在上两篇文章中,我们介绍了如何为Android系统的硬件编写驱动程序,包括如何在Linux内核空间实现内核驱动程序和在用户空间实现硬件抽象层接口。实现这两者的目的是为了向更上一层提供硬件访问接口,即为Android的Application Frameworks层提供硬件服务。我们知道,Android系统的应用程序是用Java语言编写的,而硬件驱动程序是用C语言来实现的,那么,Java接口如何去访问C接口呢?众所周知,Java提供了JNI方法调用,同样,在Android系统中,Java应用程序通过JNI来调用硬件抽象层接口。在这一篇文章中,我们将介绍如何为Android硬件抽象层接口编写JNI方法,以便使得上层的Java应用程序能够使用下层提供的硬件服务。

      一. 参照在Ubuntu上为Android增加硬件抽象层(HAL)模块访问Linux内核驱动程序一文,准备好硬件抽象层模块,确保Android系统镜像文件system.img已经包含hello.default模块。

      二. 进入到frameworks/base/services/jni目录,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,实现JNI方法。注意文件的命令方法,com_android_server前缀表示的是包名,表示硬件服务HelloService是放在frameworks/base/services/java目录下的com/android/server目录的,即存在一个命令为com.android.server.HelloService的类。这里,我们暂时略去HelloService类的描述,在下一篇文章中,我们将回到HelloService类来。简单地说,HelloService是一个提供Java接口的硬件访问服务类。

      首先是包含相应的头文件:

 

  1. #define LOG_TAG "HelloService" 
  2. #include "jni.h" 
  3. #include "JNIHelp.h" 
  4. #include "android_runtime/AndroidRuntime.h" 
  5. #include <utils/misc.h>  
  6. #include <utils/Log.h>  
  7. #include <hardware/hardware.h>  
  8. #include <hardware/hello.h>  
  9. #include <stdio.h> 

    接着定义hello_init、hello_getVal和hello_setVal三个JNI方法:

 

  1. namespace android  
  2. {  
  3.     /*在硬件抽象层中定义的硬件访问结构体,参考<hardware/hello.h>*/  
  4.         struct hello_device_t* hello_device = NULL;  
  5.     /*通过硬件抽象层定义的硬件访问接口设置硬件寄存器val的值*/  
  6.         static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value) {  
  7.         int val = value;  
  8.         LOGI("Hello JNI: set value %d to device.", val);  
  9.         if(!hello_device) {  
  10.             LOGI("Hello JNI: device is not open.");  
  11.             return;  
  12.         }  
  13.           
  14.         hello_device->set_val(hello_device, val);  
  15.     }  
  16.         /*通过硬件抽象层定义的硬件访问接口读取硬件寄存器val的值*/  
  17.     static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz) {  
  18.         int val = 0;  
  19.         if(!hello_device) {  
  20.             LOGI("Hello JNI: device is not open.");  
  21.             return val;  
  22.         }  
  23.         hello_device->get_val(hello_device, &val);  
  24.           
  25.         LOGI("Hello JNI: get value %d from device.", val);  
  26.       
  27.         return val;  
  28.     }  
  29.         /*通过硬件抽象层定义的硬件模块打开接口打开硬件设备*/  
  30.     static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {  
  31.         return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);  
  32.     }  
  33.         /*通过硬件模块ID来加载指定的硬件抽象层模块并打开硬件*/  
  34.     static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz) {  
  35.         hello_module_t* module;  
  36.           
  37.         LOGI("Hello JNI: initializing......");  
  38.         if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (const struct hw_module_t**)&module) == 0) {  
  39.             LOGI("Hello JNI: hello Stub found.");  
  40.             if(hello_device_open(&(module->common), &hello_device) == 0) {  
  41.                 LOGI("Hello JNI: hello device is open.");  
  42.                 return 0;  
  43.             }  
  44.             LOGE("Hello JNI: failed to open hello device.");  
  45.             return -1;  
  46.         }  
  47.         LOGE("Hello JNI: failed to get hello stub module.");  
  48.         return -1;        
  49.     }  
  50.         /*JNI方法表*/  
  51.     static const JNINativeMethod method_table[] = {  
  52.         {"init_native""()Z", (void*)hello_init},  
  53.         {"setVal_native""(I)V", (void*)hello_setVal},  
  54.         {"getVal_native""()I", (void*)hello_getVal},  
  55.     };  
  56.         /*注册JNI方法*/  
  57.     int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {  
  58.             return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));  
  59.     }  
  60. }; 

 注意,在hello_init函数中,通过Android硬件抽象层提供的hw_get_module方法来加载模块ID为HELLO_HARDWARE_MODULE_ID的硬件抽象层模块,其中,HELLO_HARDWARE_MODULE_ID是在<hardware/hello.h>中定义的。Android硬件抽象层会根据HELLO_HARDWARE_MODULE_ID的值在Android系统的/system/lib/hw目录中找到相应的模块,然后加载起来,并且返回hw_module_t接口给调用者使用。在jniRegisterNativeMethods函数中,第二个参数的值必须对应HelloService所在的包的路径,即com.android.server.HelloService。

      三. 修改同目录下的onload.cpp文件,首先在namespace android增加register_android_server_HelloService函数声明:

      namespace android {

      ..............................................................................................

      int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env);

      };

      在JNI_onLoad增加register_android_server_HelloService函数调用:
      extern "C" jint JNI_onLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
      {
       .................................................................................................
       register_android_server_HelloService(env);
       .................................................................................................
      }
      这样,在Android系统初始化时,就会自动加载该JNI方法调用表。
      四. 修改同目录下的Android.mk文件,在LOCAL_SRC_FILES变量中增加一行:
      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
      五. 编译和重新找亿system.img:
      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ mmm frameworks/base/services/jni
      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ make snod
      这样,重新打包的system.img镜像文件就包含我们刚才编写的JNI方法了,也就是我们可以通过Android系统的Application Frameworks层提供的硬件服务HelloService来调用这些JNI方法,进而调用低层的硬件抽象层接口去访问硬件了。前面提到,在这篇文章中,我们暂时忽略了HelloService类的实现,在下一篇文章中,我们将描述如何实现硬件服务HelloService,敬请关注。