Android通过JNI调用驱动程序(完全解析实例)

 

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        要达到的目的：android系统中，用JAVA写界面程序，调用jni中间库提供的接口，去操作某个驱动节点，实现read,writer ioctl等操作！这对底层驱动开发人员是很重要的一个调试通道，也是android 系统下提供一些特殊功能接口的方法！

本文前提：我们假设已经写了一个驱动程序，它是控制LED的亮灭的，并且创建了一个节点：/dev/vib，也就是通过open这个vib节点，可以read/write/ioctl 操作驱动程序实现LED灯的亮灭控制，具体可以看我另一篇博文《android驱动例子（LED灯控制）》

开发环境 1、ubuntu下的NDK编译环境，2、Esclips开发环境

一、编写JNI模块

当安装好NDK编译环境后，会在它的目录下找到sample目录，它里面有一些例子，可以参考这些例子来写我们自已的模块。

1、 source文件夹下，新建“LEDSJNI”文件夹。

2、 Source/LEDSJNI/jni/目录下，新建“vib-jni.c”

vib-jni.c文件

#include <string.h>
#include <jni.h>
#include <fcntl.h> /*包括文件操作，如open() read() close() write()等*/
//----for output the debug log message
#include <android/log.h>
#define  LOG_TAG    "vib-jni"
#define  LOGI(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define  LOGE(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define  DEVICE_NAME  "/dev/vib"  //device point
#define  VIB_ON 0x11
#define  VIB_OFF 0x22
int fd;
jstring
Java_com_auly_control_vibClass_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jobject thiz )
{
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI--Peter for vib!");//打印字符串
}
 
jint   
Java_com_auly_control_vibClass_Init( JNIEnv*  env )
{
   LOGE("vibClass_Init() /n");
   fd = open(DEVICE_NAME,O_RDWR);//打开设备
   LOGE("vibClass_Init()-> fd = %d  /n",fd);
   if(fd == -1)
       {
           LOGE("open device %s error /n ",DEVICE_NAME);//打印调试信息
           return 0;
   }
   else
       {
          return 1;
       }
}
 
jint 
Java_com_auly_control_vibClass_IOCTLVIB( JNIEnv*  env, jobject  thiz, jint controlcode )
{
    int CTLCODE = controlcode;
    LOGE("IOCTLVIB() = %x --vibClass_IOCTLVIB /n",CTLCODE);
       switch(CTLCODE)
           {
        case VIB_ON:
                {
                    ioctl(fd,VIB_ON);//调用驱动程序中的ioctrl接口，把命令VIB_ON传下去，实现硬件操作
                break;
                }
        case VIB_OFF:
                {
                    ioctl(fd,VIB_OFF);//调用驱动程序中的ioctrl接口，把命令VIB_OFF传下去，实现硬件操作
                break;
                }        
        default:break;
       }
       return 1;
 }

3、相同目录下的新建Android.mk如下

Android.mk文件

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := vib-jni
LOCAL_SRC_FILES := vib-jni.c
LOCAL_CFLAGS    := -Werror
LOCAL_LDLIBS    := -llog -lGLESv2 //__android_log_print 函数
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

可以看到，主要是修改LOCAL_SRC_FILES指向源文件的名称！

还有一点很重要，如果要使用调试LOG 打印，也就是__android_log_print 函数。要在LOCAL_LDLIBS中添加-llog,如上面的Android.mk所示。

4、编译JNI模块

#cd /home/workspace/android-ndk-r4b/sources/LEDSJNI

进到刚才写的JNI目录

 

#ndk-build

编译JNI,编译成功后，会在LEDSJNI文件夹下生成libs和obj两个文件夹，并在

LEDSJNI/libs/armeabi下得到目标文件libvib-jni.so

（目前LEDSJNI文件夹只有3个目录jni,libs,obj）

二、JAVA程序

1、Eclipse新建工程

拷贝LEDSJNI目录到Windows下，例如C盘下。然后在它里面新建Eclipse 工程。

新键工程后，

如果出现如下错误：

ERROR: Unable to open class file C:/LEDSJNI/gen/com/auly/control/R.java: No such file or directory

解决方法如下：

对着该工程鼠标右键 》bulid path 》configure build path》java build path》order and Export

 

把里面的android 2.1勾上，Build project，就OK了

然后 Run as > Android application，就会出现android的模拟器了，里面跑个helloworld出来。

2、加入button和文本输出

程序到上面为止代码是ADT自动生成的，似乎与我们一点关系也没有。那我们来改一下代码，因为我们调用JNI接口是为了访问驱动程序操作硬件的，例如写，读，打开LED，关闭LED等等，由按钮触发的动作。

第一步是，增加两个Button，，在main.xml里描述一下：打开Res > layout> main.xml 文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    androidrientation="vertical"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    >
<TextView
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:text="@string/hello"
    />
 <Button android:id="@+id/led_on"/*这表示需要一个唯一的UID来作为Button的ID，它的引用名是led_on。*/
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="@string/LEDon">/*表示这个按钮的文本是来源于另一个资源描述文件strings.xml里的文:字资源LEDon */
        <requestFocus/>
</Button>
 <Button android:id="@+id/led_off"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="@string/LEDoff">
        <requestFocus/>
 </Button> 
</LinearLayout>

实际代码中，把注释去掉，否则编译不过的。

3、加入输出字符串资源

工程 > values > strings.xml 文件

修改如下

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <string name="hello">Led 控制程序</string>
    <string name="app_name">LEDAPP</string>
<string name="LEDon">打开LED</string>
<string name="LEDoff">关闭LED</string>
</resources>

上面的”打开LED”等资源，就是用在按钮上显示出来的字符串

经过上面的修改，现在程序界面上，已经有如下效果了

鼠标右键工程名>Run as > Android application 运行程序。

4、加入按钮对应的动作

“打开LED”按扭：调用JNI的IOCTLVIB(VIB_ON);

“关闭LED”按钮：调用JNI的 IOCTLVIB(VIB_OFF);

操作：

在LEDAPP > src > com.auly.control > vibrator.java文件

package com.auly.control;
/**定义头文件*/
import android.widget.TextView;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.util.Log;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
public class vibrator extends Activity {
    /** 定义变量 */
    public   static   final   int   VIB_ON = 0x11;   
    public   static   final   int   VIB_OFF = 0x22;
    vibClass mvibClass;/**定义类*/
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
 /**----------------初始化------------- */       
            mvibClass = new vibClass();/*声明类*/
            mvibClass.Init(); //调用JNI库里的初始化函数
 /**----------------按钮：打开LED------------- */             
     Button btn1 = (Button)findViewById(R.id.led_on);/*这里用到的ID，就是在main.xml里定义的 led_on*/ 
     btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() 
            {
                public void onClick(View v) /**当按钮按下*/
                {
                    mvibClass.IOCTLVIB(VIB_ON);
                }
            });
/**----------------按钮：关闭LED------------- */ 
            Button btn2 = (Button)findViewById(R.id.led_off);/*声明按钮,id main.xml里有定义*/
            btn2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() 
            {
                public void onClick(View v) /**当按钮按下*/
                {
                    mvibClass.IOCTLVIB(VIB_OFF);
                }
            });
    }
}

如果在保存时遇到说 save problems，无法保存，请先复制上面的代码，然后，关闭vibrator.java，提示保存时选不保存，然后在左边资源窗中再次双击打开该文件，把几日才复制下来的内容，粘贴上去，一般就能正常保存，不知道是不是Eclipse的不稳定造成的。

5、添加类vibClass

鼠标右键com.auly.control > new > Class

填参数：

Finish后，在/src/com/auly/control/得到如下的类文件

vibClass.java

修改如下

package com.auly.control;
/*Class for Vibrator --peter*/
public class vibClass {
    static {
        System.loadLibrary("vib-jni");/*加载JNI库*/
    }
    /*声明 函数*/
    public static native String stringFromJNI();/*输出字符串
    对应于JNI里面的
    jstring Java_com_auly_control_vibClass_stringFromJNI( JNIEnv* env,jobject thiz )
    */
    public static native int Init();/*初始化函数，对应于JNI里面的
                                   jint Java_com_auly_control_vibClass_Init( JNIEnv*  env )
                                    */
    public static native int IOCTLVIB(int controlcode);
                                    /*IO CTRL 接口
                                     * 对应于JNI里的
 jint Java_com_auly_control_vibClass_IOCTLVIB( JNIEnv*  env, jobject  thiz, jint controlcode )
 */
}

三、 编译运行

鼠标右键工程名，弹出菜单，选择 Run as > Android Application 就可以看到编译过程，编译完成后，会自动调用android模拟器，看到如下效果

安装到开发板：

在C:/LEDSJNI目录下，会看到bin文件夹，里面的LEDAPP.apk就是这个程序的安装文件，可以把它安装的开发板上，运行本程序，看控制开发板上的LED灯的效果。

步骤：

1、开发板上跑的kenel就已经把了LED驱动编译在里面了，

可以参考《android驱动例子(LED灯控制)》

2、开发板android跑起来后，PC机打开串口工具例如DNW，打开与开发板连接的COM口，然后敲打回车，就会在终端里看到“#”并有光标，表面进入了开发板的命令行终端，

输入命令：

#chmod 777 /dev/vib 

      这是为了使得vib这个节点可以被我们写的JNI操作，不然会open失败的，因为APK安装的JNI模块，权限不够，这个节点是我们的LED驱动生成的控制节点。

也可以在android文件系统yaffs编译时，通过init.rc 文件来实现这个操作，就是在该文件里随便一行，写上面的命令行，启动时会自动执行！这样就不用手动的改变该节点的属性了。

3、拷贝LEDAPP.apk到开发板上，通过安装工具把它安装到开发板上，如果不会安，可以GOOGLE一下，

4、运行程序，就能按程序上的近钮来控制开发板上的LED亮灭了！

要学好嵌入式，还是建议买一个开发板，因为在枯燥学习中，要实践才会记忆深刻，而且，在看到自已学的知道能做出一些功能，会很有成就感，更能积累信心往深处学。例如学驱动开发，能在开发板上做出一个应用，调用自已写的驱动程序，控制LED灯的亮灭，这就很能鼓励自已，让自已更有兴趣往下学，这样学习来会更快！

推荐下面4款，你可以根据你的经济能力来选一个

1、高级嵌入式开发板 ARM-A8内核，价格在2200~2700
X-210开发板（代码开放度高，XBOOT很牛）   
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