Android系統(tǒng)下CAN總線驅(qū)動程序的設計與實現(xiàn)

(2)MCP2515中斷方式。由于CAN總線接收數(shù)據(jù)時必須與系統(tǒng)以中斷方式交換數(shù)據(jù)，所以必須注冊中斷。使用的中斷函數(shù)有request_irq()，free_irq()，enable_irq()和disable_irq()，其中函數(shù)request_irq()是給定的中斷源裝載中斷處理程序；enable_irq()調(diào)用中斷控制函數(shù)使給定的中斷鏈有效；free_irq()釋放分配給已定中斷的內(nèi)存；disable_irq()使定義中斷鏈失效。具體代碼為request_irq(irq_EINTO mcp2515_int，IRQF_DISABLED，device_name，NULL)；其中函數(shù)request_irq()的第1個參數(shù)是設備申請的中斷號；第2個參數(shù)是向系統(tǒng)注冊的中斷處理函數(shù)；第3個參數(shù)是中斷處理的屬性，IRQF_DISABLED表示中斷處理程序是一個快速中斷處理程序，被調(diào)用時屏蔽所有中斷；第4個參數(shù)是中斷的設備名稱；第5個參數(shù)是申請時通知系統(tǒng)的設備標志，該函數(shù)返回值為0表示申請成功，返回負數(shù)表示失敗，這樣當中斷發(fā)生時，在中斷處理函數(shù)mcp2515_int()中讀取CAN狀態(tài)寄存器CANSTAT，判斷RXB0是否裝入報文，如果是則把報文通過SPI接收數(shù)據(jù)寄存器讀取到buff er中，等待系統(tǒng)函數(shù)CAN_Read()讀取。
(3)MCP2515驅(qū)動程序的核心文件結(jié)構(gòu)file_operations。CAN總線應用程序通過file_operations數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)訪問CAN設備驅(qū)動函數(shù)，／kem el／linux／fs．h>對file_operations數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的各個變量做了詳解。內(nèi)核可以通過文件結(jié)構(gòu)來訪問驅(qū)動程序的函數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用。
CAN應用程序可以通過系統(tǒng)函數(shù)read()和write()實現(xiàn)讀取和寫入相應的數(shù)據(jù)，open()函數(shù)中完成設備的打開，close()函數(shù)中完成注銷設備的工作，ioctl()函數(shù)中需要完成MCP2515控制器的初始化工作：設置控制器的工作模式、設置控制總線的波特率、清空發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)等。
3．3 CAN驅(qū)動編譯
(1)將寫好的驅(qū)動源文件拷貝到／kernel／drivers／char／下，并打開Kconfig添加如下代碼：
config S5pv210_CAN
tristate“S5pv210 can controller driver”
depends on ARCH_S5pv210
help
This option enable support for CAN
(2)在／kernel／drivers／char／Makefile文件的適當位置添加如下代碼：
obj-$(CONFIG_S5pv210_CAN)+=S5pv210-can．o
(3)添加can功能。在／kernel／下make menuconfig DeviceDrivers→Characterdevices→M>S5pv210 cancontroller driver動態(tài)加載CAN驅(qū)動并保存退出。
(4)重新編譯內(nèi)核。在終端進入／kernel／目錄，執(zhí)行make命令后在／kernel／drivers／char／下找到S5pv210_can．o，此為Linux kernel層生成的CAN設備驅(qū)動文件，kernel層驅(qū)動向下直接操作硬件，向上層也就是HAL層，提供／dev／can設備節(jié)點文件，提供驅(qū)動接口unclocked_ioctl()函數(shù)。

4 Android HAL層的調(diào)用
CAN驅(qū)動程序在Android系統(tǒng)下的實現(xiàn)，硬件抽象層(HAL)的調(diào)用是關鍵。將Android系統(tǒng)移植到其他硬件平臺或在Android系統(tǒng)中添加新硬件支持時，都需要對Android HAL層進行移植或?qū)崿F(xiàn)在libhardware接口的頭文件hardware．h中，定義了HAL實現(xiàn)過程中的3個通用結(jié)構(gòu)體struct hw_module_t、struct hw_module_methods_t和struct hw_device_tostruct hw modules_methods_t用來表示一個模塊表示方法，結(jié)構(gòu)體中只包含了打開模塊的函數(shù)指針。struethw_module_t用來定義一個硬件模塊的信息，具體的硬件模塊中，需要“繼承”這個結(jié)構(gòu)體。st ruct hw_device_t用來表示一個硬件設備，在一個硬件模塊中可以同時包含多個硬件設備。在一個模塊的HAL層開發(fā)中，具體的硬件調(diào)用流程為：(1)通過ID得到硬件模塊。(2)從硬件模塊得到hw_modules_t，打開得到硬件設備hw_device_t。(3)調(diào)用hw_device_t中的各個方法。(4)通過hw_device_t的close關閉設備。
Android系統(tǒng)下CAN模塊的實現(xiàn)在完成SPI總線和：MCP2515控制器的驅(qū)動后必須實現(xiàn)Android HAL層的調(diào)用。CAN總線的HAL層調(diào)用流程如圖6所示。

編寫HAL層使用struet hw_module_t、struct hw_module_methods_t和struct hw_device_t 3個結(jié)構(gòu)體來設置對CAN模塊的操作方法；JNI層主要完成對HAL層提供的硬件操作方法的注冊，JNI通過CAN_HARDWARE_MODULE_ID找到對應的stub，使Framework層可以使用這些方法；Setv ice層主要聲明了JNI可以提供的方法，加載libcan_runtime．so，加載時會調(diào)用JNI層的JNI_OnLoad，這樣JNI中的方法可以被 Service調(diào)用；編寫App應用程序，使App直接調(diào)用service，完成Android HAL層的調(diào)用。之后將can文件夾放到系統(tǒng)development目錄下。
配置環(huán)境變量執(zhí)行．．／build／envsetup．sh。然后執(zhí)行mmm development／can編譯文件。最后，重新編譯內(nèi)核，生成鏡像文件，下載并運行操作系統(tǒng)。此時，CAN總線驅(qū)動程序?qū)虞d，這樣就實現(xiàn)了Android系統(tǒng)下CAN控制器MCP2515驅(qū)動程序的開發(fā)。

5 結(jié)束語
在分析Android驅(qū)動原理的基礎上，介紹了CAN總線在Android下的實現(xiàn)流程，并添加了CAN驅(qū)動程序在嵌入式操作系統(tǒng)Android中，對其他Android平臺非標準設備驅(qū)動程序的開發(fā)有一定的借鑒作用。