Android深度探索（三）

標籤：

第八章

   蜂鳴器開發板上帶的一個硬體裝置。可以通過向寄存器寫入特定的值來控制蜂鳴器發出的聲音。下來將介紹蜂鳴器的使用原理，並實現蜂鳴器的驅動。pwm驅動的使用不同於LED驅動的使用，其由多個檔案組成，這是大多數linux驅動實現的標準方式。

編譯pwm驅動，有多個檔案組成的驅動。雖然倆個驅動實現的功能不同，但倆個驅動的原始碼是相同，linux驅動模組的依賴，代碼重用分為靜態和動態倆種。靜態重用把代碼放一塊就可以編譯最終產生一個可執行檔或程式庫。本節介紹一種代碼共用方式：模組依賴也稱匯出符號。強行卸載linux驅動，如果編寫的linux驅動在邏輯上是正確的，那麼就可以正常裝載和卸載。在意外環境下出現異常，就無法正常卸載。分為初始化函數崩潰，初始化函數無法正常返回。卸載函數堵塞，在調用卸載函數時成功返回才能順利完成。否則就會出現堵塞。

蜂鳴器驅動是開發板內建的一個簡單硬體，開啟的時候就會發出叫聲。基本原理就是通過脈衝控制蜂鳴器的而開啟和停止。通過I/O命令可以開啟和停止pwm。測試驅動編寫的I/O命令的程式 ioctl.pwm驅動與LED驅動實作類別似，可以還要簡單一些。將linux驅動分成多個實現檔案才使用了較為簡單的pwm驅動。也學到了更多的驅動代碼，對控制開發板有了進一步的瞭解。

第九章

    HAL是建立在Linux驅動之上的一套程式庫，這套程式庫並不屬於Linux核心，而是屬於Linux核心層之上的應用程式層。Google為Android加入HAL主要有如下的目的：統一硬體的調用介面、解決了GPL著作權問題。加入HAL的驅動使應用程式不需要再關心Linux驅動和裝置檔案的互動方式，而只需要像訪問普通API一樣就可以和Linux驅動進行互動。

    基本原理是只從指定寄存器讀取或寫入5個位元組，第1個位元組用於指定讀寫的動作以及寄存器類型。後4個位元組是讀寫的實際的資料。在與LED驅動互動時，只要向裝置檔案讀取或發送5個位元組的資料，就可以讀寫指定的寄存器。由於LED驅動程式的裝置檔案接收的不是字串，而是位元組類型的資料，因此需要單獨做一個程式向裝置檔案寫入位元組形式的資料，或從裝置檔案中讀取位元組類型的資料。

    編寫HAL模組的步驟和原理：定義結構體和宏，編寫HAL模組的open函數，定義hw_module_methods_t結構體變數，定義HAL_MODULE_INFO_SYM變數，編寫HAL模組的 close函數，編寫控制LED的函數。HAL模組可以被Android系統自動調用，自然也擁有類似main或init函數的介面，只不過這個介面不是函數，而是一個固定名稱的結構體變數也就是說，所有的HAL程式都必須要有一個變數。Linux驅動有兩種方式，一種就是通過傳統的方式直接與Linux驅動互動，如直接讀寫裝置檔案的資料。另外一種是Android特有的，就是通過HAL模組。HAL模組本質上就是通過Linux共用庫與Linux驅動互動，然後應用程式再訪問Linux共用庫。

第十章

   對於複雜的Linux驅動及HAL等程式庫，需要使用各種方法對其進行調試，例如，設定斷點、逐步跟蹤代碼、輸出調試資訊等。Printk函數運行在核心空間，printf函數運行在使用者空間。

   使用printk函數可以很方便地將訊息寫入記錄檔或控制台，但大量使用printk函數動作記錄檔案或控制台裝置檔案會嚴重影響Linux驅動的效能，因此，這就要求Linux驅動只在開發階段使用printk函數輸出訊息。Printk函數在控制台顯示訊息是通過/dev/console裝置檔案實現的，該裝置檔案只在字元介面的控制台下才起作用，所以printk函數只有用在字元介面的控制台上才能正常輸出訊息。

    在Linux檔案系統中，/proc經常被用來作為核心空間與使用者空間進行資料互動的工具。/proc是虛擬檔案系統，所以讀寫/proc檔案系統的速度要遠比讀寫/dev檔案系統的速度快。因此，/proc檔案系統也可作為Linux驅動與使用者空間程式互動的工具。在Linux驅動程式中可以使用核心功能在/proc目錄中建立和刪除虛擬檔案，也可以建立和刪除虛擬目錄。/proc檔案系統和/dev檔案系統一樣，也需要設定訪問檔案的動作處理函數，/dev檔案系統通過file_operations.read和file_operations.write函數指標變數讀寫裝置檔案的讀寫動作處理函數。Proc_dir_entry結構體代表一個虛擬目錄或檔案。Android模擬器只能通過連接埠映射方式使用gdbserver偵錯工具，但開發板除了可以通過IP串連到gdbserver外，還可以通過串口進行串連。

Android深度探索（三）