Android系统集成C程序访问驱动设备节点

1、前言

Android系统中，应用程序一般是使用Java语言进行开发的，但是通过C语言也可以进行Android中的可执行程序开发，接下来，将简单介绍在Android系统中如何通过C程序来访问内核中sysfs的属性文件，也可以理解为驱动设备节点。

2、添加kernel驱动设备节点

做过Linux内核驱动开发的都知道，内核里面提供了GPIO控制的LED设备驱动子系统，接下来，将通过添加内核配置和设备树节点来添加一个LED设备节点。

首先是内核里面leds-gpio设备驱动的配置选项：

make menuconfig
    Device Driver --->
        -*- LED Support --->
        　　<*> LED Support for GPIO connected LEDs

添加完成LED子系统的config配置后，在编译内核的时候，将会该LED驱动模块集成到内核里面。

接下来，添加LED设备的设备树节点，如下所示：

gpio-leds {
   compatible = "gpio-leds";
   status = "ok";
   pinctrl-names = "default";
   pinctrl-0 = <&gpio_led_off>;

   led-red {
   　　gpios = <&msm_gpio 97 0>;
   　　label = "led-red";
   　　linux,default-trigger = "none";
   　　default-state = "off";
    };
};

在定义的设备节点里面，compatible属性的值，是用来和驱动程序进行匹配，gpios属性定义了使用到的GPIO号以及说明了是高电平有效，当引脚电平为高时，LED将会被点亮，关于如何定义LED子系统驱动的设备节点，可以参考下面的内核文档：

Documentationdevicetreeindingsledsleds-gpio.txt

将设备节点添加完成后，重新编译Linux内核boot.img，并使用fastboot烧写，便可以在sysfs系统中看到生成的LED设备节点信息了，如下所示：

在该LED设备节点中，brightness为设备的属性文件，表示为LED设备的亮度，当该属性文件的值为0时，LED为熄灭状态，当属性文件的值大于0时，LED为点亮状态，使用cat和echo命令能对该设备的属性文件进行读写，还能控制LED的状态：

# 查看当前LED状态
cat brightness

# 点亮LED灯
echo 1 > brightness

# 熄灭LED灯
echo 0 > brightness

能对LED的基本控制，就已经完成了内核驱动设备节点的添加了。

3、编写集成C程序

在上面已经完成了设备节点的添加了，那么，在Android系统中如何去集成C程序去访问该LED设备节点呢？

首先，进入到Android源码的external目录，创建一个新的ledctrl目录：

$ cd AOSP/external
$ mkdir ledctrl

然后在该目录下创建led-ctrl.c源文件和Android.mk编译脚本：

ledctrl.c源文件如下所示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

#define device_path "/sys/class/leds/led-red/brightness"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i,fd,ret;
    
    printf("argc = %d
", argc);
    for (i = 0; i < argc; i++)
        printf("argv[%d] = %s
", i, argv[i]);
    
    fd = open(device_path, O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        printf("open device file failed
");
        return fd;
    }

    if (0 == strcmp(argv[i-1], "on")) {
        ret = write(fd, "1", 1);
        printf("led open successfully
");
    }
    else if (0 == strcmp(argv[i-1], "off")) {
        write(fd, "0", 1);
        printf("led close successfully
");
    }
    else 
        printf("not define led state
");
    
    close(fd);
    return 0;
}

该文件主要就是完成对设备文件的读写，接下来是Android.mk文件的内容，如下：

# Android.mk for led-ctrl.c

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := led-ctrl
LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-c-files)
include $(BUILD_EXECUTABLE)

最后一行的BUILD_EXECUTABLE表示，该模块将编译为可执行程序。

编译完Android.mk文件后，使用mmm命令编译led-ctrl这个C程序模块：

$ cd AOSP
$ mmm ./external/ledctrl

成功编译后，将会在out/target/product/msm8909/system/bin目录生成所需要的可执行文件led-ctrl。

重新打包Android系统文件system.img，并使用fastboot命令重新烧写镜像文件：

$ make snod

# adb reboot bootloader
# fastboot flash system system.img
# fastboot reboot

4、可执行程序运行测试

先查看内核里面是否已经集成了led-ctrl这个C可执行程序：

# adb root
# adb shell

$ cd /system/bin
$ ls -al led*

结果如下：

在上面可以看到，led-ctrl这个执行程序已经集成到了Android系统里面，接下来使用控制LED设备节点的命令即可，如下：

5、小结

本文主要简单介绍了如何在内核里面添加LED子系统驱动的配置，并且添加LED设备树节点，并编写了一个简单的可执行程序来访问该LED驱动设备节点。