android6.0 SerialPort 服務

 

 

    上一篇博客描述了一個簡單的串口應用程序和驅動程序，了解了應用程序訪問串口的基本操作，如
打開串口，設置串口，寫串口，讀串口，關閉串口等。和Linux串口驅動的基本框架。這里將了解Android
下的串口系統框架，仍然使用上一篇博客中的tiny_serial.c作為本例的驅動，本例實現的功能不變，無
論應用程序寫任何數據到串口，都能從該串口中讀回。
    關於Android系統服務基本框架，可以參考http://www.cnblogs.com/hackfun/p/7612617.html博客，
Android串口(serial port)服務框架與該例子十分類似，這里作簡單描述。當然也有些不同的地方，后面會分析。

(A) 串口服務的基本框架
    1. 注冊驅動
    2. 注冊hal
    3. 注冊JNI
    4. 注冊和添加SerialService
    5. 串口管理SerialManager

(B) 打開串口
(C) 設置權限
(D) 測試串口

(A) 串口服務的基本框架
1. 注冊驅動
    通過加載kernel/driver/tty/serial/tiny_serial.c驅動，生成/dev/ttytiny0節點，應用通過訪問
該節點，實現的對串口的open、read、write、close等操作。

2. 注冊hal
    在Android串口服務中，省略了hal層，即通過JNI直接訪問驅動。

3. 注冊JNI
    通過frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_SerialService.cpp和
frameworks/base/core/jni/android_hardware_SerialPort.cpp兩個JNI文件對驅動訪問，
為JAVA提供底層驅動訪問的接口，如：

private native ParcelFileDescriptor native_open(String path);

private native void native_open(FileDescriptor pfd, int speed) throws IOException;
private native void native_close();
private native int native_read_array(byte[] buffer, int length) throws IOException;
private native int native_read_direct(ByteBuffer buffer, int length) throws IOException;
private native void native_write_array(byte[] buffer, int length) throws IOException;
private native void native_write_direct(ByteBuffer buffer, int length) throws IOException;
private native void native_send_break();

 

4. 注冊和添加SerialService
    frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SerialService.java的SerialService類
中提供了服務端通過JNI放問驅動的接口，如：

public String[] getSerialPorts()
public ParcelFileDescriptor openSerialPort(String path)

通過向frameworks/base/services//java/com/android/server/SystemServer.java的服務管理器ServiceManager
添加服務：

serial = new SerialService(context);
ServiceManager.addService(Context.SERIAL_SERVICE, serial);

並且，通過frameworks/base/core/java/android/app/SystemServiceRegistry.java

registerService(Context.SERIAL_SERVICE, SerialManager.class,
    new CachedServiceFetcher<SerialManager>() {
@Override
public SerialManager createService(ContextImpl ctx) {
    IBinder b = ServiceManager.getService(Context.SERIAL_SERVICE);
    return new SerialManager(ctx, ISerialManager.Stub.asInterface(b));
}});

可以訪問串口服務SerialService，客戶端通過獲得SerialService，就能遠程調用getSerialPorts()和
openSerialPort(String path)接口

 

5. 串口管理SerialManager
    frameworks/base/core/java/android/hardware/SerialManager.java中SerialManager對串口操作進一步管理，
客戶端只要實例化一個SerialManager對象，使用該對象的方法訪問串口。不過，該對象只對
openSerialPort(String name, int speed)管理。

 

(B) 打開串口
    通過以上簡單分析Android串口服務框架之后，這里進一步分析串口的打開open操作流程。
    在http://www.cnblogs.com/hackfun/p/7612617.html
博客中，只有服務端調用JNI訪問底層驅動，而在串口服務中，客戶端也調用JNI直接訪問底層驅動。服務端
只負責對串口的open操作，在frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_SerialService.cpp中

static jobject android_server_SerialService_open(JNIEnv *env, jobject /* thiz */, jstring path)
{
    const char *pathStr = env->GetStringUTFChars(path, NULL);
    //打開/dev/tty*節點
    int fd = open(pathStr, O_RDWR | O_NOCTTY);
    if (fd < 0) {
        ALOGE("could not open %s", pathStr);
        env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);
        return NULL;
    }   
    env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);

    jobject fileDescriptor = jniCreateFileDescriptor(env, fd);
    if (fileDescriptor == NULL) {
        return NULL;
    }
    //返回文件描述符，用於跨進程訪問文件
    return env->NewObject(gParcelFileDescriptorOffsets.mClass,
        gParcelFileDescriptorOffsets.mConstructor, fileDescriptor);
}

而read、write、close等相關操作在frameworks/base/core/jni/android_hardware_SerialPort.cpp中，
其中android_hardware_SerialPort_open只對串口進行相關設置，如波特，數據位等。由此看出
frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_SerialService.cpp和
frameworks/base/core/jni/android_hardware_SerialPort.cpp可能處於兩個不同的線程中，這兩個不
同的線程對同一個文件進行訪問，需要對文件描述符進行轉換。
在frameworks/base/core/jni/android_hardware_SerialPort.cpp中

static void android_hardware_SerialPort_open(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject fileDescriptor, jint speed)
{
    ......
    int fd = jniGetFDFromFileDescriptor(env, fileDescriptor);
    // duplicate the file descriptor, since ParcelFileDescriptor will eventually close its copy
    fd = dup(fd);
    if (fd < 0) {
        jniThrowException(env, "java/io/IOException", "Could not open serial port");
        return;
    }
    ......
}

 

 

(C) 設置權限

device/sprd/scx35l/common/rootdir/root/ueventd.sc8830.rc

......
/dev/ttytiny0             0660     system  system
......

 

device/sprd/scx35l/common/sepolicy/file_contexts

......
/dev/ttytiny0        u:object_r:serial_device:s0
......

 

device/sprd/scx35l/common/sepolicy/system_app.te

......
allow system_app serial_device:chr_file { open read write ioctl};
......

 

(D) 測試串口
    這里引用Android6.0源碼目錄下的一個串口測試app，還要添加一些權限等設置才能正常使用。
串口測試APP源碼：frameworks/base/tests/SerialChat

1. 設置權限：

frameworks/base/tests/SerialChat/Android.mk

......
LOCAL_CERTIFICATE := platform
......

 

frameworks/base/tests/SerialChat/AndroidManifest.xml

......
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.android.serialchat"
    android:sharedUserId="android.uid.system">
......

 

2. 添加串口節點名稱
    應用程序根據這個名稱來打開對應的串口。

frameworks/base/core/res/res/values/config.xml

......
<string-array translatable="false" name="config_serialPorts">
           <item>"/dev/ttytiny0"</item>
</string-array>
......

    用mmm frameworks/base/tests/SerialChat -B 編譯出的SerialChat.apk push到機器之后，就可以
進行測試了。

    a.點擊打開SerialChat.apk：

       

    

    b.輸入要發送的內容

       

 

    c.點擊確定（打鈎的位置）發送，並且接收顯示在上方。