Led中间件开发PPT课件.ppt
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1、Android 系统之中间件的开发英蓓特培训中心2011.31.主要内容nAndroid中间件简介nJNI标准简介n如何实现JNIn源码下开发AndroidLed中间件nNDK开发AndroidLed中间件2.一Android中间件简介3.什么是Android中间件?n可以理解为操作系统与应用程序的沟通桥梁,处于Android系统架构中的第二层,包括:n函数层(Library):函数层是一套C/C+库,既能通过JNI标准为上层应用提供本地函数接口,又能调用内核代码与操作系统交互,中间件的开发就是在这一层。n虚拟机(VirtualMachine):虚拟机则为上层Java应用提供运行环境。n绿色部
2、分为函数层,黄色部分为虚拟机4.二JNI简介5.什么是JNI?JNI(JavaNativeInterface)是本地编程接口,它使得在Java虚拟机(VM)内部运行的Java代码能够与其它编程语言编写的应用程序和库进行交互操作。JNI一般有以下一些应用场景:高性能要求:如一些图形的处理,运算量非常大,直接使用java是不能胜任;调用驱动:如调用一些外部系统接口的驱动-读卡器的驱动,OCI驱动;使用大内存:如进程内Cache,远远超过VM所能分配的内存;调用系统服务:如java调用搜索服务,搜索是由C/C+实现的。6.AndroidJNI使用Android已实现的JNI动态库,需要额外连接动态库
3、libnativehelper.so对于开发者自己实现的JNI动态库*.so文件可以与Java应用一起打包到apk文件中。由于Android的应用层是以Java语言开发的,使用下层c/c+库提供的服务时需使用JNI在Android源码中,主要的JNI代码(C+源文件)放在以下的路径中:frameworks/base/core/jni/。被编译成动态库libandroid_runtime.so7.三如何实现JNI8.实现JNI需要三个方面Android源代码开发实现JNI与NDK下实现JNI有所不同,在源代码中需以下三点:9.JNI本地方法实现JNI方法的核心是JNINativeMethod结构
4、体,这个结构体规定了JNI函数的相关描述信息,在jni.h中定义如下:typedefstructconstchar*name;/*JNI函数的名称*/constchar*signature;/*描述JNI函数的参数和返回值*/void*fnPtr;/*JNI函数对应的C语言的指针函数*/JNINativeMethod;这里值得注意的是JNINativeMethod的第二个成员,用字符串来表示JNI函数的参数和返回值10.Java的类型JNI的类型对应字母Java布尔类型(boolean)jboolean(8位无符号)ZJava字节(byte)jbyte(8位有符号)BJava字符(char)j
5、char(16位无符号)CJava短整型(short)jshort(16位有符号)SJava整型(int)jint(32位有符号)IJava长整型(long)jlong(64位有符号)JJava单精度浮点(float)jfloat(IEEE754,32位)FJava双精度浮点(double)jdouble(IEEE754,64位)DJava对象jobjectLJava无返回值voidVJNI的数据类型及对应字母例如:staticJNINativeMethodmethods=add,(II)I,(void*)add,;对照表可知JNI函数add的类型是”(II)I”,表示两个参数都是整型,返回值
6、也为整型。11.方法数组的注册JNINativeMethod类型的数组,需要完成系统注册才能够使用。staticintregisterNativeMethods(JNIEnv*env,constchar*className,JNINativeMethod*gMethods,intnumMethods)staticintregisterNatives(JNIEnv*env)jintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)以上三个函数从下到上依次调用,分别为Java类、平台、虚拟机注册本地JNI方法。12.JNI函数的声明在Java代码中,定义的函数由JNI实现时,需
7、要指定函数为native。System.loadLibrary(“”);载入由JNI源文件生成的动态库,“”里的内容为so文件名去掉前面的lib和后面的.so。例如加载libsimplejni.so动态库,“”里为simplejni。13.应用程序使用JNI可以通过源代码中/development/samples/SimpleJNI此例程来分析,目录结构如下:|-SimpleJNI|-jniJNI目录|-native.cppJNI源文件|-Android.mk脚本文件,向编译系统该如何编译cpp文件|-srcsrc目录,与Eclipse工程下的src相同|-Android.mk脚本文件,描述如
8、何编译整个工程|-AndroidManifest配置文件,与Eclipse工程下的相同14.应用程序使用JNI分析顶层Android.mk文件LOCAL_PACKAGE_NAME:=SimpleJNI/生成PACKAGE的名字LOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES:=libsimplejni/生成JNI共享库的名字include$(BUILD_PACKAGE)/以生成APK的方式编译include$(callall-makefiles-under,$(LOCAL_PATH)/调用下层makefile15.应用程序使用JNI分析JNI目录下Android.mk文件LOCAL_SRC
9、_FILES:=native.cpp/JNI的C+源文件include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)/以共享库方式编译16.应用程序使用JNInative.cpp/定义JAVA方法addstaticjintadd(JNIEnv*env,jobjectthiz,jinta,jintb)/本地实现方法列表staticJNINativeMethodmethods=add,(II)I,(void*)add,;/三个注册函数staticintregisterNativeMethods(JNIEnv*env,constchar*className,JNINativeMethod*gMeth
10、ods,intnumMethods)staticintregisterNatives(JNIEnv*env)jintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)17.应用程序使用JNISimpleJNI.javaclassNativestaticSystem.loadLibrary(simplejni);/载入由native.cpp生成的动态库,全名是lib+simplejni+.ostaticnativeintadd(inta,intb);/声明动态库中实现的JNI函数add,供JAVA调用18.应用程序使用JNI编译SimpleJNI模块$cd/usr/local
11、/src/EMobile/EMB9G45/Android-2.1_r2$souce build/envsetup.sh$choosecombo 11sam9g45eng$mmm development/samples/SimpleJNI在Android-2.1_r2/out/target/product/sam9g45/system/app得到SimpleJNI.apk安装到Android系统中运行.19.四源代码开发LED中间件20.开发要素中间件是操作系统与应用程序的沟通桥梁,所以除去应用级别的代码和Linux内核代码,其余的所有内容都是LED中间件开发所要关注的。1实现JNI,为上层Ja
12、va应用程序提供函数接口。2实现本地C/C+代码,调用内核代码提供的LED驱动。21.LED中间件开发结构图红色部分为中间件开发内容1.上层应用调用JNI提供的native函数接口2.硬件抽象层根据设备驱动文件调用内核代码22.实现LED中间件的JNI方法在JNI的cpp源文件中要实现以下几种JNI方法,native函数就是提供给Java代码的本地程序接口。open和close函数对应leds设备文件的打开与关闭,switch函数对应led的亮灭选择,get_state函数是获取led的当前状态:staticJNINativeMethodledsCtrlmethods=native_open,
13、()I,(void*)android_emobile_LedDevice_open,native_close,()I,(void*)android_emobile_LedDevice_close,native_switch_on_off,(II)I,(void*)android_emobile_LedDevice_switch_on_off,native_get_state,(I)I,(void*)android_emobile_LedDevice_get_state;23.实现LED中间件的JNI注册JNI的注册函数只需修改registerNatives函数中调用registerNative
14、Methods时的参数,参数className为自己定义的java类的路径classPathName,参数gMethods为自己JNI方法数组名ledsCtrlmethods,其余函数registerNativeMethods,JNI_OnLoad不变:staticintregisterNatives(JNIEnv*env)if(!registerNativeMethods(env,classPathName,ledsCtrlmethods,sizeof(ledsCtrlmethods)/sizeof(ledsCtrlmethods0)returnJNI_FALSE;returnJNI_TRU
15、E;24.LED中间件JNI的声明JNI的声明在框架层java文件中,还要加载so文件,注意参数名为ledsctrl_jni,前面没有lib,后面没有.so:publicclassLedDevicestaticSystem.loadLibrary(ledsctrl_jni);/加载本地库publicstaticnativeintnative_open()/JNI的声明,注意native关键字publicstaticnativeintnative_close();publicstaticnativeintnative_switch_on_off(intnum,inton_off);/*/publ
16、icstaticnativeintnative_get_state(intnum);25.硬件抽象层LED中间件的最终目的是去控制开发平台上的灯D7、D8,所以JNI需要调用led硬件抽象层代码与内核通信,而不是像SimpleJNI那样把result返回给Java函数就结束了。led硬件抽象层头文件leds_hal.h定义结构体:structleds_ctrl_dev_t/通过此结构体JNI调用硬件抽象层函数int(*open)(void);int(*close)(void);int(*switch_on_off)(intnum,intstate);int(*get_state)(intnum
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