在上兩篇文章中，我們介紹了如何為Android系統的硬體編寫驅動程式，包括如何在Linux核心空間實現核心驅動程式和在用戶空間實現硬體抽象層接口。實現這兩者的目的是為了向更上一層提供硬體訪問接口，即為Android的Application Frameworks層提供硬體服務。我們知道，Android系統的應用程式是用Java語言編寫的，而硬體驅動程式是用C語言來實現的，那麼，Java接口如何去訪問C接口呢？眾所周知，Java提供了JNI方法調用，同樣，在Android系統中，Java應用程式通過JNI來調用硬體抽象層接口。在這一篇文章中，我們將介紹如何為Android硬體抽象層接口編寫JNI方法，以便使得上層的Java應用程式能夠使用下層提供的硬體服務。
一. 參照在Ubuntu上為Android增加硬體抽象層（HAL）模組訪問Linux核心驅動程式一文，準備好硬體抽象層模組，確保Android系統鏡像文件system.img已經包含hello.default模組。
二. 進入到frameworks/base/services/jni目錄，新建com_android_server_HelloService.cpp文件：
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ cd frameworks/base/services/jni
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/frameworks/base/services/jni$vi com_android_server_HelloService.cpp
在com_android_server_HelloService.cpp文件中，實現JNI方法。注意文件的命令方法，com_android_server前綴表示的是包名，表示硬體服務HelloService是放在frameworks/base/services/java目錄下的com/android/server目錄的，即存在一個命令為com.android.server.HelloService的類。這裡，我們暫時略去HelloService類的描述，在下一篇文章中，我們將回到HelloService類來。簡單地說，HelloService是一個提供Java接口的硬體訪問服務類。
首先是包含相應的頭文件：
#define LOG_TAG "HelloService"
#include "jni.h"
#include "JNIHelp.h"
#include "android_runtime/AndroidRuntime.h"
#include <utils/misc.h>
#include <utils/Log.h>
#include <hardware/hardware.h>
#include <hardware/hello.h>
#include <stdio.h>
|
接著定義hello_init、hello_getVal和hello_setVal三個JNI方法：
namespace android
{
/*在硬體抽象層中定義的硬體訪問結構體，參考<hardware/hello.h>*/
struct hello_device_t* hello_device = NULL;
/*通過硬體抽象層定義的硬體訪問接口寫入硬體暫存器val的值*/
static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value) {
int val = value;
LOGI("Hello JNI: set value %d to device.", val);
if(!hello_device) {
LOGI("Hello JNI: device is not open.");
return;
}
hello_device->set_val(hello_device, val);
}
/*通過硬體抽象層定義的硬體訪問接口讀取硬體暫存器val的值*/
static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz) {
int val = 0;
if(!hello_device) {
LOGI("Hello JNI: device is not open.");
return val;
}
hello_device->get_val(hello_device, &val);
LOGI("Hello JNI: get value %d from device.", val);
return val;
}
/*通過硬體抽象層定義的硬體模組打開接口打開硬體設備*/
static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {
return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device); //open HAL設備 寫法固定
}
/*通過硬體模組ID來初始化指定的硬體抽象層模組並打開硬體*/
static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz) { //固定寫法
hello_module_t* module; //固定寫法
LOGI("Hello JNI: initializing......");
if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (const struct hw_module_t**)&module) == 0) {
LOGI("Hello JNI: hello Stub found.");
if(hello_device_open(&(module->common), &hello_device) == 0) {
LOGI("Hello JNI: hello device is open.");
return 0;
}
LOGE("Hello JNI: failed to open hello device.");
return -1;
}
LOGE("Hello JNI: failed to get hello stub module.");
return -1;
}
/*JNI方法表*/
static const JNINativeMethod method_table[] = {
{"init_native", "()Z", (void*)hello_init},
{"setVal_native", "(I)V", (void*)hello_setVal},
{"getVal_native", "()I", (void*)hello_getVal},
};
/*註冊JNI方法*/
int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {
return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));
}
};
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注意，在hello_init函數中，通過Android硬體抽象層提供的hw_get_module方法來加載模組ID為HELLO_HARDWARE_MODULE_ID的硬體抽象層模組，其中，HELLO_HARDWARE_MODULE_ID是在<hardware/hello.h>中定義的。Android硬體抽象層會根據HELLO_HARDWARE_MODULE_ID的值在Android系統的/system/lib/hw目錄中找到相應的模組，然後加載起來，並且返回hw_module_t接口給調用者使用。在jniRegisterNativeMethods函數中，第二個參數的值必須對應HelloService所在的包的路徑，即com.android.server.HelloService。
三. 修改同目錄下的onload.cpp文件，首先在namespace android增加register_android_server_HelloService函數聲明：
namespace android {
.............................
int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env);
};
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在JNI_onLoad增加register_android_server_HelloService函數調用：
extern "C" jint JNI_onLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
.............................
register_android_server_HelloService(env);
.............................
}
|
這樣，在Android系統初始化時，就會自動加載該JNI方法調用表。
四. 修改同目錄下的Android.mk文件，在LOCAL_SRC_FILES變量中增加一行：
LOCAL_SRC_FILES:= \
com_android_server_AlarmManagerService.cpp \
com_android_server_BatteryService.cpp \
com_android_server_InputManager.cpp \
com_android_server_LightsService.cpp \
com_android_server_PowerManagerService.cpp \
com_android_server_SystemServer.cpp \
com_android_server_UsbService.cpp \
com_android_server_VibratorService.cpp \
com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp \
com_android_server_HelloService.cpp /
onload.cpp
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五. 編譯system.img：
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ mmm frameworks/base/services/jni
USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ make snod
這樣，重新打包的system.img鏡像文件就包含我們剛才編寫的JNI方法了，也就是我們可以通過Android系統的Application Frameworks層提供的硬體服務HelloService來調用這些JNI方法，進而調用低層的硬體抽象層接口去訪問硬體了。前面提到，在這篇文章中，我們暫時忽略了HelloService類的實現，在下一篇文章中，我們將描述如何實現硬體服務HelloService。
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