2016-07-23 20:10:23 ffmxnjm 阅读数 19212
  • Android底层技术:HAL驱动开发

    本课程提供开发者学习Android底层的HAL(硬件抽象层)的开发方法和技术。HAL所在的位置是介于Android系统服务与Linux内核之间,HAL Driver是以library形式出现,给HAL Stub调用,供Android System架构者调用。而HAL Stub则是google设计出来的,保护硬件厂商的硬件驱动。

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毕业论文

 

题   目  实现Android底层驱动开发并裁剪定制Android操作系统           

学   院         电子信息与电气工程学院      

姓   名                     牛xxx民           

专   业         电子信息科学与技术          

学   号               2012xxxxxxx         

指导教师           逯xxx胜教授           

提交日期           2016.05.10         


 

原创性声明

 

本人郑重声明:本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

 

 

论文作者签名:      年  月  日 

 

论文指导教师签名:

 

 

 

 

 

实现Android底层驱动开发并裁剪定制Android操作系统

牛xxx民

(电子信息与电气工程学院 电子信息科学与技术,甘肃,天水,741000)

 

摘要: 本设计是实现Android底层驱动开发并裁剪定制Android操作系统。其大概流程是在linux系统上借助于gcc编译器编写调试驱动代码,在Android源码中编写APP应用程序、中间件的共享库代码、Android.mk文件、利用javah工具生成头文件,并实现对底层驱动的调用,在这里只实现led的点亮与熄灭,其目的是更注重理解整个Android底层驱动开发的过程,达到举一反多的效果。在官网上下载Android5.0源码,并进行代码的删减和增加,在整个Android系统中加入自己的东西,配置好Android系统编译环境,并在linux平台编译成镜像文件,完成定制Android操作系统,利用烧写工具更新到平板上,最终展现出来。

关键词:配置环境,驱动开发,定制系统,删减增加

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Android underlying driver development and tailor custom Android operating system

Jianmin Niu

(Electronic information and electrical engineering college Electronic information science and technology,tianshui,gansu,741000

 

AbstractThis design is to realize the Android underlying driver development and tailor custom Android operating system.Its process is probably on a Linux system using GCC compiler debugging driver code, write the APP in the Android source code application, middleware, Shared library code, Android. Mk files, header files generated by the javah tools,, and implement the calls to the underlying driver, here only led the lighting and extinguishing of, its purpose is to pay more attention to understand the whole Android underlying driver development process, for more than a reverse effect.In the official website to download Android5.0 source code, and code of cuts and increase, add their own things, in the whole Android configured Android compilation environment, and compile the Linux platform into image file, complete custom Android operating system, using burning tools update to the tablet, eventually.

   Keywords:configuration environment,driver development, custom system,Cut to increase

 

 

 

 

 

 

 

 

 

目录

目录 4

1 引言 6

2 文献综述 6

2.1国内外研究现状与发展 6

2.2研究的目的及意义 7

3 研究方法 7

3.1技术特点 7

3.2实现方案 8

4 裁剪定制Android操作系统 9

4.1理解Android系统总框架 9

4.1.1 Android系统总框架 10

4.1. 2Android 运行时 10

4.2配置搭建开发环境 11

4.2.1首先获得Android源码 11

4.2.2.编译环境硬件要求 12

4.3 Android 系统源代码目录结构解析 12

4.4 Android 系统移植流程 13

4.4.1 Android 系统移植流程概述 13

4.4.2 Android Kernel移植过程 14

4.2.3 Android 编译系统配置 15

4.5添加Android新平台 16

4.5.1 梳理框架 16

4.5.3具体修改过程 17

4.6定制Android系统图标 17

4.7 Android系统启动过程 17

5 应用层控制底层硬件设备 19

5.1 控制方案 19

5.2.1 硬件电路设计 22

5.2.2利用方案一实现 22

5.2.3利用方案二实现 25

5.2.4利用方案三实现 25

6 结束语 26

致  谢 26

参考文献 27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 引言

     当今,在电子行业,特别是在庞大的手机市场Android操作系统已经占领主导地位,Android可以说是无处不在。整个Android系统又被叫做一个生态系统,可以说涉及了所有嵌入式相关的内容,从最底层的linux系统到上层的APP应用开发,包含C、C++、java等多种编程语言,可以说是把能涉及到的相关知识都涉及到了,其综合性能不言而喻。所以,学好Android操作系统,对于电子行业的人来说至关重要。本人在这里就其Android操作系统,进行了从底层硬件到中间件,直至上层应用的开发,并对整个流程进行了详细阐述,从官方下载Android源码来进行裁剪,对源码进行删减和添加,定制成符合自己的一个精简Android操作系统,并编写了一个点亮LED灯的驱动代码以及上层应用程序代码,实现上层对底层的调用,最终来点亮LED灯。

2 文献综述

2.1国内外研究现状与发展

 Android操作系统最初由Andy Rubin开发,主要支持手机20059月由Google收购注资。200712月,Google85家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。随后GoogleApache开源许可证的授权方式,发布了Android的源代码。200811月第一部Android智能手机发布。Android逐渐扩展到平板电脑及其他领域,如数码相机游戏机等。2011年,Android在全球的市场份额首次超过塞班系统,跃居全球第一。20128月美国科技博客网站BusinessInsider评选出二十一世纪十款最重要电子产品,Android操作系统榜上有名。2013年的第四季度,Android平台手机的全球市场份额已经达到79%2013年全世界采用这款系统的设备数量已经达到近10亿台。2014第一季度Android平台已占所有移动广告流量来源的42.9%,首度超越iOS2015年在移动设备的市场份额中Android排名第一,应用的下载次数达到500亿;每天有16万台的Android设备售出,并仍以每年49.2%的速度在增长[5]

     Android具有平台开放性,开发的平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中来;Android平台提供给第三方开发商一个十分宽泛、自由的环境,不会受到各种条条框框的阻扰,可想而知,会有多少新颖别致的软件会诞生,其前景一片光明;跟iPhone相比,它更具有广泛的开发群体;从技术角度而言,android手机比iPhone等其他手机更强调搜索功能,界面更强大,可以说是一种融入了全部web应用的平台。android的版本很多,随着版本的更新,从普通的联系人到现在的数据同步,从最初的触屏到现在的多点触摸,从简单的Google Map到现在的导航系统,这都说明android已经逐渐稳定,而且功能越来越强大。另外,android不仅支持JavaCC++等主流编程语言,还支持RubyRython等脚本语言,甚至Google专门为android应用开发推出simple语言,这使得android有着非常广泛的开发群体;从安全角度来讲,以后手机在生活中的地位会越来越重要,而一些手机病毒也会越来越多,以后智能手机也会成为黑客攻击的一部分,android平台是基于Linux的,安全性相对其他系统更可靠[9]

    Android在中国的前景十分广阔,首先是有成熟的消费者,在国内,android社区十分红火,这些社区为android在中国的普及做了很好的推广作用。国内厂商和运营商也纷纷加入了android阵营,包括中国移动,中国联通,华为通讯,联想,TCL等大企业,同时不仅仅局限于手机,国内厂家也陆续推出了采用android系统的其它产品[6]

    总之,Android在国内外都有着很好的发展势头,其发展前景一片良好。

2.2研究的目的及意义

由于Android基于Linux内核且具有开源性、高度模块化、广泛的硬件支持、很好的安全性和可靠性、良好的用户体验以及开放性较强的特点,加上Android Market和众多第三方应用商店做后盾,在应用方面的资源也非常丰富,由于其适应了移动互联网的发展趋势,切合了移动互联网产业链各方的发展变化需求,所以使得它迅速得到众多厂商和广大爱好者的支持,取得了迅猛的发展[6]

综上可知,对Android操作系统的研究与开发,是作为一个从事移动互联网行业的软件工程师而言必不可少的一部分,它也将会是一个最有前景的选择。

3研究方法

3.1技术特点

 对于Android操作系统的定制,全世界各大移动厂商都在使用Google公司提供的Android源码,由于每一个厂商所设计的硬件千差万别,并且客户需求也有所不同,这就要求每一个厂商都要根据自己的硬件设备和相关要求去重新定制符合自己的Android操作系统,虽然Google公司提供的Android源码一般来说都可以直接使用,因为它是跨平台的,但是该源码几乎包含了各个移动设备的所有能实现的公共的东西,使得它占用内存资源特别的大,一般都在30G左右,所以不能直接使用它而是要重新定制,最终使得它符合自己需求并且极大的减少内存资源,一般经过定制之后最终生成的镜像文件只占用手机的700M左右的内存。

 在本设计中,本人可以随意的对Android源码进行裁剪,在这里使用Android5.0源码,虽然Android源码在不断的升级,但其代码目录结构和相关功能不变,所以即使升级到任何版本也是能够随意的进行定制。主要是在底层驱动环节增加和删除设备相关信息,对不需要的设备信息进行删除,对需要添加的设备信息进行代码编写,对相关配置文件进行相关修改,在上层应用界面也可以随意的添加和修改应用程序,最终定制出一套符合自己的精简Android操作系统。该设计过程所添加的应用程序与我们平时直接在操作系统上安装APK应用软件有极大的区别,平时安装的APK应用软件可以随意的进行删除和添加,但如果把它添加定制到操作系统里就不能直接删除,如果要删除也可以,则必须要获得root权限才可以。

3.2实现方案

    一般的,一个系统软件都会进行分层设计。对于linux系统又包含大的三部分:bootloader、linux内核、根文件系统。其中bootloader又由应用层、逻辑层、驱动层组成;linux内核又由系统调用接口层、逻辑层、驱动层组成。虽然整个linux系统的代码很庞大,但我们也会仅仅因为功能需求而进行选配,对编译系统而言,所谓的选配就是哪些要编译,哪些不编译。在这里主要工作就是熟悉bootloader和linux内核的目录结构,进行Makefile的编写,修改源代码,代码大部分可用,但是有一部分因为硬件变化或逻辑功能变化,需要进行代码修改,对于那些设备驱动不全的,也需要添加驱动代码。该过程所需要的工具有交叉编译工具链、tftp服务、NFS服务等,搭建好linux平台,实现linux系统移植。

    编写一个led驱动程序,中间件共享库代码,上层APP应用程序,实现led点亮。首先要熟悉模块化驱动的编写,再熟悉平台驱动的编写,对于led驱动属于字符设备驱动,要按照字符设备的驱动程序去编写。

裁剪定制出一个精简的Android操作系统,首先要到官网上下载Android源码,其次,要熟悉Android源码目录结构,在编译Android源码之前先进行厂商定制,添加好自己的代码,对于不需要的进行行裁剪,保留其精华即可,使得系统不过于太庞大。该过程所需要的工具有,linux系统、java SDK、相关的动态库、JNI共享库等。

4裁剪定制Android操作系统

4.1理解Android系统总框架

 

图4-1 Google Android 软件架构

 

图4-2  Android系统总框架图

4.1.1 Android系统总框架

 Android系统总框架图包括Android--应用层、Android--应用程序框架、Android---库(系统运行库)、Android--硬件抽象层、Android-Linux内核层,共5层。应用层包含所有的用JAVA语言编写的应用程序。应用程序框架是核心应用程序所使用的API(应用程序编程接口)框架,包含隐藏在每个应用后面的一系列的服务和系统。系统运行库是一些核心库,该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能,包含一些C/C++库,这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。硬件抽象层作为硬件和软件栈之间的抽象层,起着承上启下的作用。内核层是Android 的核心系统服务所必需依赖的,如安全性,内存管理,进程管理,网络协议栈和驱动模型。

4.1. 2Android运行时

 所谓的Android 运行时,每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行,都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik被设计成同时高效地运行多个DVM实例的虚拟系统。 Dalvik虚拟机执行(.dex)的是Dalvik可执行文件,该格式文件针对内存使用做了优化。

同时DVM虚拟机是基于寄存器(Stack-based)的,所有的类都经由JAVA编译器编译,然后通过SDK中 的 "dx" 工具转化成.dex格式由虚拟机执行。Dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制。

对于一个应用,一个虚拟机实例,一个进程之间的关系而言。每一个android应用都运行在一个dalvik虚拟机实例中,而每一个虚拟机都是在一个独立的进程空间。虚拟机的进程机制内存分配和管理、mutex等的实现都依赖于底层操作系统。所有android应用的线程都对应于一个Linux线程,虚拟机因而可以更多地依赖于操作系统的线程调度和管理机制。不同的应用在不同的空间里运行,对不同来源的应用都使用不同的Linux用户来运行,可以最大程度地保护应用的安全和独立运行。

Dalvik虚拟机有两个特征:

1.专有的dex文件格式。我们都知道dalvik虚拟机使用的是dex文件格式,那么为什么它要弃用字节码文件而是使用专有的dex文件格式呢?有如下原因,<1>.每个应用中会定义很多类,编译完成后即会有很多相应的class文件,class文件中会有大量冗余信息,而dex文件格式会把所有的class文件内容整合到一个文件中,这样,除了减少整体的文件尺寸和I/O操作外,也提高了类的查找速度。<2>.增加了对新的操作码的支持。<3>.文件结构尽量简洁,使用等长的指令,借以提高解析速度。<4>.尽量扩大只读结构的大小,借以提高跨进程的数据共享

2.dex的优化,为了调整所有字段的字节码(LITILE_ENDIAN)和对齐结构中的每一个域,验证DEX文件中的所有类,并对一些特定的类和方法里的操作码进行优化,它是基于寄存器相对于一些基于堆栈的虚拟机,基于寄存器的虚拟机在硬件、通用性上要差一些,但是在代码的执行效率上却更上一筹。

4.2配置搭建开发环境

4.2.1首先获得Android源码

1.获得Android源码的路径有很多种,如:

(1).从官网上获得(现在不行了,现在提供了一些镜像网站)

http://source.android.com/source/downloading.html

(2).可以从方案提供商要

(3).从Soc开源社区获取:www.linaro.org

2.从官网获取源码的具体命令:

$repo init –u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b android-4.0.1_r1 下载一个特定的源码分支,下载库文件(注意repo是一个工具)

$ repo sync同步下载 ,真正把源码同步到本地,初始化同步版本

4.2.2.编译环境硬件要求

1.编译的硬件环境

由于下载源码约10GB,编译源码约30GB,至少拥有1.5GB的物理内存 ,内存要尽可能的大,不然再编译过程中会死掉,内存不够时它会杀掉部分编译进程,这样就出问题了。

2.编译的软件环境:

    (1).使用Ubuntu (10.04) LTS(长期支持版)以上版本,JDK5 以上的java运行环境(本设计安装的是jdk6), 对于Android5.0(2.3及以上版本)需要使用64位系统编译,使用gcc 4.4 编译器,必须确认编译器版本是否匹配。

 (2).配置软件环境具体命令

1>.安装JDK

$ sudo apt-get install sun-java6-jdk   //安装并设置环境变量

2>. 安装一系列必要工具

$ sudo apt-get install git-core gnupg flex bison gperf build-essential zip curl zlib1g-dev libc6-dev lib32ncurses5-dev ia32-libs  x11proto-core-dev  libx11-dev  lib32readline5-dev lib32z-dev  libgl1-mesa-dev  g++-multilib  mingw32 tofrodos  python-markdown  libxml2-utils  xsltproc  (例如:bison是进行语法分析的,g++-multilib是32位、64位库相互转换等等)。

4.3 Android系统源代码目录结构解析

 

图4-3 Android 系统源码目录结构

    在Android 系统源码目录结构中,abi定义了函数参数的执行顺序相关代码。art是第三方的工具,支持应用层的一些工具。bionic里面是一些基础的库的源代码 ,即它把标准C库重新写了一遍。bootloader/legacy是启动引导相关代码,这个我们基本上不用,嵌入式设备有自己专门的启动代码。build目录中存放的是编译系统mk文件,包含编译规则和generic通用类产品基础配置文件。cts是Android兼容性测试套件标准 。dalvik是JAVA虚拟机相关代码,不存在跨平台,只与使用的类相关。development包含程序开发所需要的模板和工具 ,如AVD,示例源码 。device是设备相关代码(最重要的目录),与定制厂商有关的,内部包括厂商目录和产品目录。frameworks是核心Android应用框架库,核心框架——java及C++语言。Hardware主要是硬件适配层HAL代码 ,硬件抽象层代码。ndk是Android本地开发包相关代码 ,一个JNI接口,具体是java如何调C的代码。Out目录是编译后生成的目录,编译完成后的代码输出到这个目录,它不会产生中间代码。Prebuilt:支持Linux and Mac OS builds x86和arm架构下预编译(预先提供的)的一些资源 ,如图片等等。packages包含Android的各种系统级应用程序 ,Android原生的应用层程序,如计算机源码。sdk 包含工具源码及qemu相关源码(与ndk区别:只能运行纯java程序)。system是Android根文件系统相关源码,如:init、adb、toolbox及一些库,库代码。Docs是介绍开源的相关文档。external是允许第三方开源的,Android使用的一些开源的模块代码,通用的东西,如waifi。libcore是与核心库相关的代码。

4.4 Android系统移植流程

4.4.1 Android 系统移植流程概述

图4-4 Android 系统移植流程解析

1. 编译生成bootloader

2. 获得支持Android的Android Linux Kernel

3. 基于Android Kernel移植设备驱动

4. 下载与Android Kernel匹配的Android Source

5. 编译Android Source生成并定制Android文件系统

4.4.2 Android Kernel移植过程

1.修改kernel .config(基于Android的一些驱动),即选配Android原生的一些驱动。参考目录为kernel-3.18/Documentation/android.txt(具体目录会随具体公司的项目而有所变动)。

 

图4-5 kernel .config样例

 

图4-6 kernel .config内容样例

2.编译针对Android的linux内核

进入linux源码目录“lichee”下,第一次编译需要执行:

$ ./build.sh config

执行上面命令后会出现一系列菜单选项,按提示选择相应的选项,选配符合自己的环境,配置完成后自动进入uboot和内核的编译,第一次完成配置编译后,若以后再执行,只需执行以下命令:

$ ./build.sh

每次执行这条命令后,都会按照第一次的配置来编译uboot和内核。

4.2.3 Android编译系统配置

1.修改几个重要的makefile。

Android.mk:编译源码mk文件,每个module和package目录下有这么一个文件,很多地方都有这个东西,它的内容就是告诉编译器本层的哪些需要编译哪些不需要编译。

main.mk:定义了编译全部代码的依赖关系。

config.mk:用于配置编译系统,决定如何编译。

envsetup.mk:定义了编译环境配置。

product_config.mk:读取AndrodProducts.mk生成TARGET_DEVICE目标设备变量。

AndroidProducts.mk:定义某厂商所有产品文件列表

BoardConfig.mk:定义开发板软件相关配置项,对具体硬件的说明。

2.编译修改后的Android 5.0源码并生成最终镜像。

进入androidL目录,执行命令$source build/envsetup.sh导出环境变量,加载编译用到的环境变量,添加产品相应配置,然后执行命令$lunch选择相应的产品,列出所有系统编译项,让用户选择编译平台 ,之后再执行命令$extract-bsp,拷贝内核和模块到Android 中,最后执行编译Android系统de命令$make -j2,在当前目录执行编译,–j2表示2个线程同时编译(仅多核CPU),它会执行一系列.mk,会生成很多镜像文件,如boot.img、ramdisk.img、system.img、system.img、recovery.img。执行命令$pack -d 打包生成最终可烧写镜像文件,会把/system/vendor/modules/下的.ko打包成一个总的img的镜像。

4.5添加Android新平台

4.5.1梳理框架

Android源码可以被编译成不同的平台系统,为了方便对源码分类管理,所有平台相关代码放到device目录下,不同的厂商在device下对应不同目录,同一厂商可能有多个产品(TARGET_PRODUCT),这些产品都通过产品配置文件来描述其产品细节(<PRODUCT_NAME>.mk),同一厂商的多个产品由产品列表文件AndroidProducts.mk说明,同一厂商的产品可能使用相同的主板设备 (TARGET_DEVICE)

图4-7 平台设备目录架构

 

注:在Android5.0中AndroidProducts.mk也放到了产品目录下面了,在5.0之前是放在厂商目录下的。

4.5.3具体修改过程

   1.在 device/目录下创建公司目录。

   2.创建一个产品名目录,用来存放产品相关文件。

   3.创建设备相关目录 【这一步省略】注:通常device_name和product_name一样 。

  4.在具体的产品目录下所要修改的内容有

  (1).创建一个product_name.mk文件。

  (2).创建AndroidProducts.mk文件。

      (3).创建 BoardConfig.mk文件,用来配置硬件设备相关信息。

  (4).添加AndroidBoard.mk文件。

   5.如果需要修改系统属性,要在board目录下添加system.prop 文件。

   6.最后,将新的平台的编译选项添加到lunch菜单中,创建vendorsetup.sh 。

   7.在产品目录下新建一个具体的<产品.mk>文件,定义具体的软件相关的东西。

4.6定制Android系统图标

在平板开机过程中,屏幕上可能会显示4种形式内容:

(1)在硬件Boot时出现Boot Logo画面

(2)Linux启动时画面,可能会显示Linux Logo

(3)Android系统本地启动阶段画面,可能显示定制画面

(4)Android系统显示系统启动阶段,可以显示滚动字体或逐帧动画

   

   图4-8 Boot Logo画面    图4-9 Android系统本地启动阶段画面

4.7 Android系统启动过程

1.Android系统启动过程(几乎和linux系统启动过程一样):

    Android系统启动有4个阶段;

1.硬件BOOT、加载Linux内核并挂载Rootfs

2.init进程启动及Native服务启动

3.System Server及Android服务启动

4.Home桌面启动

    2.总体启动框架图

 

图4-10 总体启动框架图

3.总体启动流程图

图4-11 总体启动流程图

5应用层控制底层硬件设备

5.1控制方案

方案一:在早期的Android系统软件架构中,还没有HAL层,在这种情况下,上层APP通过JNI(java本地接口)调用在LIBRARIES层用C代码写好的.SO的共享库,之后,动态库会通过系统调用接口到内核层调用一个写的比较简单的驱动代码,进而到硬件层。

注:.SO的共享库会通过makefile(modules.mk)被拷贝到根文件系统当中,最终被打包到Android镜像中。

                              图5-1 实现流程图

    方案二:在后期的Android系统软件架构中,有了HAL层,在HAL层包括两部分代码,首先是谷歌写好的通用代码为上层提供一个通用接口,另外是自己写的驱动代码,这部分是为了与硬件紧密相关。上层APP应用程序通过调用HAL层谷歌的通用代码然后去调用在HAL层的自己写好的相对复杂的驱动代码,进而去调用kernel层相对简单的驱动代码。

                                  图5-2 实现流程图

    方案三:在后期的Android系统软件架构中,不仅有了HAL层,还包含了应用框架层代码,该层的代码是为了单独实现应用层具体的类以及运行一个对应的服务管理器供应用层代码调用,从而使得应用层代码实现完全的与底层独立,上层APP应用程序通过调用应用框架层服务,再让应用框架层代码去调用HAL层谷歌的通用代码然后去调用在HAL层的自己写好的相对复杂的驱动代码,进而去调用kernel层相对简单的驱动代码。

                               图5-3 实现流程图

5.2 如何用应用程序去控制一个灯

5.2.1硬件电路设计

1.LED模块框图

 

图5-4 LED模块框图

2.LED对应的CPU控制接口图

 

图5-5 LED对应的CPU控制接口图

5.2.2利用方案一实现

利用方案一,首先在linux内核层(linux源码目录中)写一个比较简单的驱动代码,这个驱动代码被编译成.ko文件,之后在Android源码中执行extract-bsp命令就会把这个.ko文件拷贝到Androidde 源码中,再通过makefile(modules.mk)拷贝到根文件系统当中,最终被打包到Android镜像中,在.rc文件(init.sun8.rc)中来指定加载的驱动,并改变其权限;其次,在LIBRARIES层写C代码,把它最终编译成一个.so共享库,它是用来调用底层驱动程序并对上层提供一个接口,起到承上启下的作用。最后写一个APP应用程序。

1.程序流程框图

5-6 程序流程框图

2.编写厂商自定义的初始化脚本文件

如果我们想让自己添加的设备即定制的东西在Android启动时就加载进来,则必须在初始化脚本文件中对它进行声明并改变它的所有者、权限等信息。本人让硬件定制了一个LED灯,在lichee目录下添加了具体的驱动代码,编译出来后拷贝到device目录下,又经过makefile中的命令把它放到/system/vendor/mudules/中,值得注意的是这个驱动是一定能自动创建设备节点的。

具体修改目录,androidL/device/softwinner/fspad-733/init.sun8i.rc

3.linux底层驱动代码

编写驱动代码是软件环节的重中之重,它是硬件的灵魂,没有它一切操作都是无用。本人在此只添加了led驱动代码,如果要添加其它的设备相关驱动,方法一样,在这里只需达到举一反三的效果即可。

具体修改目录,lichee/linux-3.4/drivers/char/fspad723_led.c(fspad723_led.h)

4.编写底层驱动代码对应目录的kconfig和makefile文件

    要想让编写的驱动代码在内核编译后生成.ko文件,则必须添加此代码,在该文件中本人只加了一条指令,obj-m += fspad723_led.o,表示直接指定把它编译成模块。

具体修改目录,lichee/linux-3.4/drivers/char/makefile

具体修改目录,lichee/linux-3.4/drivers/char/kconfig

5.编写APP应用程序

    要想实现手机启动之后用界面图标去控制底层驱动代码进而控制硬件LED的亮灭就必须添加此代码。改APP代码可以在PC机上deeclipse软件里编写,之后生成APK文件即可。

具体修改目录,androidL/hardware/farsight/LedDemo/led_java

6.编写中间件的共享库代码

    要想把上层应用程序与底层驱动联系起来必须添加此代码,它起着承上启下的作用。对于Android系统来说,把中间件的实现放在库libraries当中,要么放在HAL层当中。对于中间件的代码存放位置Android中比较随意,没有具体的位置,可以放在任何目录下面,至于它会把它排在哪个层次这个是由makefile决定,在这里把中间库代码实现在具体设备目录fspad-733下面,在这个目录下自己创建了一个目录hardware.

具体修改目录,androidL/device/softwinner/fspad-733/harware/legacy

在legacy目录下面有一个com_farsight_ledlegacy_legacy.h文件该头文件使用javah工具生成的,由于上层是用java语言而下层使用c语言写的,对于两种不同的语言要建立通信,则必须要有一中翻译机制,即javah(jdk开发包中提供的一个工具)。要生成com_farsight_ledlegacy_legacy.h文件,在PC机运行里打开DOS窗口,进入工程源码目录E\androidL/Eclipse/ledlegacy工程目录执行命令,javah -classpath bin/class -d jni -jni com.farsight.ledlegacy.legacy,执行之后会在android/Eclipse/ledlegacy/

Jni目录生成一个.h头文件,把它复制到androidL/device/softwinner/

fspad-733/harware/legacy目录即可。

7.编写底层驱动代码对应目录的Android.mk文件

该文件用来指定代码如何编译的。

8.总述运行流程

    应用程序运行的时候,先去创建类的对象,在创建该对象的时候就加载了“legacy”共享库,然后就可以在java主运行界面mainActivity.java中调用这个类,最终来打开设备,执行关灯和灭灯操作。

9.用串口调试去测试驱动代码

    在平台驱动时,有一个sysfs目录,在sys/class/farsight_led/led/下面会生成一个属性为enable的文件。

在终端下执行:

1.获取权限:$chmod 777 /sys/class/farsight_led/led/enable

2.若第一步不行,则执行:$su root

3.执行“亮灯”命令:$echo “1” > /sys/class/farsight_led/led/enable  

4.执行“灭灯”命令:$echo “0” > /sys/class/farsight_led/led/enable

5.2.3利用方案二实现

1.程序流程框图

                     5-7  程序流程框图

2.具体实现代码步骤(略)

5.2.4利用方案三实现

1.程序流程框图

图5-8 程序流程框图

2.具体实现代码步骤(略)

6 结束语

    本设计通过在Android5.0源码中添加和删除了诸多的代码,最终完成了Android操作系统的裁剪与定制,并且实现了底层驱动代码的添加,对整个Android操作系统流程与架构有了深刻的理解。通过此次毕业设计,使得我在以后的工作当中可以实现对任意升级的Android源码进行定制,最终达到与具体硬件的完美匹配。

致  谢

     首先衷心的感谢我的指导老师逯宗胜教授,在本次设计中给予了我莫大的的帮助和关怀,在完成设计的过程当中悉心的教导了我并给予了诸多的建议,使我受益匪浅。在大学的四年里,逯老师凭借渊博的专业知识并时刻本着负责任的态度去完成每一件事,让我影响深远,我相信,他的师德和人格将会伴随我的一生,让我去更好的走向成功的道路。

在本次毕业设计中,用到了各方面的专业知识,对自己有了新的认识,感谢学校对我四年来的辛勤培养,完善的实验平台,在大学四年里能有机会在实验室里认真的学习,感谢给予我帮助的老师们,感谢在一起相互学习的伙伴,感谢陪我度过四年的和给予我帮助的所有同学。最后衷心感谢各位评审的专家对我论文的审阅。

 牛建民

                                                  2016519日

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文献

[1] 韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册.人民邮电出版社,2008.08

[2] 周庆国.Android底层开发实战.机械工业出版社,2015.10

[3] 陈强.Android底层接口与驱动开发技术详解.中国铁道出版社,2014.05

[4] 明日科技.Android从入门到精通.清华大学出版社,2012.09

[5]计算机研讨_百度文库

[6]国内安卓手机的发展现状与前景趋势分析

[7] 康华光等.电子技术基础模拟部分(第五版).高等教育出版社.2008

[8] 康华光等.电子技术基础数字部分(第五版).高等教育出版社.2008

[9] 李刚.疯狂Android讲义(第3版).电子工业出版社.2015

[10] 宋宝华.Linux设备驱动开发详解(第2版).人民邮电出版社.2010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010-10-23 08:53:00 lxiron 阅读数 2232
  • Android底层技术:HAL驱动开发

    本课程提供开发者学习Android底层的HAL(硬件抽象层)的开发方法和技术。HAL所在的位置是介于Android系统服务与Linux内核之间,HAL Driver是以library形式出现,给HAL Stub调用,供Android System架构者调用。而HAL Stub则是google设计出来的,保护硬件厂商的硬件驱动。

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Linux设备驱动开发和学习是一项浩大的工程,需掌握以下技术基础:

  • 编写Linux设备驱动要求工程师具备良好的硬件基础,懂得SRAM、Flash、SDRAM、磁盘的读写方式,UART,I2C、USB等读写设备的接口,轮询、中断、DMA的原理、PCI总线的工作方式,以及CPU的内存单元(MMU)管理等。
  • 编写Linux设备驱动要求工程师有良好的C语言基础,能灵活的运用C语言的结构体、指针、函数指针及内存的动态申请和释放等。
  • 编写Linux设备驱动要求工程师具有一定Linux内核基础,虽然并不要求工程师对内核各个部分有深入的研究,但至少了解设备驱动与内核的接口,尤其是对于块设备、网络设备、Flash设备、串口设备等复杂设备。
  • 编写Linux设备驱动要求工程师具有良好的多任务并发控制和同步基础,因为在设备驱动中会大量使用自旋锁、互斥、信号量、等待队列等并发同步机制。
  • 最后一条最重要,就是要对Linux设备驱动开发非常感兴趣,坚持走下去这条路,前途将是一片光明。

 

 

Lxiron.Liu   写于2010.10.23 早晨8:50

2012-03-21 19:34:54 jmq_0000 阅读数 14631
  • Android底层技术:HAL驱动开发

    本课程提供开发者学习Android底层的HAL(硬件抽象层)的开发方法和技术。HAL所在的位置是介于Android系统服务与Linux内核之间,HAL Driver是以library形式出现,给HAL Stub调用,供Android System架构者调用。而HAL Stub则是google设计出来的,保护硬件厂商的硬件驱动。

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Android 设备驱动(下)

           MTD 驱动

                Flash 驱动通常使用 MTD (memory technology device ),内存技术设备。

                MTD 的字符设备:

                /dev/mtdX

                       主设备号 90.

                MTD 的块设备:

                /dev/block/mtdblockX

                        主设备号 13.

                MTD 驱动源码

                        drivers/mtd/mtdcore.c:MTD核心,定义MTD原始设备

                        drivers/mtd/mtdchar.c:MTD字符设备

                        drivers/mtd/mtdblock.c:MTD块设备

                 MTD 结构图

                



           MTD 驱动程序是 Linux 下专门为嵌入式环境开发的新一类驱动程序。Linux 下的 MTD 驱动程序接口被划分为用户模块和硬件模块:

           用户模块 提供从用户空间直接使用的接口:原始字符访问、原始块访问、FTL (Flash Transition Layer)和JFS(Journaled File System)。

            硬件模块  提供内存设备的物理访问,但不直接使用它们,二十通过上述的用户模块来访问。这些模块提供了闪存上读、写和擦除等操作的实现。

     

           蓝牙驱动    

              在 Linux 中,蓝牙设备驱动是网络设备,使用网络接口。

              Android 的蓝牙协议栈使用BlueZ实现来对GAP, SDP以及RFCOMM等应用规范的支持,并获得了SIG认证。由于Bluez使用GPL授权, 所以Android 框架通过D-BUS IPC来与bluez的用户空间代码交互以避免使用未经授权的代码。             

              蓝牙协议部分头文件:
                                                   include/net/bluetooth/hci_core.h

                                                   include/net/bluetooth/bluetooth.h

                                                   蓝牙协议源代码文件:

                                                               net/bluetooth/*

                                                   蓝牙驱动程序部分的文件:

                                                                drivers/bluetooth/*

              蓝牙的驱动程序一般都通过标准的HCI控制实现。但根据硬件接口和初始化流程的不同,又存在一些差别。这类初始化动作一般是一些晶振频率,波特率等基础设置。比如CSR的芯片一般通过BCSP协议完成最初的初始化配置,再激活标准HCI控制流程。对Linux来说,一旦bluez可以使用HCI与芯片建立起通信(一般是hciattach + hciconfig),便可以利用其上的标准协议(SCO, L2CAP等),与蓝牙通信,使其正常工作了。


          WLAN 设备驱动(Wi-Fi)(比较复杂我面会专门写个wifi分析)

            在linux中,Wlan设备属于网络设备,采用网络接口。

           Wlan在用户空间采用标准的socket接口进行控制。

                     WiFi协议部分头文件:

                               include/net/wireless.h

                    WiFi协议部分源文件:

                               net/wireless/*

                    WiFi驱动程序部分:

                               drivers/net/wireless/*

          wifi模块结构图:

        

2018-10-16 19:00:29 qq_33926505 阅读数 1475
  • Android底层技术:HAL驱动开发

    本课程提供开发者学习Android底层的HAL(硬件抽象层)的开发方法和技术。HAL所在的位置是介于Android系统服务与Linux内核之间,HAL Driver是以library形式出现,给HAL Stub调用,供Android System架构者调用。而HAL Stub则是google设计出来的,保护硬件厂商的硬件驱动。

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Android底层驱动开发 -驱动配置篇##

所需要的硬件及软件资源

  1. 一块Android开发板(我用的是Firefly-AIO-3288J)
  2. 开发板的系统源码
  3. 一台运行Linux系统的主机(虚拟机也行,但内存配置不要低于16g,否则会编译失败)

准备工作

  1. 在Linux系统上面安装好JDK
  2. 下载系统源码至Linux主机上面,然后解压
tar xzf /data/Android/xxxx.tar.gz
git reset --hard
  1. 尝试单独编译内核模块
make firefly_defconfig
make firefly-rk3288-aio-3288j.img -j4

如该编译成功则进行下一步

开始编写驱动

这里以编写HX711 AD模块的驱动为例

  1. 增加所需的资源到设备树dts文件里面,dts文件在
/kernel/arch/arm/boot/dts/firefly-rk3288-aio-3288j.dts

在里面增加设备资源定义,配置GPIO管脚

//电子秤驱动
	scale_driver{
    	compatible = "scaleDriver";
    	scale-sck = <&gpio1 GPIO_D2 GPIO_ACTIVE_HIGH> ;
    	scale-dt = <&gpio1 GPIO_D0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    	status = "okay";
	};
  1. 新建驱动文件夹,在/kernel/drivers文件夹下面新建scaleDriver文件夹,这个文件夹用来存放驱动程序
  2. 在文件夹里面新建驱动程序文件scaleDriver.c
  3. 在文件夹里面新建Kconfig以及Makefile两个文件,两个文件的内容如下
//Kconfig
#  scale driver
#  author:yinshuai
#  DATE:2018-08-21
#  Kconfig
config SCALE_DRIVER
    bool "scaleDriver"
    default y
    help
        this is scale driver
//Makefile
#  scale driver
#  author:yinshuai
#  DATE:2018-08-21
obj-$(CONFIG_SCALE_DRIVER) +=scaleDrive.o
  1. 在drivers文件夹下面的Kconfig以及Makefile两个文件中添加以下内容
//Kconfig
source "drivers/scaleDriver/Kconfig"
//Makefile
obj-y	+= scaleDriver/

配置驱动

  1. 进入图形化配置界面
make menuconfig

选择Device Drivers —> 然后在自己的驱动前面打上星号,保存退出

编译内核

开始编译内核,执行以下命令

make firefly_defconfig
make firefly-rk3288-aio-3288j.img -j4

最后生成的内核文件在

/kernel   kernel.img
/kernel   resource.img

如果发现刷入的内核覆盖不了之前的内核 执行以下命令重新生成boot.img

make bootimage

生成的boot.img文件在

out/target/product/rk3288_aio_3288j_box/boot.img

最后把boot.img 以及 kernel.img 和 resource.img一起刷入开发板 则可解决覆盖不了的问题

个人博客地址:小白的个人博客

2013-03-13 22:12:33 canjianfantasy 阅读数 3655
  • Android底层技术:HAL驱动开发

    本课程提供开发者学习Android底层的HAL(硬件抽象层)的开发方法和技术。HAL所在的位置是介于Android系统服务与Linux内核之间,HAL Driver是以library形式出现,给HAL Stub调用,供Android System架构者调用。而HAL Stub则是google设计出来的,保护硬件厂商的硬件驱动。

    17833 人正在学习 去看看 高煥堂

Android驱动开发的一些参考资料,转载过来以后学习学习!

Android 开发之 ---- 底层驱动开发(一)

驱动概述

        说到 android 驱动是离不开 Linux 驱动的。Android 内核采用的是 Linux2.6 内核 (最近Linux 3.3 已经包含了一些 Android 代码)。但 Android 并没有完全照搬 Linux 系统内核,除了对Linux 进行部分修正,还增加了不少内容。android 驱动 主要分两种类型:Android 专用驱动 和 Android 使用的设备驱动(linux)。

      Android 专有驱动程序:

      1)Android Ashmem 匿名共享内存; 为用户空间程序提供分配内存的机制,为进程间提供大块共享内存,同时为内核提供回收和管理这个内存。

      2)Android Logger    轻量级的LOG(日志) 驱动;

      3)Android Binder     基于 OpenBinder 框架的一个驱动;

      4)Android Power Management  电源管理模块;

      5)Low Memory Killer  低内存管理器;

      6)Android PMEM        物理内存驱动;

      7)USB Gadget             USB 驱动(基于 gaeget 框架);

      8)Ram Console           用于调试写入日志信息的设备;

      9)Time Device             定时控制设备; 

     10)Android Alarm        硬件时钟


     Android 上的设备驱动:

      1)Framebuff 显示驱动;

      2)Event 输入设备驱动;

      3)ALSA 音频驱动;

      4)OSS 音频驱动;

      5)v412摄像头:视频驱动;

      6)MTD 驱动;

      7)蓝牙驱动;

      8)WLAN 设备驱动;


Android 专有驱动程序

      1.Android Ashmem

               为用户空间程序提供分配内存的机制,为进程间提供大块共享内存,同时为内核提供回收和管理这个内存。

               设备节点:/dev/ashmen .主设备号 10.

               源码位置: include/linux/ashmen.h    Kernel /mm/ashmen.c

                     相比于 malloc 和 anonymous/named mmap 等传统的内存分配机制,其优势是通过内核驱动提供了辅助内核的内存回收算法机制(pin/unoin)

     2.Android Logger 

                    无论是底层的源代码还上层的应用,我们都可以使用 logger 这个日志设备看、来进行调试。

                     设备节点:  /dev/log/main      /dev/log/event   /dev/log/radio

                     源码位置:include/linux/logger.h         include/linux/logger.c

      3.Android Binder    

                IPC Binder 一种进程间通信机制。他的进程能够为其它进程提供服务 ----- 通过标准的 Linux 系统调用 API。

                设备节点 :/dev/binder

                源码位置:Kernel/include/linux/binder.h    Kernel/drivers/misc/binder.c

      4.Android Power Management 

               一个基于标准 linux 电源管理的轻量级 Android 电源管理系统,在 drivers/android/power.c      kernel/power/

      5.Low Memory Killer

                它在用户空间中指定了一组内存临界值,当其中某个值与进程描述中的 oom_adj 值在同一范围时,该进程将被Kill掉(在parameters/adj中指定oome_adj 的最小值)。它与标准的Linux OOM机制类似,只是实现方法不同

                源码位置:drivers/misc/lowmemorykiller.c      

     6.Android PMEM      

                PMEM 主要作用就是向用户空间提供连续的物理内存区域。

                      1.让 GPU 或 VPU 缓冲区共享 CPU 核心。

                      2.用于 Android service 堆。

               源码位置:include/linux/android_pmem.h drivers/android/pmem.c                       

     7.USB Gadget           

                基于标准 Linux USB gaeget 驱动框架的设备驱动。

                源码位置:drivers/usb/gadet/

      8.Ram Console        

                为了提供调试功能,android 允许将调试日志信息写入这个设备,它是基于 RAM 的 buffer.

                源码位置: drivers/staging/android/ram_console.c

      9.Time Device           

               定时控制,提供了对设备进行定时控制的功能。

               源码位置:drivers/staging/android/timed_output.c(timed_gpio.c)

    10.Android Alarm      

                提供一个定时器,用于把设备从睡眠状态唤醒,同时它还提供了一个即使在设备睡眠时也会运行的时钟基准。

                 设备节点:/dev/alarm

                 源码位置:drivers/trc/alarm.c


Android 设备驱动

  1. Framebuffer 帧缓存设备

         Framebuffer 驱动在 Linux 中是标准的显示设备的驱动。对于 PC 系统,它是显卡的驱动 ; 对于嵌入式 SOC 处理器系统,它是 LCD 控制器或者其他显示控制器的驱动。它是一个字符设备,在文件系统中设备节点通常是 /dev/fbx 。 每个系统可以有多个显示设备 , 依次用 /dev/fbO 、 /dev/fb l
等来表示。在 Android 系统中主设备号为 29 ,次设备号递增生成。

         Android 对 Framebuffer 驱动的使用方式是标准的 , 在 / dev / graphie / 中的 Framebuffer 设备节点由 init 进程自动创建 , 被 libui 库调用 。 Android 的 GUI 系统中 , 通过调用 Framebuffer 驱动的标准接口,实现显示设备的抽象。

         

     Framebuff的结构框架和实现 :

          linux LCD驱动(二)--FrameBuffer 

             Linux LCD驱动(四)--驱动的实现                                    

    2.Event输入设备驱动

         Input 驱动程序是 Linux 输入设备的驱动程序 , 分为游戏杆 (joystick) 、 鼠标 (mouse 和 mice)和事件设备 (Event queue)3 种驱动程序。其中事件驱动程序是目前通用的程序,可支持键盘 、 鼠标、触摸屏等多种输入设备。 Input 驱动程序的主设备号是 l3 ,每一种 Input 设备从设备号占 用5 位 , 3 种从设备号分配是 : 游戏杆 0 ~ 61 ; Mouse 鼠标 33 ~ 62 ; Mice 鼠标 63 ; 事件设备 64 ~ 95 ,各个具体的设备在 misc 、 touchscreen 、 keyboard 等目录中。
        Event 设备在用户空问使用 read 、 ioctl 、 poll 等文件系统的接口操作, read 用于读取输入信息, ioctl 用于获取和设置信息, poll 用于用户空间的阻塞,当内核有按键等中断时,通过在中断中唤醒内核的 poll 实现。

        Event 输入驱动的架构和实现:

                          Linux设备驱动之——input子系统

 

    3.ALSA音频驱动

         高级 Linux 声音体系 ALSA(Advanced Linux Sound Architecture ) 是为音频系统提供驱动 的Linux 内核组件,以替代原先的开发声音系统 OSS 。它是一个完全开放源代码的音频驱动程序集 ,除了像 OSS 那样提供一组内核驱动程序模块之外 , ALSA 还专门为简化应用程序的编写提供相应的函数库,与 OSS 提供的基于 ioctl 等原始编程接口相比, ALSA 函数库使用起来要更加方便一些

        利用该函数库,开发人员可以方便、快捷地开发出自己的应用程序,细节则留给函数库进行内部处理 。 所以虽然 ALSA 也提供了类似于 OSS 的系统接口 , 但建议应用程序开发者使用音频函数库,而不是直接调用驱动函数。

                     ALSA 驱动的主设备号为 116 ,次设备号由各个设备单独定义,主要的设备节点如下:
                             / dev / snd / contmlCX —— 主控制 ;
                             / dev / snd / pcmXXXc —— PCM 数据通道 ;
                             / dev / snd / seq —— 顺序器;
                             / dev / snd / timer —— 定义器。
        在用户空问中 , ALSA 驱动通常配合 ALsA 库使用 , 库通过 ioctl 等接口调用 ALSA 驱动程序的设备节点。对于 AIJSA 驱动的调用,调用的是用户空间的 ALsA 库的接口,而不是直接调用  ALSA 驱动程序。 ALSA 音频驱动的架构如下图所示:

                                    

        ALSA 驱动程序的主要头文件是 include / sound ./ sound . h ,驱动核心数据结构和具体驱动的注册函数是 include / sound / core . h ,驱动程序 的核心实现是 Sound / core / sound . c 文件。                    

       ALSA 驱动程序使用下面的函数注册控制和设备:

                int snd _ pcm _ new (struct snd _ card * card , char * id , int device , int playback _ count , int capture _ count , struct snd _ pcm ** rpcm) ;

                 int snd ctl _ add(struct snd _ card * card , struct snd _ kcontrol * kcontro1) ;

         ALSA 音频驱动在内核进行 menuconfig 配置时 , 配置选项为 “ Device Drivers ” > “ Sound c ard support ” 一 > “ Advanced Linux Sound Architecture ” 。子选项包含了 Generic sound devices( 通用声音设备 ) 、 ARM 体系结构支持,以及兼容 OSS 的几个选项。 ALsA 音频驱动配置对应的文件是sound / core / Kconfig 。

      Android 没有直接使用 ALSA 驱动,可以基于 A-LSA 驱动和 ALSA 库实现 Android Audio 的硬件抽象层; ALSA 库调用内核的 ALSA 驱动, Audio 的硬件抽象层调用 ALSA 库。     


      4.OSS音频驱动

         OSS(Open Sound System开放声音系统)是 linux 上最早出现的声卡驱动。OSS 由一套完整的内核驱动程序模块组成,可以为绝大多数声卡提供统一的编程接口。

         OSS 是字符设备,主设备号14,主要包括下面几种设备文件:

          1) /dev/sndstat

                 它是声卡驱动程序提供的简单接口,它通常是一个只读文件,作用也只限于汇报声卡的当前状态。(用于检测声卡)

          2)/dev/dsp

                 用于数字采样和数字录音的设备文件。对于音频编程很重要。实现模拟信号和数字信号的转换。

          3)/dev/audio

                 类似于/dev/dsp,使用的是 mu-law 编码方式。

          4)/dev/mixer

                 用于多个信号组合或者叠加在一起,对于不同的声卡来说,其混音器的作用可能各不相同。

          5)/dev/sequencer

                   这个设备用来对声卡内建的波表合成器进行操作,或者对 MIDI 总线上的乐器进行控制。

           OSS 驱动所涉及的文件主要包括:

                kernel/include/linux/soundcard.h

                kernel/include/linux/sound.h   定义 OSS 驱动的次设备号和注册函数

                kernel/sound_core.c    OSS核心实现部分

           OSS驱动架构图:

       

     5.V4l2视频驱动

   V4L2是V4L的升级版本,为linux下视频设备程序提供了一套接口规范。包括一套数据结构和底层V4L2驱动接口。V4L2提供了很多访问接口,你可以根据具体需要选择操作方法。需要注意的是,很少有驱动完全实现了所有的接口功能。所以在使用时需要参考驱动源码,或仔细阅读驱动提供者的使用说明。

      V4L2的主设备号是81,次设备号:0~255,这些次设备号里也有好几种设备(视频设备、Radio设备、Teletext、VBI)。

       V4L2的设备节点: /dev/videoX, /dev/vbiX and /dev/radioX

      V4L2框架图:

        
Android 设备驱动(下)

           MTD 驱动

                Flash 驱动通常使用 MTD (memory technology device ),内存技术设备。

                MTD 的字符设备:

                /dev/mtdX

                       主设备号 90.

                MTD 的块设备:

                /dev/block/mtdblockX

                        主设备号 13.

                MTD 驱动源码

                        drivers/mtd/mtdcore.c:MTD核心,定义MTD原始设备

                        drivers/mtd/mtdchar.c:MTD字符设备

                        drivers/mtd/mtdblock.c:MTD块设备

                 MTD 结构图

                



           MTD 驱动程序是 Linux 下专门为嵌入式环境开发的新一类驱动程序。Linux 下的 MTD 驱动程序接口被划分为用户模块和硬件模块:

           用户模块 提供从用户空间直接使用的接口:原始字符访问、原始块访问、FTL (Flash Transition Layer)和JFS(Journaled File System)。

            硬件模块  提供内存设备的物理访问,但不直接使用它们,二十通过上述的用户模块来访问。这些模块提供了闪存上读、写和擦除等操作的实现。

     

           蓝牙驱动   

              在 Linux 中,蓝牙设备驱动是网络设备,使用网络接口。

              Android 的蓝牙协议栈使用BlueZ实现来对GAP, SDP以及RFCOMM等应用规范的支持,并获得了SIG认证。由于Bluez使用GPL授权, 所以Android 框架通过D-BUS IPC来与bluez的用户空间代码交互以避免使用未经授权的代码。            

              蓝牙协议部分头文件:
                                                   include/net/bluetooth/hci_core.h

                                                   include/net/bluetooth/bluetooth.h

                                                   蓝牙协议源代码文件:

                                                               net/bluetooth/*

                                                   蓝牙驱动程序部分的文件:

                                                                drivers/bluetooth/*

              蓝牙的驱动程序一般都通过标准的HCI控制实现。但根据硬件接口和初始化流程的不同,又存在一些差别。这类初始化动作一般是一些晶振频率,波特率等基础设置。比如CSR的芯片一般通过BCSP协议完成最初的初始化配置,再激活标准HCI控制流程。对Linux来说,一旦bluez可以使用HCI与芯片建立起通信(一般是hciattach + hciconfig),便可以利用其上的标准协议(SCO, L2CAP等),与蓝牙通信,使其正常工作了。


          WLAN 设备驱动(Wi-Fi)(比较复杂我面会专门写个wifi分析)

           在linux中,Wlan设备属于网络设备,采用网络接口。

           Wlan在用户空间采用标准的socket接口进行控制。

                     WiFi协议部分头文件:

                               include/net/wireless.h

                    WiFi协议部分源文件:

                               net/wireless/*

                    WiFi驱动程序部分:

                               drivers/net/wireless/*

          wifi模块结构图:

        
转载地址:http://blog.csdn.net/jmq_0000/article/details/7372783

http://blog.csdn.net/jmq_0000/article/details/7379802

还有一篇很适合初学者学习的参考文档:http://wenku.baidu.com/view/9587886227d3240c8447efff.html,大家可以去看看的!

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