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一、编写Linux 内核驱动

1.1 编写驱动

Linux 驱动实际就是一个 Linux 内核模块。

首先，我们需要理解什么是内核模块？简单来说，内核模块是一段 “固定格式” 的代码，像一个“插件”一样，linux 内核可以动态的加载并执行这段代码，也可以把这段代码编译进内核，在内核启动的时候来执行这段代码。

下面我们写一个简单的 linux 驱动：在内核的drivers/char目录中添加 hello_driver.c

#include<linux/module.h>#include<linux/fs.h>#include<linux/errno.h>#include<linux/miscdevice.h>#include<linux/kernel.h>#include<linux/major.h>#include<linux/mutex.h>#include<linux/proc_fs.h>#include<linux/seq_file.h>#include<linux/stat.h>#include<linux/init.h>#include<linux/device.h>#include<linux/tty.h>#include<linux/kmod.h>#include<linux/gfp.h>/* 1. 确定主设备号 */staticintmajor=0;staticcharkernel_buf[1024];staticstructclass*hello_class;#defineMIN(a,b)(a<b?a:b)/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体 */staticssize_thello_drv_read(structfile*file,char__user*buf,size_tsize,loff_t*offset){interr;printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);err=copy_to_user(buf,kernel_buf,MIN(1024,size));returnMIN(1024,size);}staticssize_thello_drv_write(structfile*file,constchar__user*buf,size_tsize,loff_t*offset){interr;printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);err=copy_from_user(kernel_buf,buf,MIN(1024,size));returnMIN(1024,size);}staticinthello_drv_open(structinode*node,structfile*file){printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);return0;}staticinthello_drv_close(structinode*node,structfile*file){printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);return0;}/* 2. 定义自己的file_operations结构体 */staticstructfile_operationshello_drv={.owner=THIS_MODULE,.open=hello_drv_open,.read=hello_drv_read,.write=hello_drv_write,.release=hello_drv_close,};/* 4. 把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序 *//* 5. 谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数 */staticint__inithello_init(void){interr;printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);major=register_chrdev(0,"hello",&hello_drv);/* /dev/hello *///提供设备信息，自动创建设备节点。// /dev/hellohello_class=class_create(THIS_MODULE,"hello_class");err=PTR_ERR(hello_class);if(IS_ERR(hello_class)){printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);unregister_chrdev(major,"hello");return-1;}device_create(hello_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"hello");/* /dev/hello *///到这里我们就可以通过 /dev/hello 文件来访问我们的驱动程序了。return0;}/* 6. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数 */staticvoid__exithello_exit(void){printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);device_destroy(hello_class,MKDEV(major,0));class_destroy(hello_class);unregister_chrdev(major,"hello");}/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点 */module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

1.2 将模块编译进内核

接下来我们修改 /drivers/char/Kconfig 文件，使得我们的 hello_driver 模块，能出现在内核的编译选项中。

在 /drivers/char 中的 Kconfig 文件中添加：

config HELLO_DRIVER_MODULE bool"hello driver module support"defaulty

然后在 /drivers/char 下的 Makefile 文件中添加：

obj-$(CONFIG_HELLO_DRIVER_MODULE)+=hello_driver.o

当在 make menuconfig 编译菜单中选中了 hello module support，CONFIG_HELLO_MODULE的值是 y，没有选中值是 m（我们定义的默认值是 y）：

• obj-y += hello_driver.o 的意思是将 hello_driver.o 编译进内核
• obj-m += hello_driver.o 的意思是文件 hello_driver.o 作为"模块"进行编译，不会编译到内核，但是会生成一个独立的 “hello_driver.ko” 文件，可以使用insmod命令将模块加载到内核中

最后配置内核：

kernel/linux-5.4$ make menuconfig

进入 Device Drivers 选项：

进入 Character devices

这里就可以看见我们刚才添加的选项，默认是选上的。

然后执行编译：

source build/envsetup.sh lunch xxx make

烧录后抓取 kernel日志

#dmesg用于显示开机信息adb shell dmesg|grep hello

二、Native 程序测试驱动程序

在 frameworks/base/native/ 目录下创建如下的目录结构：

hello_drv_test/├── Android.mk └── hello_drv_test.c

其中 hello_drv_test.c 的内容如下：

#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<string.h>/* * ./hello_drv_test -w abc * ./hello_drv_test -r */intmain(intargc,char**argv){intfd;charbuf[1024];intlen;/* 1. 判断参数 */if(argc<2){printf("Usage: %s -w <string>\n",argv[0]);printf(" %s -r\n",argv[0]);return-1;}/* 2. 打开文件 */fd=open("/dev/hello",O_RDWR);if(fd==-1){printf("can not open file /dev/hello\n");return-1;}/* 3. 写文件或读文件 */if((0==strcmp(argv[1],"-w"))&&(argc==3)){len=strlen(argv[2])+1;len=len<1024?len:1024;write(fd,argv[2],len);}else{len=read(fd,buf,1024);buf[1023]='\0';printf("APP read : %s\n",buf);}close(fd);return0;}

测试程序的内容很简单，就是根据命令行参数读写 /dev/hello文件。

接着编写 Android.mk 文件：

LOCAL_PATH:=$(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE_TAGS:=optional LOCAL_SRC_FILES:=\ hello_drv_test.c LOCAL_MODULE:=hello_drv_test include $(BUILD_EXECUTABLE)

编译程序并push到机器：

# 编译 cd frameworks/base/native/hello_drv_test mm cd-adb push out/target/product/ceres-b7/system/bin/hello_drv_testsystem/bin/hello_drv_test system/bin adb shell # 执行程序 cd system/bin./hello_drv_test-w"hello"./hello_drv_test-r

执行程序的结果如下所示：

三、权限配置

要把驱动集成到系统中，还需要添加一些权限相关的配置：

在system/core/rootdir/ueventd.rc中添加：

/dev/hello0666root root

在system/sepolicy/device.te中添加：

typehello_dev_t,dev_type;

在system/sepolicy/file_contexts中添加

/dev/hello u:object_r:hello_dev_t:s0