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

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. hello_device->set_val(hello_device, val);
14. }
15. /*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*/
16. static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz) {
17. int val = 0;
18. if(!hello_device) {
19. LOGI("Hello JNI: device is not open.");
20. return val;
21. }
22. hello_device->get_val(hello_device, &val);
23. LOGI("Hello JNI: get value %d from device.", val);
24. return val;
25. }
26. /*通过硬件抽象层定义的硬件模块打开接口打开硬件设备*/
27. static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {
28. return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);
29. }
30. /*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*/
31. static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz) {
32. hello_module_t* module;
33. LOGI("Hello JNI: initializing......");
34. if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (const struct hw_module_t**)&module) == 0) {
35. LOGI("Hello JNI: hello Stub found.");
36. if(hello_device_open(&(module->common), &hello_device) == 0) {
37. LOGI("Hello JNI: hello device is open.");
38. return 0;
39. }
40. LOGE("Hello JNI: failed to open hello device.");
41. return -1;
42. }
43. LOGE("Hello JNI: failed to get hello stub module.");
44. return -1;
45. }
46. /*JNI方法表*/
47. static const JNINativeMethod method_table[] = {
48. {"init_native", "()Z", (void*)hello_init},
49. {"setVal_native", "(I)V", (void*)hello_setVal},
50. {"getVal_native", "()I", (void*)hello_getVal},
51. };
52. /*注册JNI方法*/
53. int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {
54. return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));
55. }
56. };

      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。