在ubuntu11.04上实现android系统的硬件抽象层总结

  一、硬件抽象层的图解
1、硬件抽象层在android中的位置：

 

2、Android应用程序调用下层服务：

 

3、android系统启动过程图解

二、android硬件抽象层移植：从驱动程序到应用程序

移植需要做的工作：

1、在内核空间编写硬件驱动程序，移植硬件驱动程序。

2、 编写内核驱动测试C程序，调试内核驱动。

3、在硬件抽象层中添加接口支持访问linux内核驱动程序。

4、编写JNI方法提供Java访问硬件服务接口。

5、为Android系统内置Application Frameworks层增加硬件访问服务。

6、编写java应用程序测试Application Frameworks层的硬件服务

步骤：                

一、移植设备驱动程序：

1、在Android/kernel/common/driver中创建一个hello的目录

2、在Android/kernel/common/drive/hello目录中添加驱动程序hello.h，hello.c两个文件。

3、在驱动目录hello中添加两个Makefile和Kconfig文件,
其中Kconfig是在编译前执行配置命令make menuconfig时用到，而Makefile是执行编译命令make时用到的。

4、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。

5、修改drivers/Makefile文件，添加一行：obj-$(CONFIG_HELLO) +=
hello/。这个是为了，在内核编译的过程中能够找到hello目录并进行编译。

6、在内核根目录配置编译选项：使用命令make
menuconfig进行驱动选择。在使用make命令进行内核编译。

二、在android系统中添加c语言编写的执行程序，测试内核驱动。测试程序一般是放在/system/bin目录下。

1、进入Android/external目录，创建一个hello的目录，作为测试程序代码目录。

2、在测试代码目录中添加驱动测试程序。Hello-test.c。

3、在测试代码目录中创建Android.mk文件并添加相应的内容，该文件为android编译标准文件，在编译程序时用到。

4、 回到Android/目录使用mmm命令编译：$mmm
./external/hello。编译成功后会在/out/target/product/gerneric/bin目录下看到可执行文件hello。其中mmm命令主要是编译单独的模块。

5、重新打包Android文件系统system.img:  ~Android/$make
snod

6、运行模拟器：emulator -kernel
./kernel/common/arch/arm/boot/zImage &

7、使用adb
shell命令进入android的系统终端，进入system/bin目录，运行测试程序hello-test。

三、在硬件抽象层中增加硬件模块来和内核驱动程序交互。我们将通过设备文件/dev/hello来连接硬件抽象层模块和Linux内核驱动程序模块。

1、进入/Android/hardware/libware/include/hardware目录中添加hello.h。在hello.h中，按照Android硬件抽象层规范的要求，分别定义模块ID、模块结构体hw_module_t以及硬件接口结构体hw_device_t结构。其中hw_device_t所在的结构中定义了fd文件描述符，set_val和get_val两个方法。

2、进入Android/hardware/libhardware/modules目录，新建hello目录，并添加hello.c文件，再该目录下的hello.c文件定义了硬件抽象层的所有向上提供的接口。

3、解决上层app调用hello_device_open的权限问题。（因为/dev/hello的设备文件只有root用户可读写）具体为：进入Android/system/core/rootdir目录，修改uevent.rc文件。添加一行：/dev/hello
0666 root root。

4、继续在hello目录下新建Android.mk文件，向其中添加抽象层的内容。注意：LOCAL_MODULE的定义规则，hello后面跟有default，hello.default能够保证我们的模块总能被硬象抽象层加载到。

5、重新编译模块和打包android系统镜像system.img

:~Android$mmm hardware/libhardware/modules/hello

:~Android$make snod

重新打包后system.img中就包含我们定义的硬件抽象层模块hello.default了。这一层，我们添加了硬件抽象层的模块。现在Java应用程序还不能访问到我们的硬件。我们还必须编写JNI方法和在Android的Application
Frameworks层增加API接口，才能让上层Application访问我们的硬件。

四、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

1、进入：$Android/frameworks/base/services/jni目录.

2、新建com_Android_server_HelloService.cpp文件。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HelloService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.HelloService的类。

3、修改$Android/frameworks/base/serbices/jni目录中的onload.cpp文件，在namespace
Android中添加register_android_server_Helloservice函数声明。

4、修改同目录（/frameworks/base/services/jni）下的Android.mk文件，在LOCAL_SRC_FILES变量中添加一行：

com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp
/

com_android_server_HelloService.cpp /

onload.cpp

5、编译和重新打包文件系统：

:~Android/$mmm frameworks/base/services/jni

:~Android/$make snod

注意，在com_Android_server_HelloService.cpp文件的hello_init()函数中，通过Android硬件抽象层提供的hw_get_module方法来加载模块ID为HELLO_HARDWARE_MODULE_ID的硬件抽象层模块，其中，HELLO_HARDWARE_MODULE_ID是在中定义的。Android硬件抽象层会根据HELLO_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。在jniRegisterNativeMethods函数中，第二个参数的值必须对应HelloService所在的包的路径，即com.android.server.HelloService。

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

注释：对于Android系统的应用程序来说，要获得硬件服务，就是在Application
Frameworks层调用相应的硬件接口服务。

1、定义应用程序与硬件服务之间的通信接口，通过代理来实现。

2、进入：~Android/frameworks/base/core/java/android/os目录。新增IHelloService.aidl接口定义文件

3、返回~Android/frameworks/base目录，打开Android.mk文件，修改LOCAL_SRC_FILES变量的值，增加IHelloService.aidl源文件，编译时要用到。

core/java/android/os/IVibratorService.aidl /

core/java/android/os/IHelloService.aidl/

core/java/android/service/urlrenderer/IUrlRendererService.aidl
/

4、编译IHelloService.aidl接口：~/Android$mmm
frameworks/base

:~/Android$ mmm frameworks/base

这样IHelloService.aidl生成相应的IHelloService.Stub接口。

5、
进入到frameworks/base/services/java/com/Android/server目录，新增HelloService.java文件：(HelloService主要是通过调用JNI方法init_native、setVal_native和getVal_native来提供硬件服务)。

6、修改同目录（frameworks/base/services/java/com/Android/serve）的SystemServer.java文件，在ServerThread::run函数中增加加载HelloService的代码。

7、编译HelloService和重新打包syste.img：

a) ~Android$mmm frameworks/base/services/java

b) ~Android$make snod

这样，重新打包后的system.img系统镜像文件就在Application
Frameworks层中包含了我们自定义的硬件服务HelloService了，并且会在系统启动的时候，自动加载HelloService。这时，应用程序就可以通过Java接口来访问Hello硬件服务了。

六、为Android系统内置Java应用程序测试Application
Frameworks层的硬件服务。

1、使用eclipse安装ADT后来开发应用程序，测试完后移植到android源代码当中，将Hello.java，源代码考到目录：src/shy/luo/hello/Hello.java

2、程序通过ServiceManager.getService("hello")来获得HelloService，接着通过IHelloService.Stub.asInterface函数转换为IHelloService接口。其中，服务名字“hello”是系统启动时加载HelloService时指定的，而IHelloService接口定义在android.os.IHelloService中，具体可以参考在Ubuntu上为Android系统的Application
Frameworks层增加硬件访问服务一文。这个程序提供了简单的读定自定义硬件有寄存器val的值的功能，通过IHelloService.getVal和IHelloService.setVal两个接口实现。

3、编写界面布局文件：res/layout/main.xml文件。

4、编写字符串文件res/values/strings.xml

5、编写程序描述文件AndroidManifest.xml

6、将Hello目录拷贝至packages/experimental目录，新增Android.mk文件。

7、编译和重新打包系统文件system.img

a)   $mmm packages/experimental/Hello

b)   $make snod

8、运行Android 模拟器。

a) emulator -kernel
kernel/common/arch/arm/boot/zImage &

b) 测试应用程序，同时检查jni的logcat文件，看看是否有权限问题。

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关于该几篇android硬件抽象层的虚拟机（13G）和android源代码的整个文件包（6.6G）我正在上传到115的圈子中，有兴趣的可以下载来实践一下！感谢原文博主的倾情奉献！