Android KitKat 4.4平台開發-添加USB ADB和MTP功能支援

ADB和MTP是Android基于USB實作的兩個重要功能，極大地友善了使用者在PC與Android裝置之間的互操作，比如傳輸檔案、安裝應用、開發調試應用。

本文講述如何在特定軟硬體平台下支援Android ADB和MTP功能。

Android版本: KitKat 4.4.2

Linux核心版本: 3.10 (Vendor Kernel)

硬體平台: Atmel SAMA5D3 SoC

針對Linux核心的更改

Merge Android Linux核心USB Gadget驅動到處理器廠商Linux核心

Vendor Linux核心和Android Linux核心都是基于Mainline Linux核心進行開發的。晶片廠商和Google公司都會修改Linux核心代碼以支援自己的硬體平台及Android系統。新添加的功能和支援在穩定後會重新合并到後續版本的Mainline Linux核心。

從核心版本3.3開始，Android Linux核心開始與Mainline Linux核心融合，但目前（本文使用的核心版本3.10）還是有一部分功能沒有并入Mainline Linux核心，比如用于支援Android ADB, Mass Storage和MTP/PTP等功能的Android USB Gadget驅動。

如果要在某個晶片廠商的硬體平台上運作Android系統，并支援這些USB相關的功能，必須将Android Linux核心中的Android USB Gadget驅動并入Vendor Linux核心。有些處理器晶片廠商會提供支援Android的Linux 核心，如果要命名的話，可以稱之為Vendor Android Linux核心，而如果我們所使用的硬體平台，廠商沒有提供完整支援Android的Linux核心，Android平台開發者可以自己合并代碼以添加支援。

可以在多個源找到Android Linux核心的源代碼，本文使用github上的源：

https://github.com/android/kernel_common  branch:android-3.10

從Android Linux核心獲得Android USB Gadget驅動的更新檔

受影響的檔案

drivers/usb/gadget/Kconfig

drivers/usb/gadget/Makefile

drivers/usb/gadget/android.c

drivers/usb/gadget/composite.c

drivers/usb/gadget/f_accessory.c

drivers/usb/gadget/f_audio_source.c

drivers/usb/gadget/f_fs.c

drivers/usb/gadget/f_mtp.c

drivers/usb/gadget/f_rndis.c

drivers/usb/gadget/rndis.c

drivers/usb/gadget/u_serial.c

drivers/usb/gadget/udc-core.c

include/linux/usb/f_accessory.h

include/linux/usb/f_mtp.h

include/uapi/linux/usb/f_accessory.h

include/uapi/linux/usb/f_mtp.h

使用gitformat-patch指令生成所需要的更新檔（下面的指令并不是普遍适用的，隻是一個參考，需要根據具體情況靈活變通）

得到如下更新檔

0001-usb-gadget-Add-Android-Composite-Gadget-driver.patch

0002-usb-gadget-mtp-Add-MTP-PTP-function.patch

0003-usb-gadget-adb-Add-ADB-function.patch

0004-usb-gadget-accessory-Add-Android-Accessory-function.patch

0005-usb-gadget-adb-allow-freezing-in-adb_read.patch

0006-usb-gadget-adb-do-not-set-error-flag-when-dequeuing-.patch

0007-usb-gadget-adb-Only-enable-the-gadget-when-adbd-is-r.patch

0008-usb-gadget-composite-Fix-corruption-when-changing-co.patch

0009-usb-gadget-android-Fix-product-name.patch

0010-usb-gadget-android-Add-FunctionFS.patch

0011-usb-gadget-accessory-Fix-section-mismatch.patch

0012-usb-gadget-Fix-usb-string-id-allocation.patch

0013-USB-gadget-Add-ACCESSORY_SET_AUDIO_MODE-control-requ.patch

0014-USB-gadget-f_accessory-Add-support-for-HID-input-dev.patch

0015-USB-gadget-f_audio_source-New-gadget-driver-for-audi.patch

0016-usb-gadget-f_fs-Fix-enumeration-in-fullspeed-mode.patch

0017-usb-gadget-accessory-Fix-section-mismatch-again.patch

0018-usb-gadget-android-Fixes-and-hacks-to-make-android-u.patch

0019-HACK-usb-gadget-Fix-enumeration-on-boot.patch

0020-usb-gadget-Fix-android-gadget-driver-build.patch

0021-usb-gadget-android-Fixes-and-hacks-to-make-android-u.patch

0022-usb-gadget-android-move-init-to-late_initcall-for-no.patch

0023-usb-gadget-android-3.10-fixes.patch

0024-USB-remove-duplicate-out-endpoint-creation-in-MTP-mo.patch

0025-usb-gadget-android-Remove-device-if-probe-fails.patch

0026-usb-gadget-f_mtp-move-userspace-interface-to-uapi.patch

0027-usb-gadget-f_accessory-move-userspace-interface-to-u.patch

0028-fix-false-disconnect-due-to-a-signal-sent-to-the-rea.patch

0029-drivers-usb-gadget-64-bit-related-type-fixes.patch

應用更新檔

将這些patches複制到Vendor Linux核心源代碼根目錄下，使用git am指令将這些patches應用到Vendor Linux核心

git am  *.patch

核心配置

為了讓核心支援USB ADB和MTP功能，在編譯前還需要在核心配置中使能相應選項。

Kernel Configuration

    > Device Drivers

        > USB Support

            > USB Gadget Support

                > Android Composite Gadget

針對Android的更改

從核心版本3.8開始，adb功能的實作發生了變化，把它的實作從核心代碼中移除，在使用者空間借助usb的functionfs功能實作adb。

核心 commit history

commit de8cff675b3de92ad4bb18a69cfe19091e810f49

Author:Benoit Goby <[email protected]>

Date:Mon Nov 5 18:47:08 2012 -0800

   usb: gadget: Fix android gadget driver build

   Removed obsolete f_adb function

   Change-Id:Idfb4110429bc0ea63f493c68ad667f49ca471987

   Signed-off-by: Benoit Goby<[email protected]>

android commit history

system/core

commitfd96db17b7f07eb6615af01fd1908b74383bf04b

Author:Andrzej Pietrasiewicz <[email protected]>

Date:Fri Jan 13 15:13:46 2012 +0100

   FunctionFS: initial implementation

   This is the second version of a patch whichdemonstrates

the possibility

   of using adbd (Android Debug Bridge daemon)with

a generic FunctionFS gadget

   instead of a custom adb usb gadget in theLinux

kernel. It contains changes

   introduced after Benoit‘s review - thank

youBenoit.

   The patch adds a new usb access layer toadbd

using FunctionFS. The former

   usb access method is still available. Themethod

is chosen at runtime

   depending if /dev/usb-ffs/adb/ep0 or/dev/android_adb

is accessible.

   How to use on the target device:

   $ insmod g_ffs.ko idVendor=<vendor ID>iSerialNumber=<some

string>

   $ mount -t functionfs adb /dev/usb-ffs/adb-o

uid=2000,gid=2000

   $ ./adbd

   This patch requires a patch to bionic whichadds

<linux/usb_functionfs.h>

   which is an exact copy of the relevant filein

the linux kernel.

   Change-Id:I4b42eb267ffa50fca7a5fba46f388a2f083e8b2d

   Signed-off-by: Andrzej Pietrasiewicz<[email protected]>

   Signed-off-by: Kyungmin Park<[email protected]>

   [[email protected]: detect at runtime iffunctionfs

is mounted

   or fallback using f_adb]

   Signed-off-by: Benoit Goby<[email protected]> 

為了使能adb功能，還需要在usb啟動配置腳本中挂載usb

functionfs檔案系統

目前目錄：<Android源代碼根目錄>/device/atmel

更新檔如下：

diff--git a/sama5d3/init.sama5-ek.usb.rc b/sama5d3/init.sama5-ek.usb.rc

index80a2efa..be101e8 100644

---a/sama5d3/init.sama5-ek.usb.rc

+++b/sama5d3/init.sama5-ek.usb.rc

@@-1,3 +1,9 @@

+onfs

+mkdir /dev/usb-ffs 0770 shell shell

+mkdir /dev/usb-ffs/adb 0770 shell shell

+mount functionfs adb /dev/usb-ffs/adb uid=2000,gid=2000

+write /sys/class/android_usb/android0/f_ffs/aliases adb

+

 on property:sys.usb.config=mtp,adb

   write

/sys/class/android_usb/android0/enable0

   write/sys/class/android_usb/android0/idVendor

03EB