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在Ubuntu为Android硬件抽象层（HAL）模块编写JNI方法提供Java访问硬件服务接口

 
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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$ cdframeworks/base/services/jni

USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/frameworks/base/services/jni$ vicom_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：

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  1. #defineLOG_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：

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  1. namespaceandroid
  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. structhello_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. staticvoidhello_setVal(JNIEnv*env,jobjectclazz,jintvalue){
  7. intval=value;
  8. LOGI("HelloJNI:setvalue%dtodevice.",val);
  9. if(!hello_device){
  10. LOGI("HelloJNI:deviceisnotopen.");
  11. return;
  12. }
  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. staticjinthello_getVal(JNIEnv*env,jobjectclazz){
  18. intval=0;
  19. if(!hello_device){
  20. LOGI("HelloJNI:deviceisnotopen.");
  21. returnval;
  22. }
  23. hello_device->get_val(hello_device,&val);
  25. LOGI("HelloJNI:getvalue%dfromdevice.",val);
  27. returnval;
  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. staticinlineinthello_device_open(consthw_module_t*module,structhello_device_t**device){
  31. returnmodule->methods->open(module,HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,(structhw_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. staticjbooleanhello_init(JNIEnv*env,jclassclazz){
  35. hello_module_t*module;
  37. LOGI("HelloJNI:initializing......");
  38. if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,(conststructhw_module_t**)&module)==0){
  39. LOGI("HelloJNI:helloStubfound.");
  40. if(hello_device_open(&(module->common),&hello_device)==0){
  41. LOGI("HelloJNI:hellodeviceisopen.");
  42. return0;
  43. }
  44. LOGE("HelloJNI:failedtoopenhellodevice.");
  45. return-1;
  46. }
  47. LOGE("HelloJNI:failedtogethellostubmodule.");
  48. return-1;
  49. }
  50. /*JNI方法表*/
  51. staticconstJNINativeMethodmethod_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. intregister_android_server_HelloService(JNIEnv*env){
  58. returnjniRegisterNativeMethods(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$ mmmframeworks/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。
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