android平台的串口通信之C链接库的创建过程--汇总版

Android平台的串口通信之C链接库的创建过程--汇总版

 

    关键词：Android；NDK；JNI；SDK；串口；MakeFile；*.c；*.h

 Android发布初期，Google就表示其虚拟机Dalvik支持JNI编程方式，也就是第三方应用完全可以使用JNI调用自己的C动态库，但Google官方并没有明确表示支持开发者使用这种方法。终于在2009年6月，Google Android发布了NDK，它支持开发者使用C/C++语言开发Android程序。作为Android SDK的一个附加组件提供，开发者必须先安装Android SDK方可使用NDK。NDK的目的是为了增加代码的重用性及加快程序的运行速度，这有利于开发者从其他系统上移植软件到Android平台。
　　1 Android NDK简介
　　在Android上应用程序的开发大部分基于Java语言来实现。要使用C或是C++的程序或库，就需要使用NDK来实现。NDK是Native Development Kit的简称。它是一个工具集，集成了Android的交叉编译环境，并提供了一套比较方便的Makefile，可以帮助开发者快速开发C或是C++的动态库，并自动的将so动态库和java程序打包成apk，在Android上运行。有两个理由使用NDK:一是合理的重用现有的代码；二是在程序中某些关键的部分提高执行效率。
　　Android NDK目前作为Android SDK的一个附加组件提供，开发者须先安装Android SDK方可使用NDK。在Windows平台下进行NDK开发通常会采用Cygwin。Cygwin是一套可以运行在Windows平台上的UNIX/Linux模拟器。运行Cygwin后会出现一个类似Windows CMD的Shell环境界面，可以使用大部分Linux软件和功能。使用它我们可以方便的在Windows平台编译出Linux平台的库文件或应用程序。
　　2 安装和配置NDK开发环境
　　2.1、安装NDK
　　首先要完整安装SDK，尽量升级至最新版本的SDK。下载NDK，官网有三个版本分别是Windows、Mac OS X(intel)、Linux32/64(x86)，下载后解压即可使用。文中使用Windows版本的NDK,版本为android-ndk-r8。将它解压到某个目录下，文中我们将NDK放到D:\android-ndk-r8c目录中。

直接给大家我的百度网盘的下载地址吧：

内容包括cygwin，NDK，和cygwin的离线安装包（仅有devel的）

http://pan.baidu.com/share/link?shareid=129521&uk=2467914304

文件名：android-ndk-r8c.zip

大家也可以去百度下载

　　2.2、 安装Cygwin
　　首先去Cygwin官网下载网络安装程序，下载下来以后点击直接运行。安装过程中最关键的是选择需要安装的包，为支持Android NDK的开发，选择Default安装后再安装以下模块autoconf2.1、automake1.10、binutils、gcc-core、gcc4-core、gdb、pcre、pcre-devel、GNU awk。 如果不确定需要哪些包，直接全部安装就行，下载速度可能会很慢，不要急，直接在晚上挂机下载第二天可能就好了。

官方地址：http://www.cygwin.com/

文件名：setup.exe

安装过程：

1、运行Cygwin 安装程序setup.exe，然后选择“Install from Local Directory“，选择“下一步”，如图 所示。

 

2、选择安装方式、

 

 

3、选择Cygwin 的安装目录，注意Cygwin 的安装目录必须位于硬盘NTFS 分区（且尽量不要使用系统C 分区），否则会影响文件属性和权限操作，可能导致错误的结果。，直接选择“下一步”，如图 所示

4、选择安装包下载路径

5、选择使用的 Internet 连接类型。

6、选择一个镜像站点来下载安装包，或在User URL中输入网址，使用指定站点下载，如果不确定应该选择哪个站点，就选择地理位置比较近的站点。

7、稍等片刻，会列出站点可下载资源包，此处默认全部安装，可根据需要下载

8、点击下一步，开始下载，你就可以去睡觉了，下载完成后会自动安装

　　9、工作界面

下面开始将Android NDK配置到Cygwin中。运行Cygwin，修改Cygwin目录下（/home/usrname）的.bash_profile文件，在文件尾部加入如下代码，
　　NDK=/cygdrive/d/android-ndk-r8c　　

export NDK

　　然后重新启动Cygwin。输入cd $NDK，如果输出上面配置的/cygdrive/e/android-ndk-r5信息，则表明环境变量设置成功了，如图。接下来就可以用 Cygwin 来编译我们的NDK代码了。

　　3、Android NDK开发　　

目前为止，用C/C++编写Android应用程序有两种方式：

1. 用C/C++编写主要的逻辑层，再用java编写界面层并调用C/C++的库；

2. 用C/C++直接开发完整的应用程序，完全不用java。(仅Android 2.3之后的版本支持)

在此介绍第一种方法：

       流程~

       1)JNI接口设计；<即Linuxc.java文件中需要写的方法>
　　2) 使用C/C++实现本地方法；
　　3) 生成动态链接库；
　　4) 将动态链接库复制到Java工程，生成.apk文件。
　1、　首先，创建一个NDK工程,然后在这个文件夹下建立jni和src两个目录，jni用来存放我们的C文件（注：该文件夹下还存放有Android.mk文件和*.h头文件，其中h文件是自动生成的，不能对其进行修改，*.mk和C文件是自己编译的，），src是调用C库的Java接口文件。接着创建com_example_linux_Linuxc.h.c,该文件的主要作用是完成串口的打开和关闭。部分关键代码如下：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<fcntl.h>#include<errno.h>#include<unistd.h>#include"com_example_linux_Linuxc.h"#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<string.h>#include<stdint.h>#include<termios.h>#include<android/log.h>//#include <time.h> #include<sys/ioctl.h>#undef TCSAFLUSH#define TCSAFLUSH TCSETSF#ifndef _TERMIOS_H_#define _TERMIOS_H_#endif #define MAX_RECEIVE_BUF_LEN    1024 char buffer[MAX_RECEIVE_BUF_LEN];char buffer1[2*MAX_RECEIVE_BUF_LEN]; wchar_t w_buffer[4*MAX_RECEIVE_BUF_LEN]; int fd;struct termios newtio,oldtio; JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_linux_Linuxc_openUart(JNIEnv *env,jobject mc,jint i, jint mode){        int fd = -1;        if(mode == 0)        {            if(i == 0)            {                    fd=open("/dev/ttySAC0",O_RDWR, 0666);//O_NOCTTY                    return fd;            }            elseif(i==1)            {                fd=open("/dev/ttySAC1",O_RDWR, 0666);//O_NOCTTY                return fd;            }            elseif(i==2)            {                fd=open("/dev/ttySAC2",O_RDWR, 0666);                return fd;            }            elseif(i==3)          {              fd=open("/dev/ttySAC3",O_RDWR, 0666);              return fd;          }          elseif(i==4)          {              fd=open("/dev/ttySAC4",O_RDWR, 0666);              return fd;          }          }         elseif(mode == 1)         {            if(i == 0)            {                fd=open("/dev/ttyUSB0",O_RDWR, 0666);//O_NOCTTY                return fd;            }            elseif(i==1)            {                fd=open("/dev/ttyUSB1",O_RDWR, 0666);//O_NOCTTY                return fd;            }            elseif(i==2)            {                fd=open("/dev/ttyUSB2",O_RDWR, 0666);                return fd;            }            elseif(i==3)          {              fd=open("/dev/ttyUSB3",O_RDWR, 0666);              return fd;          }          elseif(i==4)          {              fd=open("/dev/ttyUSB4",O_RDWR, 0666);              return fd;          }          }     return fd;} JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_linux_Linuxc_closeUart(JNIEnv *env,jobject mc,jint fd){    close(fd);}Java_android_serialport_SerialPort_open(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path, jint baudrate) {　　……　　/* Opening device */　　const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy);　　LOGD("Opening serial port %s", path_utf);　　fd = open(path_utf, O_RDWR | O_DIRECT | O_SYNC);　　LOGD("open() fd = %d", fd);　　(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);　　……　　/* Configure device */　　……　　struct termios cfg;　　cfmakeraw(&cfg);　　cfsetispeed(&cfg, speed);　　cfsetospeed(&cfg, speed);　　}

在文件中，函数名这样定义：
　　jobject JNICALL Java_com_example_linux_Linuxc_openUart，这个是JNI的标准，定义需要按照如下格式：Java_packagename_classname_methodname
　2、　接着创建文件jni/Android.mk.这个文件是我们本地c代码的Makefile。文件内容如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)include$(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := uartLOCAL_SRC_FILES := com_example_uart_Linuxc.cLOCAL_LDLIBS += -llogLOCAL_LDLIBS +=-lminclude$(BUILD_SHARED_LIBRARY)　　

 

LOCAL_PATH:=$(callmy-dir)这句用来指定编译的路径通过调用宏my-dir获取到当前工作的路径。
　　include$(CLEAR_VARS) CLEAR_VARS这个变量是编译系统提供的用来指明一个GNU makefile文件添加这句主要的目的是清理所有的LOCAL_XXX，比如LOCAL_MODULE、LOCAL_SRC_FILES等。在每个新模块的开始处需要添加这句。
　　LOCAL_MODULE := serial_port这句定义了模块名称，将来编译的库或者可执行程序就以此命名。如果编译的是动态库或者静态库，那么库名就是libserial_port.so或者libserial_port.a。需要注意的是系统会在生成动态库或者静态库的时候自动添加lib的前缀。
　　LOCAL_SRC_FILES := SerialPort.c是列出需要编译的源码文件名。这里不需要列出头文件和被包含文件，因为编译系统会自动为你添加。
　　include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)这句说明将来产生的库是共享库即动态链接库。
3、　接着，.编译Linuxc.java文件，在cmd中用命令进到该java文件的目录，javacLinuxc.java，回车。jvm将编译出.class文件，将.class和.java相同的位置。

4、生成.h文件，用命令进入，javah + Linuxc.java所在的文件夹下 (包名一定要加上，无后缀)。如：

5、此时产生的.h后，jni的过程就完成了，jni:java native interface,为java提供调用本地方法的接口。完成界面：

将.h文件复制到jni目录下，我们就可以在cygwin下编译生成库文件了。如图所示，进入到工程目录下，运行ndk-build命令，生成了名为libserial_port.so的文件。

　然后在src目录下编写的serialport.java文件,该文件用于JNI接口调用。关键代码如下：

package com.example.linux; //import android.util.Log; publicclass Linuxc {    //打开串口库    static    {      try      {           System.loadLibrary("uart");           //Log.i("JIN","Trying to load libuart.so");       }       catch(UnsatisfiedLinkError ule)       {           //Log.e("JIN","WARNING:could not load libuart.so");       }    }    publicstaticnativeint openUart(int i,int j);// 打开串口     publicstaticnativevoid closeUart(int fd);//关闭串口    publicstaticnativeint setUart(int fd,int burd,int returntimeout, int returnminlen);//设置串口    publicstaticnativeint sendMsgUart(int fd,String msg);//发送串口信息    publicstaticnativeint sendMsgUartHex(int fd,String msg,int len);//发送串口信息hex   publicstaticnative String receiveMsgUart(int fd);//接受串口信息

    publicstaticnative String receiveMsgUartHex(int fd);//接收串口信息hex}

System.loadLibrary("serial_port")这句就是用来加载我们的c动态库的。上面声明方法的具体实现就在我们加载的库中。在完成了上述工作后，我们就可以针对具体应用来使用串口完成数据通信了。

        编译运行该工程，就可以生成apk文件了。将apk文件和libserial_port.so安装到Android平台后，就可以运行该应用程序了

 注：

android开发用ndk编译so库时，有时直接从别的地方拷贝Android.mk文件，会报：

make: ***没有规则可以创建“obj/local/armeabi/objs/a/a.o”需要的目标“/a.c”。停止。

出现这个这个错误，可能是因为android.mk的文件格式可能是windows下拷贝，或是从网页copy，只要用vi在linux下打开Android.mk文件把行尾一些多余的看不见字符清除即可。

 
最后、给一个使用cygwin错误汇总的链接：http://wenku.baidu.com/view/5d20212d3169a4517723a380.html

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