Android驱动开发详解

一、驱动介绍

驱动是操作系统和硬件之间的桥梁，它向操作系统提供硬件的访问接口，使应用程序可以通过操作系统访问硬件。

Android系统的驱动开发主要分为3个部分：内核驱动、HAL(Hardware Abstract Layer)和Framework。其中内核驱动是Android系统中最底层的驱动程序，它直接和硬件交互，HAL作为Android系统中的中间层，提供了一系列与硬件无关的接口，Framework则是Android系统中的应用层，它封装了HAL的接口，向客户端提供访问硬件的API。

二、驱动开发流程

驱动开发的流程主要包含以下步骤：

1.确定需求

在开发驱动之前，需要明确硬件的特性和需求，了解硬件的规格书和数据手册，如IO口的控制方式、控制信号的电气参数等。

2.实现驱动程序

根据硬件规格书和数据手册，编写驱动程序，驱动程序可分为字符设备驱动和块设备驱动。字符设备驱动一般用于串口、USB等数据流传输的设备，块设备驱动用于硬盘、NAND闪存等块设备。

3.编译内核

将开发好的驱动程序编译成内核模块或编译到内核中。编译内核需要 Android 开发环境，包括交叉编译器、Linux 内核源码等。

4.测试驱动程序

编写测试程序，对驱动程序进行测试，以验证其正确性和可靠性。

三、驱动开发实例

以下是一个简单的字符设备驱动程序示例：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define DEVICE_NAME "mydevice"
#define BUF_SIZE 1024

static char msg[BUF_SIZE] = {0};
static char *pmsg = msg;

static dev_t dev;
static struct cdev cdev;
static struct class *cl;

static int my_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk(KERN_INFO "mydevice open called\n");
    return 0;
}

static int my_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk(KERN_INFO "mydevice close called\n");
    return 0;
}

static ssize_t my_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
    int ret;
    printk(KERN_INFO "mydevice read called\n");
    ret = copy_to_user(buf, pmsg, BUF_SIZE);
    return ret ? 0 : BUF_SIZE;
}

static ssize_t my_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
    int ret;
    printk(KERN_INFO "mydevice write called\n");
    memset(msg, 0, sizeof(msg));
    ret = copy_from_user(msg, buf, count);
    pmsg = msg;
    return ret ? 0 : count;
}

static struct file_operations fops = {
    .owner   = THIS_MODULE,
    .open    = my_open,
    .release = my_close,
    .read    = my_read,
    .write   = my_write,
};

static int init_my_device(void)
{
    printk(KERN_INFO "mydevice init called\n");
    if (alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, DEVICE_NAME) < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to register device number\n");
        return -1;
    }

    cdev_init(&cdev, &fops);
    if (cdev_add(&cdev, dev, 1) < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to add device to system\n");
        unregister_chrdev_region(dev, 1);
        return -1;
    }

    cl = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);
    if (IS_ERR(cl)) {
        printk(KERN_ERR "Failed to create device class\n");
        cdev_del(&cdev);
        unregister_chrdev_region(dev, 1);
        return -1;
    }

    if (IS_ERR(device_create(cl, NULL, dev, NULL, DEVICE_NAME))) {
        printk(KERN_ERR "Failed to create device node\n");
        class_destroy(cl);
        cdev_del(&cdev);
        unregister_chrdev_region(dev, 1);
        return -1;
    }

    printk(KERN_INFO "mydevice driver initialized\n");
    return 0;
}

static void cleanup_my_device(void)
{
    printk(KERN_INFO "mydevice driver cleaned up\n");
    device_destroy(cl, dev);
    class_destroy(cl);
    cdev_del(&cdev);
    unregister_chrdev_region(dev, 1);
}

module_init(init_my_device);
module_exit(cleanup_my_device);
MODULE_LICENSE("GPL");

四、总结

Android驱动开发需要对操作系统和硬件有深入的了解，熟悉C和汇编语言，掌握Linux内核编程。希望本文对初学者有所帮助。