Androidアプリでカーネル駆動を起動する方法

19125 ワード

linux Android

この文は商業用途としてはいけません.勉強のためだけに使うものです.転載は出所を明記してください.http://blog.csdn.net/callon_h/articale/detail/51909169
一、Android駆動フレームを理解する:
1.方法1——Jniは下のドライバを呼び出します.
Androidフレームにc/c+++を書き込み、直接に下のlinuxドライバを呼び出し、上にjniインターフェースをアプリケーションに提供します.
長所:簡単で行いやすい;
欠点:主にドライバにあります.linuxではGPLプロトコルに従う必要があるので、オープンソースが必要です.多くのメーカーのコードはオープンソースを望まないです.
2.方法2——ハードウェアの抽象層を増やす
ドライバを二つに分けて、一部のオープンソースはカーネルにあり、一部のオープンソースはアンディフレームにあります.
二、例えばled android駆動:
ここから全体の応用フレーム層の最終層駆動の流れを見るであろう.まず、どの方法であれ、上の階層がledリソースにアクセスするために、linux駆動を実現する必要があります.
1.linuxドライバ:
linuxのキャラクターデバイスドライバの作成:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 



static struct cdev dev;
static dev_t dev_num;


#define GPM4CON 0x110002E0
#define GPM4DAT 0X110002E4

#define LED_ON _IOW('G',0,int)
#define LED_OFF _IOW('G',1,int)

static unsigned int *led_con = NULL;
static unsigned int *led_dat = NULL;


static struct class *led_class = NULL;


static long led_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
		switch(cmd)
		{
				case LED_ON:
				{
						writel(readl(led_dat)& ~(0x1<

2第一の方法を実現する:
まず、なぜjniを使うかを説明します.
1.コードの保護に基づいて、Javaは相対的に逆コンパイルされやすいですが、c/c++ライブラリの逆コンパイルは難しいです.
2.既存のオープンソースライブラリを便利に使用することができます.
3.実行効率を向上させる.
4.javaはいくつかのファイルの操作の方面で、関連しているAPIが探し出せません.このようなところのioctl.
次に、なぜndkを使いますか?
ndkは一連のツールを提供しています.開発者が素早くc/c++のダイナミックライブラリを開発するのを助けることができます.そして自動的に.soダイナミックライブラリとjavaをappkに包装します.
第一の方法の設計構想は以下の通りである.
最初のステップでjavahコマンドを使って自動的にヘッドファイルを生成するには、まずappプログラムを作成する必要がありますが、この時のアプリは完璧ではなく、あなたが欲しいnativeインターフェースを提出するだけでいいです.

package com.led.ndk.example.callon.ndk_led;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.CheckBox;

public class MainActivity extends Activity {

    private CheckBox[] Led = new CheckBox[4];
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Led[0] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led1);
        Led[1] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led2);
        Led[2] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led3);
        Led[3] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led4);
    }

    private void SendCmd(View view)
    {
        for(int i =1; i<5; i++)
        {
            if(Led[i].isChecked())
            {
                cmdLeds(1, i);
            }
            else
            {
                cmdLeds(0, i);
            }
        }
    }

    public native void cmdLeds(int cmd, int arg);
    
}

上記の簡単なアプリに基づいて、コマンドを使用します.
javah-d jni-classipathあなたのsdkディレクトリ/plotforms/あなたのプラットフォーム名/android.jar:あなたのアプリケーション/ap/build/intermediates/classis/debug/あなたのバッグ名.主類名
例えば:

javah -d jni -classpath /opt/AndroidSDK/platforms/android-23/android.jar:/home/callon/Downloads/callon_ndk_led/ndk_led/app/build/intermediates/classes/debug/ com.led.ndk.example.callon.ndk_led.MainActivity

jniフォルダが自動的に生成されます.
は、頭ファイルのcom_が含まれています.led_ドラック.example_calon_ドラック.led_MainActivity.h、ヘッダファイルが重要です.

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_led_ndk_example_callon_ndk_1led_MainActivity_cmdLeds
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

これはソースファイルを作成するために必要な方法名です.直接ソースファイルを作成します.

#include "com_led_ndk_example_callon_ndk_led_MainActivity.h"
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


#define LED_ON _IOW('G',0,int)
#define LED_OFF _IOW('G',1,int)


JNIEXPORT void JNICALL Java_com_led_ndk_example_callon_ndk_1led_MainActivity_cmdLeds
  (JNIEnv * env, jobject thiz, jint cmd, jint arg)
{
		int fd;
		int temp_cmd;
		fd = open("/dev/callon_led",O_WRONLY);
		
		if(cmd == 1)
			temp_cmd = LED_ON;
		else
			temp_cmd = LED_OFF;
			
		ioctl(fd, temp_cmd, arg);
		close(fd);
		  	
}

カーネル駆動ファイルのいくつかの操作で、Android.mkであるmakefileを作成します.

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := callon_ndk_led
LOCAL_SRC_FILES := ndk_led.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

この時、あなたのjniフォルダにはこの3つのファイルがあるはずです.jniフォルダ以外に退避して、コマンドndk-buildを使えばいいです.

callon@untu:~/Downloads/callon_ndk_led/jni$ ls
Android.mk  com_led_ndk_example_callon_ndk_led_MainActivity.h  ndk_led.c
callon@ubuntu:~/Downloads/callon_ndk_led/jni$ cd ..
callon@ubuntu:~/Downloads/callon_ndk_led$ ndk-build 
[armeabi] Compile thumb  : callon_ndk_led <= ndk_led.c
[armeabi] SharedLibrary  : libcallon_ndk_led.so
[armeabi] Install        : libcallon_ndk_led.so => libs/armeabi/libcallon_ndk_led.so
callon@ubuntu:~/Downloads/callon_ndk_led$

最終ステップ、完全アプリ:
まず、Project形式で私達のapを見にきて、そしてapp->src->mainの下で1つのディレクトリ“jniLibs”を創建します.
そして、私たち.soがいるarmeabiディレクトリをjniLibsディレクトリにコピーします.
最後に私達のアプリコードの最後に追加します.

static
    {
        system.loadLibrary("callon_ndk_led");
    }

そしてRebuild Projectでいいです.
3第二の方法を実現する:
1.HALプログラミング:
まずは安卓源コードルートディレクトリ/ハードware/libhard ware/modules/下に自分のhalコードの保存経路を作成します.例えば、led.
最終的に作成されたファイルは、安卓源コードルートディレクトリ/hardware/libhardware/modules/led_hal.cとAndroid.mkと、Androidコードのルートディレクトリ/hadware/libhardware/include/hardware/led.h.

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define LOG_TAG "callon_led"
static int fd;

static int led_close(struct hw_device_t *device)
{
	struct led_device_t* led = (struct led_device_t*)device;
	free(led);

	close(fd);
	return 0;
}

int led_on(struct led_device_t* dev,int arg)
{
	ioctl(fd,LED_ON,arg);
	return 0;
}

int led_off(struct led_device_t* dev,int arg)
{
	ioctl(fd,LED_OFF,arg);
	return 0;
}

static struct led_device_t led_dev = {
	.led_device = {
		.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG,
		.close = led_close,
	},
	.set_on = led_on,
	.set_off = led_off,
};

static int open_led(const struct hw_module_t* module, char const* name,
        struct hw_device_t** device)
{
	*device = &led_dev;
	fd = open("/dev/callon_led",O_RDWR);
	if(fd < 0)
	{
		ALOGD(LOG_TAG, "open device fail!");
		return -1;
	}
	return 0;
}

static struct hw_module_methods_t led_methods = {
    .open =  open_led,
};


struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
    .id = "led",
    .methods = &led_methods,
};

led.h

#ifndef _HARDWARE_LED_H
#define _HARDWARE_LED_H

#include 

#define LED_ON _IOW('G',0,int)
#define LED_OFF _IOW('G',1,int)

struct led_device_t {
	struct hw_device_t led_device;
	int (*set_on)(struct led_device_t* dev,int arg);//means led_number
	int (*set_off)(struct led_device_t* dev,int arg);
};



#endif  // _HARDWARE_LED_H

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := led.default

# HAL module implementation stored in
# hw/.default.so
LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
LOCAL_C_INCLUDES := hardware/libhardware
LOCAL_SRC_FILES := led_hal.c
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog
LOCAL_MODULE_TAGS := eng

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

コンパイルは安卓源コードのルートディレクトリの下で使用します.

$ . setenv
$ lunch
$ mmm hardware/libhardware/modules/led/

目に入る

target SharedLib: led.default (out/target/product/tiny4412/obj/SHARED_LIBRARIES/led.default_intermediates/LINKED/led.default.so)
target Symbolic: led.default (out/target/product/tiny4412/symbols/system/lib/hw/led.default.so)
Export includes file: hardware/libhardware/modules/led/Android.mk -- out/target/product/tiny4412/obj/SHARED_LIBRARIES/led.default_intermediates/export_includes
target Strip: led.default (out/target/product/tiny4412/obj/lib/led.default.so)
Install: out/target/product/tiny4412/system/lib/hw/led.default.so
make: Leaving directory `/opt/Tiny4412/Android/android-5.0.2'

#### make completed successfully (1 seconds) ####

はい、最後に発生したのはout/target/product/iny 4412/system/lib/hw/led.default.soです.
私たちはsystem.imgをやり直します.ここでスクリプトを通して完成します.
2.ハードウェアサービスの作成:
まず、Service Managerはアクセス衝突を解決するために存在します.Service Managerがある上に、私達の下の階は先にハードウェアサービスを作成して、Service Managerに登録しなければなりません.私達のアプリはService Managerを通じてサービスを取得し、下の階を操作することができます.
多くのディレクトリ操作に関連していますので、詳細な操作後は以下の通りです.
1.ILedService.aidlを作成する
フレームワーク/base/core/java/android/os/IVibrate Service.aidlに倣う

package android.os;

/** {@hide} */
インターフェース ILedService
{
    int LedOpen();
    int LedOn(int arg);
    int LedOff(int arg);
}

2.フレームワーク/base/Android.mkを修正する
増加

core/java/android/os/ILedService.aidl \

3.自動的にILedService.javaを生成する
mmm frame eworks/base/コンパイル自動生成out/target/common/obj/JAVA_LIBREIES/frame ework_intermediates/src/core/java/android/os/ILedService.java
4.LedService.javaを作成し、インターフェース機能を実現する.
フレームワーク/base/services/core/java/com/android/server/Vibrator Servicer.javaを模倣します.

package com.android.server;

import android.util.Slog;
import android.os.ILedService;

public class LedService extends ILedService.Stub{
    private static final String TAG = "LedService";
    
	public LedService() 
	{
		Slog.d(TAG,"LedService");
	}
    	public int LedOpen() throws android.os.RemoteException
	{
		return native_LedOpen();
	}
    	public int LedOn(int arg) throws android.os.RemoteException
	{
		return native_LedOn(arg);
	}
	public int LedOff(int arg) throws android.os.RemoteException
	{
		return native_LedOff(arg);
	}      
        
	public static native int native_LedOpen();
	public static native int native_LedOn(int arg);
	public static native int native_LedOff(int arg);
}

5.サービスをService Managerに登録する
frame eworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.javaを修正します.
vibratorの修正箇所を参考にしてください.

LedService led = null;

Slog.i(TAG, "Led Service");
            led = new LedService();
            ServiceManager.addService("led", led);

6.com_を実現するandroid_server_LedService.cpp
なぜそれが必要ですか?私たちのhalコードはjniのインターフェースを提供していませんから(ここではnative方法を提供するための新しい方法が提供されています.以前は自動的にヘッダファイルを生成してから実現します).
frame eworks/base/services/core/jni/com_android_server_Vibrate Service.cpp

/*
 * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, ソフトウェア
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

#define LOG_TAG "LedService"

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

#include 
#include 
#include 

#include 


struct led_device_t *led_dev;

namespace android
{

static jint LedOpen(JNIEnv *env, jobject clazz)
{
	hw_module_t *module;
	hw_device_t *device;	
	hw_get_module("led",(hw_module_t const **)&module);

	module->methods->open(module, NULL, &device);
	
	led_dev = (struct led_device_t*)device;
	return 0;
}

static jint LedOn(JNIEnv *env, jobject clazz, int arg)
{
	led_dev->set_on(led_dev,arg);
	return 0;
}

static jint LedOff(JNIEnv *env, jobject clazz, int arg)
{
    	led_dev->set_off(led_dev,arg);
	return 0;
}

static JNINativeMethod method_table[] = {
    { "native_LedOpen", "()I", (void*)LedOpen },
    { "native_LedOn", "(I)I", (void*)LedOn },
    { "native_LedOff", "(I)I", (void*)LedOff}
};

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

};

7.nativeインターフェースを登録する
フレームワーク/base/services/core/jni/onload.cppに追加します.

int register_android_server_LedService(JNIEnv* env);

register_android_server_LedService(env);

8.Android.mkを修正する
frame eworks/base/services/core/jni/Android.mkに自分の書いたcomを入れます.android_server_LedService.cpp

$(LOCAL_REL_DIR)/com_android_server_LedService.cpp \

9.mmm frame eworks/base/services/コンパイル

Copying: out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/services_intermediates/classes.dex
target Jar: services (out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/services_intermediates/javalib.jar)
Install: out/target/product/tiny4412/system/framework/services.jar
make: Leaving directory `/opt/Tiny4412/Android/android-5.0.2'

#### make completed successfully (50 seconds) ####

中には間違いがありました.とても言葉がありません.

make: Entering directory `/opt/Tiny4412/Android/android-5.0.2'
make: *** No rule to make target `frameworks/base/services/core/.java', needed by `out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/services.core_intermediates/classes-full-debug.jar'.  Stop.
make: Leaving directory `/opt/Tiny4412/Android/android-5.0.2'

#### make failed to build some targets (1 seconds) ####

直接に下のコンパイルをしないで、直接に間違いを報告して、とても探しにくい誤り、最後にLedService.javaのため発見します.
ファイル名にスペースがあります.
.このようなミスが発生したら、忍耐強くしなければならない.
最後に引き続き使用します.
3.アプリケーション設計:

package com.led.hal.example.callon.callonhalled;

import android.os.RemoteException;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.CheckBox;
import android.os.ILedService;
import android.os.ServiceManager;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private CheckBox[] Led = new CheckBox[4];
    private ILedService iLedService = null;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Led[0] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led1);
        Led[1] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led2);
        Led[2] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led3);
        Led[3] = (CheckBox)findViewById(R.id.checkbox_led4);
        iLedService = ILedService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("led"));
        try {
            iLedService.LedOpen();
        }catch(RemoteException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void SendCmd(View view)
    {
        for(int i =1; i<5; i++)
        {
            if(Led[i].isChecked()) {
                try {
                    iLedService.LedOn(i);
                }catch (RemoteException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            else {
                try {
                    iLedService.LedOff(i);
                }catch (RemoteException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

プログラムは簡単ですが、Androidの中に隠れている種類の使用に関しては、私達のILedServiceとServiceManagerは実はすべて隠し種類です.あなたがコンパイルできないなら、相応のjarパッケージを追加すればいいです.参考にしてください.
http://blog.csdn.net/wukunting/article/details/5788196
まずout/target/comon/obj/JAVA_をコピーします.LIBREIES/frame ework_intermediat/classis.jarは工事の下に着きます.
その後、Android StudioでFile->Project Structureをクリックし、その中の'+'-'をクリックしてImport.JAR/.AAR Package-'を選択し、class.jar->Finishを選択します.
引き続きProject Structureの下でap->Dependencies->選択'+'->Module Dependency->選択'clases'を選択すればいいです.
この時点でソース全体が良くなりましたが、ダウンロード速度が遅くなります.frame ewarksに基づいて設計されたアプリのダウンロードと運行速度を改善する方案:
1.build.gradleを修正する(Module:app)

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 23
    buildToolsVersion "23.0.2"

    defaultConfig {
        applicationId "com.led.hal.example.callon.callonhalled"
        minSdkVersion 21
        targetSdkVersion 23
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        multiDexEnabled true
    }

    dexOptions {
        javaMaxHeapSize "4g"
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    testCompile 'junit:junit:4.12'
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:23.2.0'
    compile project(':classes')
    compile 'com.android.support:multidex:1.0.0'
}

2.Android Manifest.xmlを修正する
アプリで追加
android:name=「android.support.multiide x.Multi DexAppliation」
最後にダウンロードして実行してください.

pytochのいくつかの常用方法のまとめ