Android平台下驱动的开发及测试框架概述（三）

最新推荐文章于 2023-10-14 14:23:13 发布

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分类专栏： Linux/android驱动文章标签： JNI android平台 Hal java frameworks

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u010177751/article/details/38544521

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本文详细介绍了在Android系统中，如何通过JNI方法让Java应用程序调用硬件抽象层（HAL）接口。首先，展示了在`com_android_server_FregService.cpp`中实现JNI方法的过程；接着，说明了如何在`onload.cpp`中注册这些JNI方法，并在`Android.mk`中编译集成。通过这些步骤，实现了Java层对硬件服务的访问，为Android应用提供硬件访问能力。

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为Android硬件抽象层（HAL）模块编写JNI方法提供Java访问硬件服务接口

在上两篇文章中，我们介绍了如何为Android系统的硬件编写驱动程序，包括如何在Linux内核空间实现内核驱动程序和在用户空间实现硬件抽象层接口。实现这两者的目的是为了向更上一层提供硬件访问接口，即为Android的Application Frameworks层提供硬件服务。我们知道，Android系统的应用程序是用Java语言编写的，而硬件驱动程序是用C语言来实现的，那么，Java接口如何去访问C接口呢？众所周知，Java提供了JNI方法调用，同样，在Android系统中，Java应用程序通过JNI来调用硬件抽象层接口。在这一篇文章中，我们将介绍如何为Android硬件抽象层接口编写JNI方法，以便使得上层的Java应用程序能够使用下层提供的硬件服务。

代码结构：

Alps/frameworks/base/services/jni

----com_android_server_FregService.cpp

----onload.cpp

----Android.mk

1:在com_android_server_FregService.cpp文件中，实现JNI方法。注意文件的命令方法，com_android_server前缀表示的是包名，表示硬件服务FregService是放在frameworks/base/services/java目录下的com/android/server目录的，即存在一个命令为com.android.server.FregService的类。这里，我们暂时略去FregService类的描述，在下一篇文章中，我们将回到FregService类来。简单地说，FregService是一个提供Java接口的硬件访问服务类。

接下来先看com_android_server_FregService.cpp：

#define LOG_TAG "FregServiceJNI"

#include "jni.h"
#include "JNIHelp.h"
#include "android_runtime/AndroidRuntime.h"

#include <utils/misc.h>
#include <utils/Log.h>
#include <hardware/hardware.h>
#include <hardware/freg.h>

#include <stdio.h>

namespace android
{
	static void freg_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint ptr, jint value) {
		freg_device_t* device = (freg_device_t*)ptr;
		if(!device) {
			LOGE("Device freg is not open.");
			return;
		}	
	
		int val = value;

		LOGI("Set value %d to device freg.", val);
		
		device->set_val(device, val);
	}

	static jint freg_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint ptr) {
		freg_device_t* device = (freg_device_t*)ptr;
		if(!device) {
			LOGE("Device freg is not open.");
			return 0;
		}

		int val = 0;

		device->get_val(device, &val);
		
		LOGI("Get value %d from device freg.", val);
	
		return val;
	}

	static inline int freg_device_open(const hw_module_t* module, struct freg_device_t** device) {
		return module->methods->open(module, FREG_HARDWARE_DEVICE_ID, (struct hw_device_t**)device);
	}
	
	static jint freg_init(JNIEnv* env, jclass clazz) {
		freg_module_t* module;
		freg_device_t* device;
		
		LOGI("Initializing HAL stub freg......");

		if(hw_get_module(FREG_HARDWARE_MODULE_ID, (const struct hw_module_t**)&module) == 0) {
			LOGI("Device freg found.");
			if(freg_device_open(&(module->common), &device) == 0) {
				LOGI("Device freg is open.");
				return (jint)device;
			}

			LOGE("Failed to open device freg.");
			return 0;
		}

		LOGE("Failed to get HAL stub freg.");

		return 0;		
	}

	static const JNINativeMethod method_table[] = {
		{"init_native", "()I", (void*)freg_init},
		{"setVal_native", "(II)V", (void*)freg_setVal},
		{"getVal_native", "(I)I", (void*)freg_getVal},
	};

	int register_android_server_FregService(JNIEnv *env) {
    		return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/FregService", method_table, NELEM(method_table));
	}
};

注意:

在Freg_init函数中，通过Android硬件抽象层提供的hw_get_module方法加载模块ID为FREG_HARDWARE_MODULE_ID的硬件抽象块，FREG_HARDWARE_MODULE_ID是在<hardware/Freg.h>中定义的。硬件抽象层根据FREG_HARDWARE_MODULE_ID的值在Android系统的/system/lib/hw目录中找到相应的模块，然后加载起来，并且返回hw_module_t接口给调用者使用。jniRegisterNativeMethods函数中，第二个参数的值必须对应FregService所在的包的路径，即com.android.server.FregService。

2:修改同目录下的onload.cpp文件，首先在namespace android增加register_android_server_FregService函数声明：

namespace android {
int register_android_server_AlarmManagerService(JNIEnv* env);
int register_android_server_BatteryService(JNIEnv* env);
int register_android_server_InputApplicationHandle(JNIEnv* env);
int register_android_server_InputWindowHandle(JNIEnv* env);
int register_android_server_InputManager(JNIEnv* env);
int register_android_server_LightsService(JNIEnv* env);
int register_android_server_PowerManagerService(JNIEnv* env);
int register_android_server_SerialService(JNIEnv* env);
int register_android_server_UsbDeviceManager(JNIEnv* env);
int register_android_server_UsbHostManager(JNIEnv* env);
int register_android_server_VibratorService(JNIEnv* env);
int register_android_server_SystemServer(JNIEnv* env);
int register_android_server_location_GpsLocationProvider(JNIEnv* env);
int register_android_server_connectivity_Vpn(JNIEnv* env);
int register_android_service_PerfService(JNIEnv* env);
int register_android_server_FregService(JNIEnv* env);
#if defined (MTK_AAL_SUPPORT)
int register_android_server_DisplayPowerController(JNIEnv* env);
#endif
};

在JNI_onLoad增加register_android_server_FregService函数调用：

extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = -1;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        ALOGE("GetEnv failed!");
        return result;
    }
    ALOG_ASSERT(env, "Could not retrieve the env!");

    register_android_server_PowerManagerService(env);
    register_android_server_SerialService(env);
    register_android_server_InputApplicationHandle(env);
    register_android_server_InputWindowHandle(env);
    register_android_server_InputManager(env);
    register_android_server_LightsService(env);
    register_android_server_AlarmManagerService(env);
    register_android_server_BatteryService(env);
    register_android_server_UsbDeviceManager(env);
    register_android_server_UsbHostManager(env);
    register_android_server_VibratorService(env);
    register_android_server_SystemServer(env);
    register_android_server_location_GpsLocationProvider(env);
    register_android_server_connectivity_Vpn(env);
    register_android_service_PerfService(env);
    register_android_server_FregService(env);
#if defined (MTK_AAL_SUPPORT)
    register_android_server_DisplayPowerController(env);
#endif
    return JNI_VERSION_1_4;
}

这样，在Android系统初始化时，就会自动加载该JNI方法调用表。

3:修改同目录下的Android.mk文件，在LOCAL_SRC_FILES变量中增加一行：

LOCAL_SRC_FILES:= \
    com_android_server_AlarmManagerService.cpp \
    com_android_server_BatteryService.cpp \
    com_android_server_input_InputApplicationHandle.cpp \
    com_android_server_input_InputManagerService.cpp \
    com_android_server_input_InputWindowHandle.cpp \
    com_android_server_LightsService.cpp \
    com_android_server_power_PowerManagerService.cpp \
    com_android_server_SerialService.cpp \
    com_android_server_SystemServer.cpp \
    com_android_server_UsbDeviceManager.cpp \
    com_android_server_UsbHostManager.cpp \
    com_android_server_VibratorService.cpp \
    com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp \
    com_android_server_connectivity_Vpn.cpp \
    com_android_server_FregService.cpp \

4 : 编译和重新打包 system.img ：

./mk mm /frameworks/base/services/jni

./mk snod

这样，重新打包的system.img镜像文件就包含我们刚才编写的JNI方法了，也就是我们可以通过Android系统的Application Frameworks层提供的硬件服务FregService来调用这些JNI方法，进而调用低层的硬件抽象层接口去访问硬件了。

接下来介绍：

Android平台下驱动的开发及测试框架概述（四）

为Android系统的Application Frameworks层增加硬件访问服务