老羅版本參見:https://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6568411
這裏,我們不會爲真實的硬件設備編寫內核驅動程序。爲了方便描述爲Android系統編寫內核驅動程序的過程,我們使用一個虛擬的硬件設備,這個設備只有一個4字節的寄存器,它可讀可寫。想起我們第一次學習程序語言時,都喜歡用“Hello, World”作爲例子,這裏,我們就把這個虛擬的設備命名爲“hello”,而這個內核驅動程序也命名爲hello驅動程序。其實,Android內核驅動程序和一般Linux內核驅動程序的編寫方法是一樣的,都是以Linux模塊的形式實現的,具體可參考老羅博文中提到的Linux Device Drivers一書。不過,這裏我們還是從Android系統的角度來描述Android內核驅動程序的編寫和編譯過程。
我這裏有現成的整機系統和源代碼,因此就不需要安裝虛擬環境了,直接進入寫代碼。
完整代碼見:https://pan.baidu.com/s/1Ia4rcboiNtqgQs6PmSZ9Sw
提取碼:6dqc
一. 進入到linux-4.9.y/drivers目錄,新建hello目錄:
linux-4.9.y/drivers$ mkdir hello
二. 在hello目錄中增加hello.h文件:
#ifndef _HELLO_ANDROID_H_
#define _HELLO_ANDROID_H_
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/semaphore.h>
#define HELLO_DEVICE_NODE_NAME "hello"
#define HELLO_DEVICE_FILE_NAME "hello"
#define HELLO_DEVICE_PROC_NAME "hello"
#define HELLO_DEVICE_CLASS_NAME "hello"
struct hello_android_dev{
int val; // 代表寄存器,類型爲int
struct semaphore sem; // 信號量,用於同步操作
struct cdev dev; // 內嵌的字符設備,這個Linux驅動程序自定義字符設備結構體的標準方法
};
#endif
這個頭文件定義了一些字符串常量宏,在後面我們要用到。此外,還定義了一個字符設備結構體hello_android_dev,這個就是我們虛擬的硬件設備了,val成員變量就代表設備裏面的寄存器,它的類型爲int,sem成員變量是一個信號量,是用同步訪問寄存器val的,dev成員變量是一個內嵌的字符設備,這個Linux驅動程序自定義字符設備結構體的標準方法。
三.在hello目錄中增加hello.c文件,這是驅動程序的實現部分。驅動程序的功能主要是向上層提供訪問設備的寄存器的值,包括讀和寫。這裏,提供了三種訪問設備寄存器的方法,一是通過proc文件系統來訪問,二是通過傳統的設備文件的方法來訪問,三是通過devfs文件系統來訪問。下面分段描述該驅動程序的實現。
首先是包含必要的頭文件和定義三種訪問設備的方法:
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/sl
定義傳統的設備文件訪問方法,主要是定義hello_open、hello_release、hello_read和hello_write這四個打開、釋放、讀和寫設備文件的方法:
/* 打開設備方法*/
static int hello_open(struct inode* inode, struct file* filp) {
struct hello_android_dev* dev;
/* 將自定義設備結構體保存在文件指針的私有數據域中,以便訪問設備時拿來用*/
dev = (struct hello_android_dev*)conta
定義通過devfs文件系統訪問方法,這裏把設備的寄存器val看成是設備的一個屬性,通過讀寫這個屬性來對設備進行訪問,主要是實現hello_val_show和hello_val_store兩個方法,同時定義了兩個內部使用的訪問val值的方法__hello_get_val和__hello_set_val:
/*讀取寄存器val的值到緩衝區buf中,內部使用*/
static ssize_t _hello_get_val(struct hello_android_dev* dev, char* buf) {
int val = 0;
/*同步訪問*/
if(down_interruptible(&(dev->sem))) {
return -ERESTARTSYS;
定義通過proc文件系統訪問方法,主要實現了hello_proc_read和hello_proc_write兩個方法,同時定義了在proc文件系統創建和刪除文件的方法hello_create_proc和hello_remove_proc:
/*讀取設備寄存器val的值,保存在page緩存區中*/
static ssize_t hello_proc_read(char* page, char** start, off_t off, int count, int* eof, void* data) {
if(off > 0) {
*eof = 1;
return 0;
}
return _hello_
最後,定義模塊加載和卸載方法,這裏只要是執行設備註冊和初始化操作:
/* 最後,定義模塊加載和卸載方法,這裏只要執行設備註冊和初始化操作 */
/*初始化設備*/
static int __hello_setup_dev(struct hello_android_dev* dev) {
int err;
dev_t devno = MKDEV(hello_major, hello_minor);
memset(dev, 0, sizeof
四.在hello目錄中新增Kconfig和Makefile兩個文件,其中Kconfig是在編譯前執行配置命令make menuconfig時用到的,而Makefile是執行編譯命令make是用到的:
Kconfig文件的內容
config HELLO
tristate "First Android Driver"
default m
help
This is the first android driver.
Makefile文件的內容
obj-$(CONFIG_HELLO) += hello.o
在Kconfig文件中,tristate表示編譯選項HELLO支持在編譯內核時,hello模塊支持以模塊、內建和不編譯三種編譯方法,默認編譯爲模塊,因此,在編譯內核前,我們還需要執行make menuconfig命令來配置編譯選項,使得hello可以以模塊或者內建的方法進行編譯。
在Makefile文件中,根據選項HELLO的值,執行不同的編譯方法。
五. 修改drivers/Kconfig在menu "Device Drivers"和endmenu之間添加一行:
source "drivers/hello/Kconfig"
修改drivers/Makefile,在裏面添加
obj-$(CONFIG_HELLO) += hello/
在linux-4.9.y/arch/arm64/configs/*_arm64_android_defconfig中添加一行:
CONFIG_HELLO=m
這樣,執行make menuconfig時,就可以配置hello模塊的編譯選項了,配置爲編譯成模塊。.
六. 配置編譯選項:
注意,如果內核不支持動態加載模塊,這裏不能選擇m,雖然我們在Kconfig文件中配置了HELLO選項爲tristate。要支持動態加載模塊選項,必須要在配置菜單中選擇Enable loadable module support選項;在支持動態卸載模塊選項,必須要在Enable loadable module support菜單項中,選擇Module unloading選項。
我們這裏是支持動態加載的,因此選擇m,方便加載調試。
七. 編譯:
編譯kernel,Android_*$ make kernel
獲得hello.ko,導出放到系統驅動目錄,我的平臺爲:/vendor/lib64/modules/
使用insmod /vendor/lib64/modules/hello.ko加載,爲了使驅動能在系統啓動時加載,在init.bigfish.rc中添加:insmod /vendor/lib64/modules/hello.ko,這樣系統開機後就會啓動了。
八.驗證:
進入到dev目錄,可以看到hello設備文件:
root@android:/ # cd dev
root@android:/dev # ls
進入到proc目錄,可以看到hello文件:
root@android:/ # cd proc
root@android:/proc # ls
訪問hello文件的值:
root@android:/proc # cat hello 這裏不知道爲什麼不可以,一執行就卡死了,看起來和線程鎖有關,目前解決不了。
0
root@android:/proc # echo '5' > hello 這裏不知道爲什麼不可以,一執行就卡死了,看起來和線程鎖有關,目前解決不了。
root@android:/proc # cat hello
5
進入到sys/class目錄,可以看到hello目錄:
root@android:/ # cd sys/class
root@android:/sys/class # ls
進入到hello目錄,可以看到hello目錄:
root@android:/sys/class # cd hello
root@android:/sys/class/hello # ls
進入到下一層hello目錄,可以看到val文件:
root@android:/sys/class/hello # cd hello
root@android:/sys/class/hello/hello # ls
訪問屬性文件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