持动态加载模块选项,必须要在配置菜单中选择Enable loadable module support选项;在支持动态卸载模块选项,必须要在Enable loadable module support菜单项中,选择Module unloading选项。
九. 编译
        编译成功后,就可以在hello目录下看到hello.o文件了,这时候编译出来的zImage已经包含了hello驱动。
十. 运行新编译的内核文件,验证hello驱动程序是否已经正常安装
         进入到dev目录,可以看到hello设备文件
        root@android:/ # cd dev
        root@android:/dev # ls
         进入到proc目录,可以看到hello文件
        root@android:/ # cd proc
        root@android:/proc # ls
         访问hello文件的值
        root@android:/proc # cat hello
        0
        root@android:/proc # echo '5' > hello
        root@android:/proc # cat hello
        5
         进入到sys/class目录,可以看到hello目录
        root@android:/ # cd sys/class
        root@android:/sys/class # ls
         进入到hello目录,可以看到hello目录
        root@android:/sys/class # cd hello
        root@android:/sys/class/hello # ls
         进入到下一层hello目录,可以看到val文件
        root@android:/sys/class/hello # cd hello
        root@android:/sys/class/hello/hello # ls
        访问属性文件val的值
        root@android:/sys/class/hello/hello # cat val
        5
        root@android:/sys/class/hello/hello # echo '0'  > val
        root@android:/sys/class/hello/hello # cat val
        0
         至此,我们的hello内核驱动程序就完成了,并且验证一切正常。这里我们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,下一篇文章中,我们将通过自己编译的C语言程序来访问/dev/hello文件来和hello驱动程序交互。