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[Android的系统移植与平台开发]Sensor HAL框架分析[1]

2014-06-06 13:53 [Android] 来源于:
导读:1. Sensor 的概念 Sensor即传感器,在当前智能手机上大量存在:G-Sensor、LightsSensor、ProximitySensor、TemperatureSensor等,其作为Android系统的一个输入设备,对于重视用户体验的移动设备来说是必不可少的。Sensor虽然是一个输入设备,但是它又不同于触

的概念

Sensor即传感器,在当前智能手机上大量存在:G-Sensor、LightsSensor、ProximitySensor、TemperatureSensor等,其作为Android系统的一个输入设备,对于重视用户体验的移动设备来说是必不可少的。Sensor虽然是一个输入设备,但是它又不同于触摸屏,键盘,按键等这些常规的输入设备,因为Sensor的数据输入从传感器硬件到设备的,而常规的输入设备是从用户到设备的,比如:温度传感器用于感知温度的变化,采样传感器数据上报给设备。而传感器硬件的工作与否,采样精度是由用户来控制的,所以对应Sensor而言是其工作方式是双向的,即:控制硬件的控制流,硬件上报的数据流。这也决定了Sensor的框架不同与触摸屏等常规输入子系统。

本章节主要研究的Sensor框架代码与SensorHAL的实现细节,一切还是从Sensor框架开始,首先来回顾下Led HAL的实现框架。

[Android的系统移植与平台开发]Sensor HAL框架分析[1]_www.fengfly.com
 

 

Led HAL是我们自己实现的,主要分为四部分:

Led App:Led的应用程序

Led Service框架:Led应用的API提供者

LedService本地:LedService服务的本地实现,上层与底层的通信转化接口

Led HAL Stub:HAL层代码,具体硬件驱动操作接口

很明显,我们写的Led HAL代码是典型的控制流,反馈结果就是Led灯的亮与灭,它的架构不适用于Sensor架构,具体有如下几点:

l Led是单纯的控制流,而Sensor是控制流与数据流

Sensor的数据流不是实时的,而是有采样速率,并且数据不是连续的,阻塞在读取硬件设备数据上,只有数据得到才返回。

l Sensor是提供给所有传感器的通用框架,不是针对某一特定硬件的架构

Sensor包含多种类型,在上层和底层都有对Sensor具体类型的屏蔽,让它通用所有传感器。

l Sensor的服务不是由应用程序创建启动的,应该是伴随系统启动的

任何一个应用程序里都可以使用Sensor服务,这决定了Sensor服务应该伴随系统启动。

 

的框架分析

本节是本系列第一个分析的具体设备的框架,从Android SensorService的注册启动开始,到应用程序获得SensorManager注册传感器监听器,详细分析从应用层到Java框架层再到本地代码,最后调用HAL层全部过程。

 

1.1 Sensor服务的启动

 

由前面Android启动流程章节可知,Zygote启动起来后,运行的每一个Java进程是SystemServer,它用来启动并管理所有的Android服务:

public static void main(String[] args) {

System.loadLibrary("android_servers");

init1(args);

}

由SystemServer的main方法可知,其加载了libandroid_servers.so的库,并且调用了init1()方法。

我们通过下面的命令来找到该库的编译目录:

find ./frameworks/base –name Android.mk –exec grep –l libandroid_servers{}\;

通过打印的信息知道,其对应的源码目录在:frameworks/base/services/jni/下,其实Android框架层的代码的特点就是Java目录下存放的是对应的Java框架代码,对应的jni目录下是对应的本地代码。

在这个目录所有的代码最重要的就是:com_android_server_SystemServer.cpp:

namespace android {

extern "C" int system_init();

static void android_server_SystemServer_init1(JNIEnv*env, jobject clazz)

{

system_init();

}

/*

* JNIregistration.

*/

static JNINativeMethod gMethods[] = {

/* name,signature, funcPtr */

{"init1", "([Ljava/lang/String;)V", (void*) android_server_SystemServer_init1},

};

 

int register_android_server_SystemServer(JNIEnv* env)

{

returnjniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/SystemServer",

gMethods, NELEM(gMethods));

}

}; // namespace android

代码不是很多,也比较好读,调用jniRegisterNativeMethods方法注册SystemServer的Java方法也本地方法映射关系,jniRegisterNativeMethods是一个本地方法的注册Helper方法。

SystemServer.java在加载了libandroid_servers.so库之后,调用了init1(),通过上面代码中的映射关系可知,它调用了本地的android_server_SystemServer_init1方法,该方法直接调用system_init(),其实现在frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp中实现:

extern "C" status_t system_init()

{

LOGI("Entered system_init()");

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

LOGI("ServiceManager: %p\n", sm.get());

sp<GrimReaper> grim = new GrimReaper();

sm->asBinder()->linkToDeath(grim, grim.get(), 0);

 

charpropBuf[PROPERTY_VALUE_MAX];

property_get("system_init.startsurfaceflinger", propBuf,"1");

if(strcmp(propBuf, "1") == 0) {

// Startthe SurfaceFlinger

SurfaceFlinger::instantiate();

}

 

property_get("system_init.startsensorservice", propBuf,"1");

if(strcmp(propBuf, "1") == 0) {

// Startthe sensor service

SensorService::instantiate();

}

LOGI("Systemserver: starting Android runtime.\n");

AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();

 

LOGI("System server: starting Android services.\n");

JNIEnv* env =runtime->getJNIEnv();

if (env ==NULL) {

returnUNKNOWN_ERROR;

}

jclass clazz= env->FindClass("com/android/server/SystemServer");

if (clazz ==NULL) {

returnUNKNOWN_ERROR;

}

jmethodIDmethodId = env->GetStaticMethodID(clazz, "init2","()V");

if (methodId== NULL) {

returnUNKNOWN_ERROR;

}

env->CallStaticVoidMethod(clazz, methodId);

 

LOGI("System server: entering thread pool.\n");

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

LOGI("System server: exiting thread pool.\n");

}

如果了解Binder机制的话,应该知道,sp<ProcessState> proc(ProcessState::self())打开Binder驱动并会创建一个ProcessState对象并维持当前进程的Binder通信的服务器端。

如果系统属性里配置了system_init.startsensorservice 属性为1,则通过SensorService::instantiate()启动Sensor服务。

对于初学者最头疼的就是追面向对象代码中的重载,重写的代码了,SensorService::instantiate()调用的是其父类的方法,我们可以通过子类的定义找其继承关系,然后顺着继承关系再来查找方法的实现,如果在子类里和父类里都有方法的实现,那么看参数的匹配,如果参数都相互匹配,那么就是所谓的重写,调用的是子类的方法。SensorService的定义如下:

@frameworks/base/services/sensorservice/SensroService.h

class SensorService :

publicBinderService<SensorService>,

publicBnSensorServer,

protectedThread

{

通过SensorService的定义可知,在当前类里没有instantiate方法的声明,说明其调用的是父类的方法,其继承了BinderService,BnSensorServer,Thread类(难道SensorService是一个线程??),顺着继承关系找,在BinderService里可以找到instantiate方法的声明。

@frameworks/base/include/binder/BinderService.h

template<typename SERVICE>

class BinderService

{

public:

staticstatus_t publish() {

sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());

returnsm->addService(String16(SERVICE::getServiceName()), new SERVICE());

}

 

static voidpublishAndJoinThreadPool() {

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());

sm->addService(String16(SERVICE::getServiceName()), new SERVICE());

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

 

static void instantiate() { publish(); }

 

staticstatus_t shutdown() {

returnNO_ERROR;

}

};

通过上面代码分析可知,instantiate方法创建了SensorService并通过addService将自己新创建的SensorService服务添加到Android服务列表里了。

Ok,那我们来到SensorService服务中。

@frameworks/base/services/sensorservice/SensorService.cpp

SensorService::SensorService()

:mInitCheck(NO_INIT)

{

}

void SensorService::onFirstRef()

{

LOGD("nuSensorService starting...");

SensorDevice& dev(SensorDevice::getInstance());

SensorService的构造方法比较简单,初始化了成员变量mInitCheck为NO_INIT。

要注意构造方法后面的onFirstRef方法,它是Android系统里引用计数系统里的一个方法。当RefBase的子类对象被第一次强引用时自动调用其方法,所以当第一次使用SensorService服务里该方法被自动回调。

形如:

sp< ISensorServer> sm(mSensorService);

注:关于引用计数系统,如果读者不太了解,请参考邓凡平老师的:深入理解:Android系统核心 卷I中的三板斧部分。

SensorService的启动到此暂停,等待上层应用的使用SensorService服务并调用onFirstRef方法。

转自:http://blog.csdn.net/mr_raptor/article/details/8090474

(编辑:)

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