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Android震动系统结构 移植与调试的要点

  【IT168技术】振动器负责控制引动电话的振动功能,Android中的振动器系统是一个专供这方面功能的小系统,提供根据时间振动的功能。

  振动器系统包含了驱动程序、硬件抽象层、JNI部分、Java框架类等几个部分,也向Java应用程序层提供了简单的API作为平台接口。Android振动器系统的基本层次结构如图23-1所示。

Android震动系统移植与调试的要点
▲图23-1 Android振动器系统的基本层次结构

  1 、振动器部分的结构

  Android振动器系统自下而上包含了驱动程序、振动器系统硬件抽象层、振动器系统Java框架类、Java框架中振动器系统使用等几个部分,其结构如图23-2所示。

Android震动系统移植与调试的要点
▲图23-2 Android振动器系统的结构

  自下而上,Android的振动器系统分成了以下部分。

  (1)驱动程序:特定硬件平台振动器的驱动程序,通常基于Android的Timed Output驱动框架实现

  (2)硬件抽象层

  光系统硬件抽象层接口路径为:hardware/libhardware_legacy/include/hardware_legacy/ vibrator.h

  振动器系统的硬件抽象层在Android中已经具有默认实现,代码路径:

  hardware/libhardware_legacy/vibrator/vibrator.c

  振动器的硬件抽象层通常并不需要重新实现,是libhardware_legacy.so的一部分。

  (3)JNI部分

  代码路径:frameworks/base/services/jni/com_android_server_VibratorService.cpp

  这个类是振动器的JNI部分,通过调用硬件抽象层向上层提供接口。

  (4)Java部分

  代码路径:

  frameworks/base/services/java/com/android/server/VibratorService.java

  frameworks/base/core/java/android/os/Vibrator.java

  VibratorService.java通过调用,VibratorService JNI来实现com.android.server包中的VibratorService类。这个类不是平台的API,被Android系统Java框架中的一小部分调用。

  Vibrator.java文件实现了android.os包中的Vibrator类,这是向Java层提供的API。

  2 、移植内容

  针对特定的硬件平台,振动器系统的移植有两种方法。

  第一种方法(通常情况):由于已经具有硬件抽象层,振动器系统的移植只需要实现驱动程序即可。这个驱动程序需要基于Android内核中的Timed Output驱动框架。

  第二种方法:根据自己实现的驱动程序,重新实现振动器的硬件抽象层定义接口(需要在libhardware_legacy.so库中),由于振动器硬件抽象层的接口非常简单,因此这种实现方式也不会很复杂。

  1、驱动程序

  Vibrator的驱动程序只需要实现振动的接口即可,这是一个输出设备,需要接受振动时间作为参数。由于比较简单,因此Vibrator的驱动程序可以使用多种方式来实现。

  在Android中,推荐基于Android内核定义Timed Output驱动程序框架来实现Vibrator的驱动程序。

  Timed Output的含义为定时输出,用于定时发出某个输出。实际上,这种驱动程序依然是基于sys文件系统来完成的。

  drivers/staging/android/目录timed_output.h中定义timed_output_dev结构体,其中包含enable和get_time这两个函数指针,实现结构体后,使用timed_output_dev_register()和timed_output_dev_unregister()函数注册和注销即可。

  Timed Output驱动程序框架将为每个设备在/sys/class/timed_output/目录中建立一个子目录,设备子目录中的enable文件就是设备的控制文件。读enable文件表示获得剩余时间,写这个文件表示根据时间振动。

  Timed Output驱动的设备调试,通过sys文件系统即可。

  对于Vibrator设备,其实现的Timed Output驱动程序的名称应该为“vibrator”。因此Vibrator设备在sys文件系统中的方法如下所示:

# echo "10000" > /sys/class/timed_output/vibrator/enable
# cat
/sys/class/timed_output/vibrator/enable
3290
# echo
"0"  > /sys/class/timed_output/vibrator/enable

  对于enable文件,“写”表示使能指定的时间,“读”表示获取剩余时间。

  2 、硬件抽象层的内容

  1.硬件抽象层的接口

  Vibrator硬件抽象层的接口在hardware/libhardware_legacy/include/hardware_legacy/目录的vibrator.h文件中定义:

  int vibrator_on(int timeout_ms); // 开始振动

  int vibrator_off(); // 关闭振动

  vibrator.h文件中定义两个接口,分别表示振动和关闭,振动开始以毫秒(ms)作为时间单位。

  提示:Timed Output类型驱动本身有获得剩余时间的能力(读enable文件),但是在Android Vibrator硬件抽象层以上的各层接口都没有使用这个功能。

  2.标准硬件抽象层的实现

  Vibrator硬件抽象层具有标准的实现,在hardware/libhardware_legacy/vibrator/目录的vibrator.c中。

  其中实现的核心内容为sendit()函数,这个函数的内容如下所示:

#define THE_DEVICE "/sys/class/timed_output/vibrator/enable"
static
int sendit(int timeout_ms)
{
    
int nwr, ret, fd;
    char value[
20];
#ifdef QEMU_HARDWARE                
// 使用QEMU的情况
    
if (qemu_check()) {
        return qemu_control_command(
"vibrator:%d", timeout_ms );
    }
#endif
    fd
= open(THE_DEVICE, O_RDWR);               // 读取sys文件系统中的内容
    
if(fd < 0) return errno;
    nwr
= sprintf(value, "%d\n", timeout_ms);
    ret
= write(fd, value, nwr);
    close(fd);
    return (ret
== nwr) ? 0 : -1;
}

  sendit()函数负责根据时间“振动”:在真实的硬件中,通过sys文件系统的文件进行控制;如果是模拟器环境则通过QEMU发送命令。

  vibrator_on()调用sendit()以时间作为参数,vibrator_on()调用sendit()以0作为参数。

  3、上层的情况和注意事项

  frameworks/base/services/jni/目录中的com_android_server_VibratorService.cpp文件是Vibrator硬件抽象层的调用者,它同时也向Java提供JNI支持。

  其中,为JNI定义的方法列表如下所示:

static JNINativeMethod method_table[] = {
    {
"vibratorOn", "(J)V", (void*)vibratorOn },   // 振动器开
    {
"vibratorOff", "()V", (void*)vibratorOff }   // 振动器关
};
int register_android_server_VibratorService(JNIEnv *env) {
    return jniRegisterNativeMethods(env,
"com/android/server/VibratorService",
            method_table, NELEM(method_table));
}

  vibratorOn()和vibratorOff()这两个函数的实现分别如下所示:

static void vibratorOn(JNIEnv *env, jobject clazz, jlong timeout_ms){
    vibrator_on(timeout_ms);
}
static void vibratorOff(JNIEnv
*env, jobject clazz){
    vibrator_off();
}

  frameworks/base/services/java/com/android/server/目录中的VibratorService.java通过调用VibratorService JNI来实现com.android.server包中的VibratorService类。

  frameworks/base/core/java/android/os/目录中的Vibrator.java文件实现了android.os包中的Vibrator类。它通过调用vibrator的Java服务来实现(获得名称为vibrator的服务),配合同目录中的IVibratorService.aidl文件向应用程序层提供Vibrator的相关API。

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