Android驱动
(2012-11-02 16:11:13)转载▼ android驱动
分类：Android Android内核的结构和标准的Linux内核基本相同，只是在其基础上增加了私有的内容。其主要增加了一些驱动程序：Android专用驱动和Android使用的设备驱动。
Android对Linux内核的更改较少，但是增加了一些没有加入标准Linux内核的内容，如yaffs文件系统。
一、Android专用驱动
Android中有一些驱动程序提供辅助操作系统的功能，这些驱动程序不是Linux系统的标准驱动，它们一般并不操作实际的硬件，只是辅助系统的运行。主要的Android专用驱动如下：
·Ashmem：匿名共享内存驱动
·Logger：轻量级的log驱动
·Binder：基于OpenBinder系统的驱动，为Android平台提供IPC支持
·AndroidPower Management（PM）：电源管理模块
·LowMemory Killer：在缺少内存的情况下，杀死进程
·AndroidPMEM：物理内存驱动
①Ashmem（Anonymous Shared Memory）
通过这种内核机制，可以为用户空间程序提供分配内存的机制。Ashmem的设备节点名称是/dev/ashmem；其主设备号为10（MiscDriver），次设备号动态生成。在用户空间Clibutil库对Ashmem进行封装并提供接口。Ashmem为Android系统提供了内存分配功能，实现类似malloc的功能。
②Binder
Binder驱动程序为用户层程序提供了IPC（进程间通信）支持，Android整个系统的运行都依赖Binder驱动。Binder的设备节点名称是/dev/binder；其设备号为10（MiscDriver），次设备号动态生成。在用户空间libutil工具库和ServiceManager守护进程中调用Binder接口以提供对整个系统的支持。Binder是Android中主要使用的IPC方式，通常只需要按照模版定义相关的累即可，不需要直接调用Binder驱动程序的设备节点。
③Logger
Logger驱动程序为用户层程序提供log支持，这个驱动作为一个工具来使用。在用户空间中，Logger有3个设备节点：/dev/log/main、/der/log/event、/dev/log/radio。在Android的用户空间logcat程序调用Logger驱动。
二、Android使用的设备驱动
①Framebuffer显示驱动
在Linux中，Framebuffer驱动是标准的显示设备的驱动；对于PC系统，Framebuffer驱动是显卡的驱动；对于嵌入式系统的SOC处理器，Framebuffer通常作为其LCD控制器或者其它显示设备的驱动。Framebuffer驱动是一个字符设备，主设备号为29，次设备号递增生成（由每个Framebuffer程序的注册顺序决定）；其设备节点通常是：/dev/fbX，当有多个显示设备时，使用/dev/fb0、/dev/fb1等来表示。Framebuffer驱动在用户空间大多使用ioctl、mmap等文件系统的接口进行操作，ioctl用于获得和设置信息，mmap可以将Framebuffer的内存映射到用户空间。Framebuffer驱动也可以直接支持write操作，即直接用写的方式输出显示内容。Framebuffer显示驱动的架构如下图：
②Event输入设备驱动
Input驱动程序是Linux输入设备的驱动程序，分成游戏杆（joystick）、鼠标（mouse和mice）和事件设备（Eventqueue）3种驱动程序。其中事件驱动程序是目前通用的驱动程序，可支持键盘、鼠标、触摸屏等多种输入设备。
Input驱动程序的主设备号是13,3种驱动程序的设备号分配是：
·joystick游戏杆：0-61；
·mouse鼠标：33-62；
·mice鼠标：63；
·事件设备：64-95。
实际上，每一种Input设备占用5位，因此每种设备个数是32个。
Event设备在用户空间大多使用read、ioctl、poll等文件系统的接口进行操作，read用于读取输入信息，ioctl用于获得和设置信息，poll调用可以进行用户空间的阻塞，当内核有按键等中断时，通过在中断中唤醒poll的内核实现，这样在用户空间的poll调用也可以返回。
Event设备在文件系统中的设备节点为：/dev/input/eventX。其架构图如下：
③v4l2摄像头——视频驱动
V4L的全称是Video4Linux（Video forLinux），是Linux内核中标准的关于视频的驱动程序。在Linux系统中，摄像头（Camera）——视频一般规范到了使用V4L2（V4L的版本2）驱动程序。其设备节点路径通常为：/dev/video/videoX。其主设备号为81，对于视频设备，其次设备号为0-63；对于Radio设备，其次设备号为64-127；对于Teletext设备，其次设备号为192-223；对于VBI（VerticalBlank Interrupt）设备，其次设备号为224-255.
V4L2驱动的Video设备可以支持捕获和视频输出方式，通常使用其作为摄像头的驱动程序。Video设备在用户空间通过各种ioctl调用进行控制，并且可以使用mmap进行内存映射。其架构图如下：
④OSS音频驱动![Android驱动]( "Android驱动")
OSS（OpenSoundSystem）是数字音频设备（有时也称codec、PCM、DSP、ADC/DAC设备），用于播放或录制数字化的声音，它的指标主要有：采样速率（电话为8K，DVD为96K）、channel数目（单声道、立体声）、采样分辨率（8bit、16bit）。
OSS驱动是字符设备，其主设备号为14，次设备号由各个设备单独定义。OSS主要有以下几种设备文件：
·/dev/mixer：次设备号为0，访问声卡中内置的mixer，调整音量大小，选择音源；
·/dev/sndstat：次设备号为6，测试声卡，执行cat/dev/sndstat，会显示声卡驱动的信息；
·/dev/dsp（/dev/dspW、/dev/audio）：次设备号为3，读此设备就相当于录音，写此设备就相当于放音。/dev/dsp和/dev/audio之间的区别在于采样的编码不同，/dev/audio使用μ律编码，/dev/dsp使用8位无符号数的线性编码，/dev/dspW使用16位有符号数的线性编码。/dev/audio主要实现了与SunOS的兼容；
·/dev/sequencer：次设备号为1，访问声卡内置的或者链接在MIDI端口的synthesizer（合成器）
·/dev/midiXX：次设备号为2、18、34，MIDI端口。
在用户空间中，最常用的是使用/dev/mixer节点进行音量大小等控制，使用ioctl接口，/dev/dsp用于音频数据操作，write用于放音，read用于录音。其架构图如下：
⑤ALSA音频驱动
ALSA（Advanced Linux SoundArchitecture）是为音频系统提供驱动的Linux内核组件，以替代原先的OSS。ALSA是一个完全开放源代码的音频驱动程序集，除了像OSS那样提供一组内核驱动程序模块之外，ALSA还专门为简化应用程序编写提供相应的函数库，与OSS提供的基于ioctl等原始编程接口相比，ALSA函数库使用起来要更为方便一些。在用户空间中，ALSA驱动通常配合ALSA库来使用，ALSA库通过ioctl等接口调用ALSA驱动程序的设备节点。对于ALSA驱动的调用，通常调用的是用户空间的ALSA库的接口，而不是直接调用ALSA驱动程序。其架构图如下：
⑥MTD驱动
MTD（Memory TechnologyDevice）通常用于Linux中Flash驱动程序。MTD设备包括字符设备和块设备。
·MTD字符设备的设备节点：/dev/mtdX。主设备号为90，次设备号依次排列。
·MTD块设备的设备节点：/dev/block/mtdblockX。主设备号为13，次设备号依次排列。
MTD驱动程序通常不在用户空间直接调用，而是用于构建文件系统，用户空间只需要使用文件系统即可，驱动程序的实现对用户空间是透明的。其架构图如下：
⑦蓝牙驱动
在Linux中，蓝牙设备驱动是网络设备，使用网络接口。蓝牙的驱动程序一般都通过标准的HCI控制实现，但根据硬件接口和初始化流程的不同，又存在一些差别。这类初始化动作一般是一些晶振频率、波特率等基础设置，比如CSR的芯片一般通过BCSP协议完成最初的初始化配置，再激活标准HCI控制流程。对Linux来说，一旦bluez可以使用HCI与芯片建立起通信（一般是hciattach+hciconfig），便可以利用其上的标准协议（SCO、L2CAP等）与蓝牙通信，使其正常工作。
⑧Wlan驱动
在Linux中，Wlan设备驱动是网络设备，使用网络接口。Wlan在用户空间使用标准的socket接口进行控制。WiFi驱动程序在Android中一般编译成内核模块的方式，通过应用程序设置开关进行加载和卸载。同时，要使WiFi芯片正常工作，驱动中通常还需要实现烧写固件程序和一些初始化配置到WiFi芯片的逻辑。
