基于Android的POS機刷卡器閱讀芯片驅(qū)動研究
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3 驅(qū)動設計
驅(qū)動程序是Linux內(nèi)核與硬件之間的接口，直接對硬件設備進行操作，同時對上層應用程序提供接口。Android的設備驅(qū)動主要完成以下功能：初始化和釋放設備；讀取硬件設備數(shù)據(jù)；將內(nèi)核數(shù)據(jù)寫入到硬件設備；讀取應用程序數(shù)據(jù)傳送給設備文件等。在Android系統(tǒng)中刷卡器驅(qū)動應包括：Linux內(nèi)核驅(qū)動程序、HAL(硬件抽象層)模塊、JNI方法、application framework硬件訪問服務。刷卡器閱讀芯片與開發(fā)板的連接框圖如圖1所示。
3．1 Linux內(nèi)核刷卡器閱讀芯片驅(qū)動程序
刷卡器的基本功能就是讀取磁卡中的數(shù)據(jù)進行解碼，并將得到的解碼數(shù)據(jù)傳遞給上層應用程序。Android為了保護一些硬件提供商的知識產(chǎn)權(quán)提出了HAL層的概念，避開了Linux的GPL束縛，基本的思路是把控制硬件的動作都放在Android HAL層，而Linux driver只是完成一些簡單的數(shù)據(jù)交換。這里的Linux內(nèi)核刷卡器驅(qū)動程序同樣也只是一個的字符設備驅(qū)動，設備以模塊的形式存在Linux內(nèi)核中，模塊的加載和卸載通過static int_init msr_init(void)和static void_exit msr_exit(void)函數(shù)實現(xiàn)，static int_msr_setup_dev(structmsr_Android_ dev*dev)函數(shù)對設備進行初始化，函數(shù)static long msr_ioctI(struct inode*inode，struct file*filp，unsigned int cmd，unsigned long arg)實現(xiàn)驅(qū)動程序?qū)λ⒖ㄆ鞯腎／O控制。設備的打開、關閉及具體的代碼實現(xiàn)可以參考《Linux設備驅(qū)動程序》。對內(nèi)核配置編譯后就可以在Linux內(nèi)核中得到設備模塊msr．o，在上層中可以通過調(diào)用這個模塊來實現(xiàn)對刷卡器的控制。
3．2 HAL層訪問內(nèi)核驅(qū)動程序
硬件抽象層中訪問不同設備內(nèi)核驅(qū)動程序的模塊是以*.so文件形式存在的，這樣可以有效的保護硬件廠商的知識產(chǎn)權(quán)。在runtime(JNI部分)，則向HAL取得特定模塊的opeIlations，再callback這些操作函數(shù)。在HAL層包括許多模塊，而runtime只需要說明類型，即module ID，就可以取得相應模塊的operations。在HAL層中需要具體實現(xiàn)刷卡器的讀卡操作。首先需要查找到開始標志0x0b，然后將磁道1中的數(shù)據(jù)放到bufl中，用同樣的方法可以將磁道2，3的數(shù)據(jù)存到buf2，buf3中，磁道2最多40個字符每個5位4位數(shù)據(jù)1位奇校驗，而磁道3最多107個字符每個5位4位數(shù)據(jù)1位奇校驗。然后將buf中的數(shù)據(jù)補齊之后放在主寄存器中。HAL層中還需要使用static int check_msr_io(void)對I／O的狀態(tài)進行檢測，并對設備進行初始化static int msr_device_init(void)。具體的實現(xiàn)由于篇幅限制，不在進行詳細介紹。
3．3 編寫JNI方法訪問硬件
從編程語言看，Android系統(tǒng)是由基于Java語言的Java層與基于C／C++語言的C／C++層組成的，為了使這兩層相互配合、共同完成任務就必須使用Java本地接口(JNI，Java Native Interface)將這兩層有機的聯(lián)系起來。JNI提供了一系列接口，允許Java類與使用C／C++編寫的應用程序、模塊、庫進行交互操作。JNI是通過函數(shù)方法映射表static const JNINativeMethod method_table，將Java本地方法和HAL層提供的C函數(shù)接口銜接起來。
3．4在application framework增加硬件訪問服務
在Android Framework或應用程序開發(fā)中所需要的主要API都是以服務的形式存在的。對應用程序來說，硬件服務是運行在一個獨立的進程中的，若要調(diào)用這些服務就需要在硬件服務和應用程序之間添加通信接口。應用程序通過Interface IMsrService接口，調(diào)用硬件服務提供的Init()等函數(shù)。在刷卡器的硬件服務中是將定義的通信接口與JNI提供的接口相關聯(lián)起來。同時需要將磁卡閱讀芯片服務添加到系統(tǒng)服務中Service Manager．a(chǎn)ddService(“msr”，new MsrService())，這樣應用程序就能通過Java接口調(diào)用硬件服務，實現(xiàn)對磁卡閱讀芯片的控制。圖2以讀取芯片數(shù)據(jù)為例，簡單介紹各層之間的調(diào)用。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/192744.htm
4 結(jié)語
隨著系統(tǒng)逐漸成熟，應用程序日益豐富，Android系統(tǒng)與POS機的結(jié)合將為POS機的發(fā)展提供更為廣闊的空間。本文在分析了Android架構(gòu)的基礎上，分析刷卡器的工作原理，研究將POS機刷卡器閱讀芯片驅(qū)動程序添加到Android系統(tǒng)中，為上層應用程序提供接口，實現(xiàn)刷卡器的功能。各層之間的接口調(diào)用銜接是整個驅(qū)動程序成功運行的基礎，在驅(qū)動設計中，每編寫一層都應進行測試，這樣能更好的定位驅(qū)動設計中存在的不足。
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