Pixel 6Pro Android驱动模块编译

Android 驱动编译背景

Android 内核驱动是Android中负责硬件的连接和操控，确保硬件与操作系统的交互，这些驱动是内核的拓展组件，通过提供统一的驱动操作接口供用户层使用。

Android内核驱动主要分为两种类型：Android专用驱动和Android使用的设备驱动（基于Linux）。其中，Android专用驱动包括如Ashmem（匿名共享内存驱动）、Logger（轻量级的日志驱动）、Binder驱动（基于OpenBinder驱动，为Android平台提供IPC进程间通信的支持）等。而设备驱动则主要基于Linux的设备驱动模型，负责管理各种硬件设备，如USB驱动、物理内存驱动等。

在Android系统中，一个传统的驱动架构通常包括kernel驱动、HAL（硬件抽象层）驱动、JNI（Java Native Interface）层、service层等。程序运行时的调用关系通常是从apk（应用程序包）开始，通过service层、JNI层、HAL层，最终到达kernel驱动层。

在开发 Android 驱动程序的过程中，如何对开发好的驱动程序进行编译。

对于Linux驱动有两种编译和运行方式：

  • 将驱动编译进Linux 内核中，当Linux 内核启动的时候就会自动运行驱动程序。
  • 将驱动编译成模块（Linux 中模块拓展名为.ko）， 在 Linux 内核启动以后使用相应命令加载驱动模块。
    • 内核模块是Linux 内核向外部提供的一个插口
    • 内核模块是具有独立功能的程序，可以被单独编译，但不能单独运行，在运行时被链接到内核作为内核一部分在内核空间运行。
    • 内核模块便于 驱动和文件系统的二次开发

所以想要驱动在Android 系统中运行，有两种编译方式：

  • 驱动编译到内核源码树中，直接编译到内核中。
  • 驱动编译到内核模块，或者随着内核源码树一起编译成ko 文件。

这里将介绍如何把字符设备驱动源程序在内核源码中编译成 .ko 文件，然后加载到pixel 6P 中。主要分为两部分

  • 第一步：将字符设备驱动源代码放到内核 /common/driver/char/ 目录中
  • 第二步：编辑Kconfig 和 Makefile 文件，Kconfig 文件 是在编译前执行配置命令 make menuconfi 时用到的；Makefile 在执行编译命令make 用到的。

驱动源码

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android_hello.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>

static int major = 300;  # 主设备号
static int minor = 0;
static dev_t devno;
static struct cdev cdev;

static int hello_open(struct inode *inode, struct file *filep)
{
    printk("hello open\n");
    return 0;
}
static struct file_operations hello_ops=
{
    .open = hello_open,
};
static int hello_init(void)
{
    int ret;

    printk("hello_init\n");
    printk("ohhhhhhhhh HelloWorld driver!");
    devno = MKDEV(major, minor);  # 定义设备号宏
    ret = register_chrdev_region(devno, 1, "HelloWorld"); 注册字符设备
    if(ret < 0)
    {
        printk("register_chrdev_region faile\n");
                return ret;
    }
    cdev_init(&cdev, &hello_ops);
    ret = cdev_add(&cdev, devno, 1);
    if(ret < 0)
    {
        printk("cdev_add faile \n");
        return ret;
    }
    return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
    cdev_del(&cdev);
    unregister_chrdev_region(devno, 1);
    printk("hello_exit\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

编译过程

这里我下载的是common-android13-5.10的通用内核源码，这里在编译驱动之前要将这个common-android13-5.10 先编译出来，然后将boot.img 刷入到pixel6P 中，避免内核版本不一致，导致后面编译出来的驱动加载不起来，另外，单独对 pixel 6P boot 分区刷编译的内核镜像要注意的是，编译出来的内核镜像版本不能低于pixel 6P 原来的内核版本，否则会成砖，要重新刷入工厂镜像。

因为我测试过common-android13-5.10编译出来的boot.img 刷到pixel6P中，然后驱动可以执行，但是再pixel 5 中，都是aarch64 架构的，就无法加载了，显示ELF格式错误。

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Pixel 5
redfin:/data/local/tmp # insmod android_hello.ko
insmod: failed to load android_hello.ko: Exec format error
1|redfin:/data/local/tmp # file android_hello.ko
android_hello.ko: ELF relocatable, 64-bit LSB arm64, static, BuildID=5d50bec4bbc8b8d26924f0630567fb9a4b0e347c, not stripped
redfin:/data/local/tmp # uname -a
Linux localhost 4.19.252-g005154455a52-ab9276409 #1 SMP PREEMPT Wed Nov 9 11:59:07 UTC 2022 aarch64 Toybox
redfin:/data/local/tmp #

在pixel6P中

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raven:/data/local/tmp # file android_hello.ko
android_hello.ko: ELF relocatable, 64-bit LSB arm64, static, BuildID=5d50bec4bbc8b8d26924f0630567fb9a4b0e347c, not stripped
raven:/data/local/tmp # insmod android_hello.ko
insmod: failed to load android_hello.ko: File exists
1|raven:/data/local/tmp # uname -a
Linux localhost 5.10.205-android13-4-00002-g6bc28fdfeec3-dirty #1 SMP PREEMPT Tue Mar 12 21:27:16 UTC 2024 aarch64 Toybox

排除内核源码版本的问题后，将代码放到对应的 内核源码目录内，

然后在 /drivers/char/Kconfig 中添加配置。

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Kconfig
config ANDROID_HELLO
        tristate "MY testAndroid_hello"
        default y
        help
          qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqq
endmenu

如果驱动程序单独放在一个文件夹内，那么要在该文件夹内单独编写Kconfig, 然后在上一级目录的Kconfig中加入Kconfig 的路径，便于menuconfig 找得到你的Kconfig。
类似于如下所示

然后在/drivers/char/Makefile 中添加你要编译的对象。

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Makefile
obj-m     += android_hello.o
或者obj-$(CONFIG_ANDROID_HELLO) += android_hello.o

然后执行在 /common-android13-5.10/common 中执行 make menuconfig 命令，

修改 “MY testAndroid_hello” 为 M ， 因为 M 表示程序会自动到你所指定的dir目录中查找模块源码，将其编译，生成KO 文件，Y 表示直接编译内核。

在char driver 中可以看到我们定义的内核模块

然后 /common-android13-5.10/ 下执行

BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.aarch64 build/build.sh
开始编译

可以看到 交叉编译链 将 android_hello.o 编译为 module。

编译到这一块会中断，显示如下的 “ERROR: modules list out of data”

虽然中断了，但不影响ko编译出来

如果想解决整个ERROR, 在build.sh 文件中可以看到整个判断

可以删除“exit 1”，或者只需要

cp /root/aosp/common-android13-5.10/out/android13-5.10/common/modules.order common/android/gki_aarch64_modules
再次编译就可以成功通过编译了。

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部分编译log
+ set +x
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 Checking the list of modules:
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 Comparing the KMI and the symbol lists:
+ gki_modules_list=/root/aosp/common-android13-5.10/common/android/gki_system_dlkm_modules
++ sed 's/\.ko$//' /root/aosp/common-android13-5.10/common/android/gki_system_dlkm_modules
++ tr '\n' ' '
+ KMI_STRICT_MODE_OBJECTS='vmlinux '
+ /root/aosp/common-android13-5.10/build/abi/compare_to_symbol_list /root/aosp/common-android13-5.10/out/android13-5.10/common/Module.symvers /root/aosp/common-android13-5.10/out/android13-5.10/common/abi_symbollist.raw
+ set +x
========================================================
 Installing kernel modules into staging directory
  INSTALL drivers/char/android_hello.ko   # 编译出来的驱动
  DEPMOD  5.10.205-android13-4-00002-g6bc28fdfeec3-dirty
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 Generating gki_certification_tools.tar.gz
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 Generating test_mappings.zip
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adb push 到手机上

cat /proc/devices 查看

总结

编译驱动多看看Android 内核源码中驱动编译的流程，这里我没有刷面具，而是直接在编译内核镜像的时候，把KernelSU 编译到内核中，这样可以不用单独刷面具拿root。后面有时间再用交叉编译链来单独编译android 能用的ko 驱动模块。

Pixel 6Pro Android驱动模块编译
https://tig3rhu.github.io/2024/03/28/25__Pixel6P_Android驱动模块编译/
Author
Tig3rHu
Posted on
March 28, 2024
Licensed under