Android应用层到Framework到HAL再到驱动层的整个流程分析

老罗的分析是从驱动到应用层的，但我想从app开发者的角度去反思这个流程，我反过来讲吧。

Tips：老罗这个例子，太多hello相关的函数和类了，要区分的话，目录是个好东西！要注意当前说的层在哪一个目录！我会把它加粗。

Tips2：封装是理清各层关系的关键，除了驱动，上面的app/framework（JNI）/HAL层主要工做都是封装。

应用层->Framwork层->HAL层
问题一.做为app开发者，若是我想调用硬件驱动的一个功能，我要怎么作？
1.先按常规办法，作好UI界面。能够IDE中调试好。

2.在事件触发函数里，调用SystemService，获取底层的服务，并把它转化为aidl接口

[javascript] view plain copy
import android.os.IHelloService;  
public class Hello extends Activity implements OnClickListener {   
   private IHelloService helloService = null;  
    .....  
   public void onCreat(Bundle savedInstanceState){  
    .....  
       helloService = IHelloService.Stub.asInterface( ServiceManager.getService("hello"));   
    .....  
  }  
}  
3.在onClick函数里调用该接口，让service执行目标功能。
[cpp] view plain copy
public void onClick(View v) {   
  .....  
  helloService.setVal(val);  
  .....  
}  

问题二.若是要在SDK源码里测试，有什么要注意？——Android.mk
1.在SDK里，aidl文件，会产生在out/target/common/obj目录下，本身去搜吧（参照http://blog.csdn.net/xzongyuan/article/details/38119551）

2.若是你在Eclipse上写aidl文件，会产生在apk源码目录的gen下。所以，若是要把源码复制到SDK，要把gen目录删掉，否则这个目录会生成aidl相关的java文件，会和第一步生成的产生冲突。

3.在源码目录新增长Android.mk，这样SDK编译的时候，才会把该源码编译进去。例如：能够把本身的测试代码放到：/package/experimental/hello 下，并在该目录新增Android.mk，这点能够查看兄弟目录的文件结构。

Android.mk的文件内容以下：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE_TAGS := optional
LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files)
LOCAL_PACKAGE_NAME := Hello
include $(BUILD_PACKAGE)
问题三.要怎样设计一个IHelloService供上层调用？
1.进入到frameworks/base/core/java/android/os目录，新增IHelloService.aidl接口定义文件：

      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ cd frameworks/base/core/java/android/os

      USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/frameworks/base/core/java/android/os$ vi IHelloService.aidl

      IHelloService.aidl定义了IHelloService接口：

[cpp] view plain copy
package android.os;    
     
interface IHelloService {    
    void setVal(int val);    
    int getVal();    
}    
2.为啥必须是os文件夹下呢？android下级目录还有不少其它目录，我猜想应该均可以放进去的。只须要你改下
/framework/base下的Android.mk，可见Android.mk在SDK里面是很重要的，它是个组织文件的Makefile。例子：

返回到frameworks/base目录，打开Android.mk文件，修改LOCAL_SRC_FILES变量的值，增长IHelloService.aidl源文件

[cpp] view plain copy
LOCAL_SRC_FILES += /  
  
   ....................................................................  
  
   core/java/android/os/IVibratorService.aidl /  
  
   core/java/android/os/IHelloService.aidl /  
  
   core/java/android/service/urlrenderer/IUrlRendererService.aidl /  
  
   .....................................................................  

编译后，会生成IHelloService.java(就是上面提到的/out/target/common下的目录)，这个文件的IHelloService接口，会实现一个Stub子接口，该子接口提供了一个函数，
[cpp] view plain copy
public static com.styleflying.AIDL.forActivity asInterface(android.os.IBinder obj)    
{    
   if ((obj==null)) {    
   return null;    
}    
这个函数就是前面提到的供Activity用的asInterface了。

activity里的使用方法以下，把具体的服务调出来了：

[cpp] view plain copy
helloService = IHelloService.Stub.asInterface( ServiceManager.getService("hello"));   

3.这个IHelloService对象应该放在哪里？
定一个类，继承它，并封装它的函数，最后把它注册到ServiceManager就好了

进入到frameworks/base/services/java/com/android/server目录，新增HelloService.java文件：

[cpp] view plain copy
<span><span class="keyword">package</span><span> com.android.server;  </span></span><span><span class="keyword">  
import</span><span> android.content.Context;  </span></span><span><span></span></span><span><span class="keyword">  
import</span><span> android.os.IHelloService;  </span></span><span></span><span><span class="keyword">  
import</span><span> android.util.Slog;    
</span></span>public class HelloService extends IHelloService.Stub {    
    private static final String TAG = "HelloService";    
    /*封装IHelloService接口的函数*/  
    HelloService() {      
        init_native();    
    }    
    public void setVal(int val) {    
        setVal_native(val);    
    }       
    public int getVal() {    
        return getVal_native();    
    }    
        
    private static native boolean init_native();    
    private static native void setVal_native(int val);    
    private static native int getVal_native();    
};    
[cpp] view plain copy
要注意，service是怎么调用jni的，是经过后面三句声明：private static native xxx();  
修改同目录的SystemServer.java文件，在ServerThread::run函数中增长加载HelloService的代码：
[cpp] view plain copy
@Override  
  
    public void run() {  
  
    ....................................................................................  
  
           try {  
  
                 Slog.i(TAG, "DiskStats Service");  
  
                 ServiceManager.addService("diskstats", new DiskStatsService(context));  
  
           } catch (Throwable e) {  
  
                 Slog.e(TAG, "Failure starting DiskStats Service", e);  
  
           }  
  
           try {  
  
                 Slog.i(TAG, "Hello Service");  
  
                 ServiceManager.addService("hello", new HelloService());  
  
           } catch (Throwable e) {  
  
                 Slog.e(TAG, "Failure starting Hello Service", e);  
  
           }  
  
    ......................................................................................  
  
    }        

4.JNI怎么关联JAVA和C语言？和上面的对象有什么关系？
上面提到的都是Java文件，包括SystemServer也是！JAVA到驱动，确定有个转化，JNI就负责这个转化功能，那到底是怎么实现的？其实第3点提到的HelloService.java所封装的IHelloService.Stub接口的函数，就是JNI往上层提供的函数。

这时，再回想下第1点，它提供了setVal函数，可是封装函数时，变为了setval_native。哪里作了这个转化？在JNI类里定义的，JNI类里主要作了如下事情：

1).引入HAL层的头文件

2).经过hw_get_module函数（HAL层通用函数）获取HAL层中，定义好的对应ID为（HELLO_HARDWARE_MODULE_ID）的module。

在HAL层的hardware/hello.h这个自定义头文件中定义了：

[cpp] view plain copy
#define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"   
3).有了module，就调用这个module的open方法来得到hw_device_t（关键类！这个是在HAL层定义的“硬件接口结构体”）。用处后面会提到。为了使得JNI层的设计更加模块化，为该调用动做作一个封装。所以有：
[cpp] view plain copy
static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {    
        return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);    
    }    
这个函数做用：传入第二步得到的HAL层的module，和一个空hw_device_t结构体。调用module的method（这个method在HAL层定义，详情请看后面介绍），这样，module调用open函数，打开了hw_device_t结构体变量hello_device。以后，setVal和getVal就利用这个hello_device实现HAL层读写操做了。可见，JNI层的关键是经过module的method来初始化hw_device_t，这是其它函数的根本。
4).最后，把jni文件（cpp文件）定义的函数，做封装，建立“方法表”，以供aidl对应的java文件调用。以老罗的例子来讲就是供IHelloService.java里的Stub接口调用

[cpp] view plain copy
static const JNINativeMethod method_table[] = {    
     {"init_native", "()Z", (void*)hello_init},    
     {"setVal_native", "(I)V", (void*)hello_setVal},    
     {"getVal_native", "()I", (void*)hello_getVal},    
 };    
这时，咱们能看到setVal_native了，可见，java中的setVal_native对应jni文件的hello_setVal。仅仅是一个映射，没做什么特别高深的事。
5)注册上面的方法表。怎么注册？由于是在onload.cpp进行注册，而不是直接在该类文件下注册，因此得先把jniRegisterNativeMethods封装为register_android_server_HlloService。而后把该封装放到同目录下的onload.cpp文件

[cpp] view plain copy
int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {    
   return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));    
   }    
在onload.cpp里
[cpp] view plain copy
namespace android {  
  
..............................................................................................  
  
int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env);  
  
};  
//在JNI_onLoad增长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。
6.最后在Android.mk这个组织者文件下添加说明：

修改同目录下的Android.mk文件，在LOCAL_SRC_FILES变量中增长一行：

      LOCAL_SRC_FILES:= \
      com_android_server_AlarmManagerService.cpp \
      com_android_server_BatteryService.cpp \
      com_android_server_InputManager.cpp \
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
      com_android_server_HelloService.cpp /
      onload.cpp

以下面的例子：

进入到frameworks/base/services/jni目录，新建com_android_server_HelloService.cpp文件：

包含以下头文件：

[cpp] view plain copy
#define LOG_TAG "HelloService"    
#include "jni.h"    
#include "JNIHelp.h"    
#include "android_runtime/AndroidRuntime.h"    
#include <utils/misc.h>    
#include <utils/Log.h>    
#include <hardware/hardware.h>    
#include <hardware/hello.h>    
#include <stdio.h>    
注意：头文件引入了HAL层定义的头文件hello.h和hardware.h。还有个AndroidRuntime.h（还没研究过，估计是jni须要的吧）
接着定义hello_init、hello_getVal和hello_setVal三个JNI方法：

[cpp] view plain copy
namespace android    
{    
    /*在硬件抽象层中定义的硬件访问结构体，参考<hardware/hello.h>*/    
        struct hello_device_t* hello_device = NULL;    
    /*经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*/    
        static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value) {    
        int val = value;    
        LOGI("Hello JNI: set value %d to device.", val);    
        if(!hello_device) {    
            LOGI("Hello JNI: device is not open.");    
            return;    
        }    
            
        hello_device->set_val(hello_device, val);    
    }    
        /*经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*/    
    static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz) {    
        int val = 0;    
        if(!hello_device) {    
            LOGI("Hello JNI: device is not open.");    
            return val;    
        }    
        hello_device->get_val(hello_device, &val);    
            
        LOGI("Hello JNI: get value %d from device.", val);    
        
        return val;    
    }    
        /*经过硬件抽象层定义的硬件模块打开接口打开硬件设备*/    
    static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {    
        return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);    
    }    
        /*经过硬件模块ID来加载指定的硬件抽象层模块并打开硬件*/    
    static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz) {    
        hello_module_t* module;    
            
        LOGI("Hello JNI: initializing......");    
        if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (const struct hw_module_t**)&module) == 0) {    
            LOGI("Hello JNI: hello Stub found.");    
            if(hello_device_open(&(module->common), &hello_device) == 0) {    
                LOGI("Hello JNI: hello device is open.");    
                return 0;    
            }    
            LOGE("Hello JNI: failed to open hello device.");    
            return -1;    
        }    
        LOGE("Hello JNI: failed to get hello stub module.");    
        return -1;          
    }    
        /*JNI方法表*/    
    static const JNINativeMethod method_table[] = {    
        {"init_native", "()Z", (void*)hello_init},    
        {"setVal_native", "(I)V", (void*)hello_setVal},    
        {"getVal_native", "()I", (void*)hello_getVal},    
    };    
        /*注册JNI方法*/    
    int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {    
    return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));    
    }    
};    

小结
至此，就打通了app和HAL的通道了。

1.hw_device_t是关键，jni文件里的函数就是调用了它的函数，并无做硬件操做，以下面函数： 

[cpp] view plain copy
static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value) {    
       int val = value;    
       ...............//判断hw_device_t变量是否为空  
       hello_device->set_val(hello_device, val);    
   }    
2.JNI的注册也并不难理解，就是根据语法填写方法表method_table[]，而后封装一个函数，并把这个函数声明在onload.cpp中。
3.另一个关键是自定义的Service类，这个类主要是用来实现IHelloService.aidl提供的接口；要注意的是，系统会自动把IHelloService.aidl编译为IHelloSerivce.java。这个文件提供了Stub这个代理接口，因此，Service类主要是实现该java的代理接口Stub。以下：

[cpp] view plain copy
public class HelloService extends IHelloService.Stub {    
    private static final String TAG = "HelloService";    
    /*封装IHelloService接口的函数*/  
    HelloService() {      
        init_native();    
    }    
    public void setVal(int val) {    
        setVal_native(val);    
    }       
    public int getVal() {    
        return getVal_native();    
    }    
怎么实现的呢？就是把JNI对上层声明的xxx_native函数封装在接口里。可见，Service类也只是封装，没什么特别高深的。
4.最后就是activity怎么调用HAL层的函数的问题了：先经过Stub代理类得到Service后，而后经过Service封装好的函数（调用JNI函数），实现JAVA到C的过渡。不过这一步还没达到驱动，只是到了HAL层。HAL层实际上也只是封装驱动的操做，因此，下面要讨论，HAL层是怎么“封装”驱动的。

HAL层的实现
HAL头文件分析

进入到在hardware/libhardware/include/hardware目录，新建hello.h文件

下面的Module ID，就是上一节提到的，会被JNI文件调用，用来获取对应的module实例。还记得module实例用来干嘛吧，用来open一个hw_device_t变量。下面的module和device结构体都属于HAL层的，不要和驱动混淆了，它仅仅是起封装做用（一个中介而已）。

两个结构体都有一个成员变量：common，做者这样写有什么含义？它意思应该是该HAL模块和设备结构只是在通用结构体（hw_module_t和hw_device_t）上加了一些成员变量和方法，封装了一个通用的HAL接口（其它HAL对象也会这样作），该通用结构还有不少函数，能够定义成其它名，如module或device。只要你在JNI引用HAL函数的时候，知道你调用的hello_module_t和hello_device_t里面还有一个通用结构体就好了。另外它还有一个做用，下一小节会提到。

[cpp] view plain copy
#ifndef ANDROID_HELLO_INTERFACE_H    
#define ANDROID_HELLO_INTERFACE_H    
#include <hardware/hardware.h>    
    
__BEGIN_DECLS    
    
/*定义模块ID*/    
#define HELLO_HARDWARE_MODULE_ID "hello"    
    
/*硬件模块结构体*/    
struct hello_module_t {    
    struct hw_module_t common;    
};    
    
/*硬件接口结构体*/    
struct hello_device_t {    
    struct hw_device_t common;    
    int fd;    //对应咱们将要处理的设备文件"/dev/hello"  
    int (*set_val)(struct hello_device_t* dev, int val);    
    int (*get_val)(struct hello_device_t* dev, int* val);    
};    
    
__END_DECLS    
    
#endif    
让咱们看看hw_module_t有什么做用？源码解释：
/**
 * Every hardware module must have a data structure named HAL_MODULE_INFO_SYM
 * and the fields of this data structure must begin with hw_module_t
 * followed by module specific information.
 */

typedef struct hw_module_t {

}

HAL实现文件分析：
module必须经过下面的宏HAL_MODULE_INFO_SYM来初始化通用结构体，tag也是固定的宏，这是HAL规范要求。

[cpp] view plain copy
/*模块方法表*/    
static struct hw_module_methods_t hello_module_methods = {    
    open: hello_device_open    
};    
[cpp] view plain copy
/** 
 * Name of the hal_module_info 
 */  
#define HAL_MODULE_INFO_SYM         HMI  
  
/*模块实例变量*/    
struct hello_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {    
    common: {    
        tag: HARDWARE_MODULE_TAG,    
        version_major: 1,    
        version_minor: 0,    
        id: HELLO_HARDWARE_MODULE_ID,    
        name: MODULE_NAME,    
        author: MODULE_AUTHOR,    
        methods: &hello_module_methods,  //对上层提供了函数表，只提供了open，其它函数如close/getVal/setVal都在hello_device_t的成员变量中  
    }    
};    

初始化完后，就有了name/method/author等变量值了，如今module的任务已经完成，能够无论这个变量了。

而后就是实现hello_device_open,用来填充hello_module_t里的methods成员，将会被JNI层调用。这个函数主要是填充了hello_device_t里的成员变量，包括通用的hw_device_t结构体。以下：

[cpp] view plain copy
static int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, const char* name, struct hw_device_t** device) {    
    struct hello_device_t* dev;dev = (struct hello_device_t*)malloc(sizeof(struct hello_device_t));    
        
    if(!dev) {    
        LOGE("Hello Stub: failed to alloc space");    
        return -EFAULT;    
    }    
    
    memset(dev, 0, sizeof(struct hello_device_t));    
    dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;    
    dev->common.version = 0;    
    dev->common.module = (hw_module_t*)module;    
    dev->common.close = hello_device_close;    
    dev->set_val = hello_set_val;dev->get_val = hello_get_val;    
    
    if((dev->fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR)) == -1) {    
        LOGE("Hello Stub: failed to open /dev/hello -- %s.", strerror(errno));free(dev);    
        return -EFAULT;    
    }    
    
    *device = &(dev->common);    
    LOGI("Hello Stub: open /dev/hello successfully.");    
    
    return 0;    
}    
最后那个*device=&(dev->common)有什么做用？device是传进来的参数，是hw_device_t指针的指针,这里把hello_devict_t 的common的指针传给它。回想JNI层作了什么？它经过这个hw_device_t指针，调用HAL的函数。且慢，hw_device_t是个成员变量，它怎么调用身为兄弟成员变量的函数？ 有读者已经分析了，以下：

JNI层的com_android_server_HelloService.cpp中

/*经过硬件抽象层定义的硬件模块打开接口打开硬件设备*/ 
static inline int hello_device_open(const hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {
      return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);
} 
因而可知*device＝&(dev->common)返回的是(struct hw_device_t*),而后又传给了(struct hello_device_t*)...，问题是何不支持返回*device =dev?

后来查看了一下hardware.h,获得如下原型:
typedef struct hw_module_methods_t {
    /** Open a specific device */
    int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
    struct hw_device_t** device);
} hw_module_methods_t;
原来Open函数的原型中,第三个参数的类型明确指出是: struct hw_device_t** device,而不能随即是咱们定义的(struct hello_device_t**)

由于hello_device_t的第一个成员变量是common，它的类型为hw_device_t，因此能够把一个hello_device_t指针强制转换为hw_device_t指针。这种用法在linux内核中很广泛。

 DEVICE_NAME定义为"/dev/hello"。因为设备文件是在内核驱动里面经过device_create建立的，而device_create建立的设备文件默认只有root用户可读写，而hello_device_open通常是由上层APP来调用的，这些APP通常不具备root权限，这时候就致使打开设备文件失败：

      Hello Stub: failed to open /dev/hello -- Permission denied.
      解决办法是相似于Linux的udev规则，打开Android源代码工程目录下，进入到system/core/rootdir目录，里面有一个名为ueventd.rc文件，往里面添加一行：
      /dev/hello 0666 root root
HAL小结
methods->open规定了第三个参数只能是通用结构体。但JNI操做的是自定义的hello_device_t结构体的内部函数，因此把common放在第一个成员变量的好处是，二者能够互相强制转化，既保证了methods->open的通用性，又保证了JNI能经过通用结构体hw_device_t得到自定义的hello_device_t，这样，JNI就能经过通用结构体的指针调用HAL函数了。这种办法很巧妙，要好好记住。

定义hello_device_close、hello_set_val和hello_get_val这三个函数：
前面的open函数里，已经把close函数指针赋给了“common通用结构体”(hw_device_t)和setVal/getVal函数指针赋给“自定义的变量”(hello_device_t)。下面是实现方法，你们关注下这些方法是怎么实现的。

close函数传给common变量，它主要是经过hello_device_t的文件描述符fd，来执行读写操做，调用了文件操做函数close/write/read（#include <fcntl.h> 
）。

[cpp] view plain copy
static int hello_device_close(struct hw_device_t* device) {    
    struct hello_device_t* hello_device = (struct hello_device_t*)device;    
    
    if(hello_device) {    
        close(hello_device->fd);    
        free(hello_device);    
    }    
        
    return 0;    
}    
    
static int hello_set_val(struct hello_device_t* dev, int val) {    
    LOGI("Hello Stub: set value %d to device.", val);    
    
    write(dev->fd, &val, sizeof(val));    
    
    return 0;    
}    
    
static int hello_get_val(struct hello_device_t* dev, int* val) {    
    if(!val) {    
        LOGE("Hello Stub: error val pointer");    
        return -EFAULT;    
    }    
    
    read(dev->fd, val, sizeof(*val));    
    
    LOGI("Hello Stub: get value %d from device", *val);    
    
    return 0;    
}    

最后，还要修改Android.mk文件

  LOCAL_PATH := $(call my-dir)

      include $(CLEAR_VARS)
      LOCAL_MODULE_TAGS := optional
      LOCAL_PRELINK_MODULE := false
      LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_SHARED_LIBRARIES)/hw
      LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog
      LOCAL_SRC_FILES := hello.c
      LOCAL_MODULE := hello.default
      include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
      注意，LOCAL_MODULE的定义规则，hello后面跟有default，hello.default可以保证咱们的模块总能被硬象抽象层加载到。 

USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ mmm hardware/libhardware/modules/hello
      编译成功后，就能够在out/target/product/generic/system/lib/hw目录下看到hello.default.so文件了。
HAL层的文件，编译后，都会在out/target下生成so文件。

怎么调用HAL生成的.so文件？
这是我猜想的：

应该是在系统启动的时候，把全部的.so文件读进来，这样，系统里有了module实例，上层（JNI）经过hw_get_module函数找到对应的module，而后进行后续的操做：先open，获得一个hello_device_t，而后调用它的成员变量实现各类底层操做。

HAL层->驱动层
这两层之间的交互，主要是经过文件节点。底层的驱动，一般会在/dev  , /sys/class , /proc下生成不一样驱动的文件节点。而后HAL经过上面一节提到的write/read/open/close函数对其进行操做。还有ioctl或者其它通信机制，以前有学过udev，它使用netlink机制，而不是文件节点。

驱动编写要点
进入到kernel/common/drivers目录，新建hello目录：

 USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android$ cd kernel/common/drivers

 USER-NAME@MACHINE-NAME:~/Android/kernel/common/drivers$ mkdir hello

在hello目录中增长hello.h文件： 
[cpp] view plain copy
#ifndef _HELLO_ANDROID_H_    
#define _HELLO_ANDROID_H_    
    
#include <linux/cdev.h>    
#include <linux/semaphore.h>    
    
#define HELLO_DEVICE_NODE_NAME  "hello"    
#define HELLO_DEVICE_FILE_NAME  "hello"    
#define HELLO_DEVICE_PROC_NAME  "hello"    
#define HELLO_DEVICE_CLASS_NAME "hello"    
    
struct hello_android_dev {    
    int val;    
    struct semaphore sem;    
    struct cdev dev;    
};    
    
#endif   

为了让文件节点能被fctl.h的read/write/close/open操做，必须在驱动提供file_operations。忽然感受，从上层分析到底层，比较好理解这里为啥定义了个file_operations。

[cpp] view plain copy
/*传统的设备文件操做方法*/    
static int hello_open(struct inode* inode, struct file* filp);    
static int hello_release(struct inode* inode, struct file* filp);    
static ssize_t hello_read(struct file* filp, char __user *buf, size_t count, loff_t* f_pos);    
static ssize_t hello_write(struct file* filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t* f_pos);    
    
/*设备文件操做方法表*/    
static struct file_operations hello_fops = {    
    .owner = THIS_MODULE,    
    .open = hello_open,    
    .release = hello_release,    
    .read = hello_read,    
    .write = hello_write,     
};    

这个hello_fops使用传统的设备操做方法进行初始化，那什么是不传统的呢？就是使用了统一接口。上层只须要用标准的fctl.h函数就能够操做fd对应的文件节点了，而不须要知道这个module的read函数是命名为xx_read,仍是yy_read。
那传统的hello_open设备设备操做方法里，又作了什么事？

[cpp] view plain copy
/*打开设备方法*/    
static int hello_open(struct inode* inode, struct file* filp) {    
    struct hello_android_dev* dev;            
        
    /*将自定义设备结构体保存在文件指针的私有数据域中，以便访问设备时拿来用*/    
    dev = container_of(inode->i_cdev, struct hello_android_dev, dev);    
    filp->private_data = dev;    
        
    return 0;    
}    
看来，只是经过已经初始化的inode->i_cdev变量（cdev类型），初始化一个hello_android_dev类型。这个转化是怎么实现的？container_of第三个参数dev是第二个参数的成员变量，而头文件把这个dev定义为cdev，只要第一个和第三个参数同类型，就能够基于已有的第一个参数初始化第二个参数。
那么第一个参数inode->i_cdev是在哪里初始化的呢？

module_init(hello_init)->hello_init()->hello_dev = kmalloc(sizeof(struct hello_android_dev), GFP_KERNEL)->__hello_setup_dev(hello_dev)

->cdev_init(&(dev->dev), &hello_fops)-> cdev_add(&(dev->dev),devno, 1)

这样，cdev在系统初始化时就init了，并注册到字符设备列表中。

注意：cdev_init(&(dev->dev), &hello_fops)把传统操做函数传给了字符设备。

到这里，我以为仍是没说清楚什么是传统函数，我查了下file_operation的结构体。它已经规定了函数的输入参数类型，即咱们要增长新的操做时候，要参考该结构体来编写。

[cpp] view plain copy
struct file_operations {  
  
  struct module *owner;  
  
  ssize_t(*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);   
  
  ssize_t(*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);  
  
  unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);  
.............................................  
  int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);  
  
  int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);  
  
  int (*open) (struct inode *, struct file *);  
  
  int (*release) (struct inode *, struct file *);  
   
};<span></span>   
最后是建立文件节点
linux提供了易用的函数，没什么难度，就不详谈了。

/*在/sys/class/目录下建立设备类别目录hello*/

class_create();

 /*在/dev/目录和/sys/class/hello目录下分别建立设备文件hello*/ 

device_create()

 /*在/sys/class/hello/hello目录下建立属性文件val*/

device_create_file()

dev_set_drvdata(temp, hello_dev);

/*建立/proc/hello文件*/     

hello_create_proc(); 

对应的有destroy函数，具体能够参见http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6568411 ---------------------