Qt应用开发(安卓篇)——调用ioctl、socket等C函数

一、前言

在 Qt for Android 中没办法像在嵌入式linux中一样直接使用 ioctl 等底层函数，这是因为因为 Android 平台的安全性和权限限制。

在 Android 中，访问设备硬件和系统资源需要特定的权限，并且需要通过 Android 系统提供的 API 来进行。Android 平台为了保障系统的安全性和稳定性，限制了应用程序对底层硬件和系统的直接访问。

Qt for Android 是建立在 Android NDK 和 Java 层之上的，它提供了一种跨平台的开发框架，允许开发者使用 C++ 和 Qt API 来开发 Android 应用程序。但是，由于 Android 平台的限制，Qt for Android 也受到了 Android 平台的限制，无法直接访问底层设备或调用底层系统函数。

我们需要通过 Java 层的 JNI 接口来间接访问，通过 JNI 接口调用底层的系统函数或设备驱动程序，主要分两步：

实现 JNI 方法： 在 C 语言中实现这些本地方法。
加载并链接 JNI 库： 在 Qt 项目中加载并链接 JNI 库，以便在 Qt/C++ 代码中调用本地方法。

下面我们通过一个socketcan的调用实例才讲解。

二、编写 JNI 接口

在Android路径下，新建一个jni文件夹，新建文件socketcan_native.c，部分代码内容如下：

cpp 复制代码

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <net/if.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

#define	STATUS_OK					0
#define STATUS_ERR					-1

static int sock_fd;
static int m_isopen;

void sockcan_close()
{
    close(sock_fd);
    system(ip_cmd_can_close);
    m_isopen = STATUS_ERR;
}
int sockcan_open(int bitrate)
{
    //创建套接口
    sock_fd = socket(AF_CAN,SOCK_RAW,CAN_RAW);
    if(sock_fd < 0)
    {
        return STATUS_ERR;
    }
    //绑定can0设备与套接口
    struct ifreq ifr;
    struct sockaddr_can addr;

    strcpy(ifr.ifr_name,"can0");
    ioctl(sock_fd,SIOCGIFINDEX,&ifr);

    ifr.ifr_ifindex = if_nametoindex(ifr.ifr_name);
    addr.can_family = AF_CAN;
    addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    if(bind(sock_fd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr))<0)
    {
        perror("bind error!\n");
        return STATUS_ERR;
    }
    //配置
    int flags;
    flags = fcntl(sock_fd,F_GETFL,0);
    // flags |= O_NONBLOCK;//非阻塞
    flags &= ~O_NONBLOCK;//阻塞
    fcntl(sock_fd,F_SETFL,flags);

    m_isopen = STATUS_OK;
    return STATUS_OK;
}

JNIEXPORT jint JNICALL
JJava_com_example_socketcan_SocketCANJNI_socketCanOpen(JNIEnv *env, jobject thiz, jint baudrate)
{
    return sockcan_open(baudrate);
}

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_socketcan_SocketCANJNI_socketCanWrite
(JNIEnv *env, jobject thiz, jint canId,jint dataLen,jint externFlag,jint remoteFlag,jbyteArray datas)
{
     if(sock_fd <= 0)
        return -1;
     if(dataLen > 8)
        return -2;
     //获取实例的变量array的值
     int nArrLen = (*env)->GetArrayLength(env,datas);
     char *chArr = (char*)(*env)->GetByteArrayElements(env,datas, 0);
     struct can_frame txframe;
     memcpy(txframe.data, chArr, nArrLen);
     txframe.can_id = canId;
     if(externFlag)
        txframe.can_id |= CAN_EFF_FLAG;
     if(remoteFlag)
        txframe.can_id |= CAN_RTR_FLAG;
     txframe.can_dlc = dataLen;
     return write(sock_fd, &txframe, sizeof(struct can_frame));
}

如果是cpp的文件，在JNIEXPORT jint JNICALL前面需要添加extern "C" ，并且有一些指针写法需要小改。

在Android/jni文件夹下，新建文件Android.mk，内容如下:

bash 复制代码

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := socketcan_native
LOCAL_SRC_FILES := socketcan_native.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

然后在该目录使用ndk对其进行打包生成so文件，在libs文件夹下，会生成四个不同环境下的的so文件。

三、加载并链接 JNI 库

Qt侧声明接口，直接调用!!!

cpp 复制代码

extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
JJava_com_example_socketcan_SocketCANJNI_socketCanOpen
(JNIEnv *env, jobject thiz, jint baudrate);

extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_socketcan_SocketCANJNI_socketCanWrite
(JNIEnv *env, jobject thiz, jint canId,jint dataLen,jint externFlag,jint remoteFlag,jbyteArray datas);

cpp 复制代码

jint attachResult = QAndroidJniEnvironment::javaVM()->AttachCurrentThread(reinterpret_cast<JNIEnv**>(&env), NULL);
if (attachResult != JNI_OK) {
    qDebug() << "Failed to attach current thread to JVM";
}
JJava_com_example_socketcan_SocketCANJNI_socketCanOpen(env, NULL, 500000);

四：其他

在其他的教程中，还有一种方法，QT调用java代码，java代码调用lib，在这方法中，我们需要在Android下新建src文件夹，新建SocketCANJNI.java文件，Qt側使用QAndroidJniObject::callStaticMethod调用java代码，这条路理论上也行得通，但是我没有成功实现，大家有空可以研究以下，撒花!

cpp 复制代码

// SocketCANJNI.java
package com.example.socketcan;

public class SocketCANJNI {
    static {
        System.loadLibrary("socketcan_native");
    }

    public native void socketCanOpen(int bitrate);
}