Android中G-Sensor相关流程

拼搏现实的明天。 2022-06-18 05:49 582阅读 0赞

1.使G-sensor正常工作需要做的事：  
  
G-sensor driver文件包括：  
  
driver/i2c/chips/lis331dl.c  
driver/i2c/chips/sensorioctl.h  
include/linux/lis331dl.h  
  
并在/kernel/arch/arm/mach-s3c6410/mach-ur6410.c文件中i2c chanel1的结构变量i2c\_devs1\[\] \_\_initdata中需要添加G-sensor的设备信息，  
以使driver成功加载。  
同时在该文件中添加一个结构变量  
//JayLin add for Gsensor  
struct lis331dl\_platform\_data lisGsensor\_platform\_data=\{  
.name="lis331dl",  
.pin\_clk=0,  
.pin\_data=0,  
.open\_drain=1,  
.interrupt=IRQ\_EINT(3),  
\};  
该结构变量在i2c\_devs1\[\] \_\_initdata中被引用。  
  
/kernel/arch/arm/mach-s3c6410/mach-ur6410.c 中需要包含lis331dl.h。  
  
在rootfs/system/etc/init.board.sh的最后一行加上mknod /dev/sensorioctl c 51 201&创建节点供ioctl使用。  
  
编译后的sensor.so放在/rootfs/system/lib/hw下。  
  
sensor.so和driver之间通过ioctl实现对G-sensor的状态控制。ioctl的命令编号定义在头文件sensorioctl.h中，分别放在  
kernel/include/linux下  
和  
androidsourcecode/hardware/libhardware/include/hardware下  
供driver和sensor.so使用。  
  
G-sensor driver工作的大致流程：  
  
系统开机后，先加载i2c总线驱动，然后加载设备驱动。  
在设备驱动中的init函数中通过调用i2c\_add\_driver(&lis331dl\_i2c\_driver)注册i2c\_driver；此函数将driver注册到i2c\_bus\_type的总线上，此总线的匹配规则是利用i2c\_client的名称和  
i2c\_driver中id\_table中的名称作匹配。  
其中i2c\_client是注册板载信息是系统自动创建的，注册板载信息的过程就是在/kernel/arch/arm/mach-s3c6410 /mach-ur6410.c文件中i2c chanel1的结构变量i2c\_devs1\[\] \_\_initdata中需要添加G-sensor的设备信息。  
当匹配成功时，i2c\_driver中的probe()函数开始执行。  
Probe()函数主要完成以下功能：  
1.从i2c\_client结构中得到初始化信息  
2.创建G-sensor的工作队列  
2.注册input\_device设备  
3.读取Chip ID  
4.设置寄存器，使能G-sensor  
5.设置并启动中断  
当G-sensor上报数据的时候会触发中断，然后在中断处理函数中提交一个报值的任务到队列中并禁止中断。  
在工作队列中读数G-sensor的数据并上报到input子系统中，最后使能中断。  
  
2.android上层应用apk到G-sensor driver的大致流程：  
  
Android对于Sensor的API定义在 hardware/libhardware/include/hardware/sensor.h中, 要求在sensor.so提供以下8个API函数  
\[控制方面\]  
int (\*open\_data\_source)(struct sensors\_control\_device\_t \*dev);  
int (\*activate)(struct sensors\_control\_device\_t \*dev, int handle, int enabled);  
int (\*set\_delay)(struct sensors\_control\_device\_t \*dev, int32\_t ms);  
int (\*wake)(struct sensors\_control\_device\_t \*dev);  
\[数据方面\]  
int (\*data\_open)(struct sensors\_data\_device\_t \*dev, int fd);  
int (\*data\_close)(struct sensors\_data\_device\_t \*dev);  
int (\*poll)(struct sensors\_data\_device\_t \*dev, sensors\_data\_t\* data);  
\[模块方面\]  
int (\*get\_sensors\_list)(struct sensors\_module\_t\* module, struct sensor\_t const\*\* list);  
  
在Java层Sensor的状态控制由SensorService来负责,它的java代码和JNI代码分别位于:  
frameworks/base/services/java/com/android/server/SensorService.java  
frameworks/base/services/jni/com\_android\_server\_SensorService.cpp  
  
在Java层Sensor的数据控制由SensorManager来负责,它的java代码和JNI代码分别位于:  
frameworks/base/core/java/android/hardware/SensorManager.java  
frameworks/base/core/jni/android\_hardware\_SensorManager.cpp  
  
android framework中与sensor通信的是sensorService.java和sensorManager.java。  
sensorService.java的具体通信是通过JNI调用sensorService.cpp中的方法实现的。  
sensorManager.java的具体通信是通过JNI调用sensorManager.cpp中的方法实现的。  
  
sensorService.cpp和sensorManger.cpp通过hardware.c与sensor.so通信。其中sensorService.cpp实现对sensor的状态控制，sensorManger.cpp实现对sensor的数据控制。  
sensor.so通过ioctl控制sensor driver的状态，通过打开sensor driver对应的设备文件读取G-sensor采集的数据。  
  
android SDK提供了4个类来于sensor通信，分别为 sensor,sensorEvent,sensorEventListener,sensorManager.其中 sensorEventListener用来在sensorManager中注册需要监听的sensor类型。  
  
sensorManager.java提供registrater(),unregistrater()接口供sensorEventListener使用。  
sensorManager.java不断轮询从sensor.so中取数据。取到数据后送给负责监听此类型sensor的 sensorEventListener.java。sensorEventListener.java通过在sensorManager.java中注册可以监听特定类型的sensor传来的数据。  
  
系统启动时执行systemProcess,会启动sensorService.java,在sensorService.java的构造函数中调用JNI方法\_sensor\_control\_init()。  
sensorService.cpp中相应的方法android\_int()会被执行。该函数会调用hardware.c中的方法hw\_get\_module()此函数又通过调用load()函数在system/lib/hw下查找sensor.so  
查找时会根据harware.c中定义好的sensor.\*.so的扩展名的顺序查找，找到第一个匹配的时候即停止，并将该sensor.so中定义好的一个全局变量HAL\_MODULE\_INFO\_SYM带回。该变量包含的一个  
重要信息是它的一个成员结构变量中包含的一个函数指针open，该指针所指函数会对一个device结构变量赋值，从而带出sensorService.cpp 和sensorManager.cpp与sensor通信所需要的全部信息。  
device结构变量有两种变体分别供sensorService.cpp和sensorManaer.cpp使用。其中主要是一些函数指针指向与sensor通信的函数。  
sensorService.cpp和sensorManager.cpp在得到HAL\_MODULE\_INFO\_SYM结构后都会调用 sensors.h的inline函数open()通过HAL\_MODULE\_INFO\_SYM的open函数指针将所需的device信息取回。  
  
系统在启动activityManager.java时，它会启动sensorManager.java，它也会调用hardware.c中的方法hw\_get\_module()带回HAL\_MODULE\_INFO\_SYM。  
  
3.关于Rotate的实现：  
  
系统启动windowManger.java时，它会启动phoneWindowManager.java，该类有一个内部类myOrientationListener扩展自windowOrientationListener.java。  
windowOrientationListener.java是一个辅助类，当device的方向发生变化时，供windowManger.java调用，用来接收数据。  
windowOrientationListener.java 内部在sensorManger.java中进行了注册，它回监听G-sensor传来的数据，即x,y,z方向的加速度，收到数据后经过转换处理，若满足Roate条件则调用  
IwindowManager接口的实现类windowManagerService.java中的setRotation()方法实现转屏。  
  
SensorManager通过polling的方式从设备得到Sensor数据, Sensor数据的结构定义在sensor.h里,  
其中SensorManager只处理了 vector.v, vector.status, time三个域, 分发给已注册的对这些消息的监听者  
  
比如第一项 vector.v包含x,y,z三个方向的信息值,就是由 WindowOrientataionLister注册的,  
当 SensorManager获取到这三个值之后,会传递给 WindowOrientataionLister,后者代码位于:  
frameworkd/base/core/java/android/view/WindowOrientationListener.java  
WindowOrientataionLister接收到这三个值之后,会计算出设备对应的orientation,并且执行 onOrientationChanged函数进一步上传  
  
WindowOrientataionLister是个纯虚类,如果在APK里需要控制方向,可以重载一个实例,  
而Android的系统实例对应在 PhoneWindowManager.java里,名字为MyOrientationListener  
frameworks/policies/base/phone/com/android/internal/policy/impl/PhoneWindowManager.java  
  
如果需要旋转, MyOrientationListener则会调用以下代码进行窗口旋转:  
mWindowManager.setRotation(rotation, false, mFancyRotationAnimation);  
  
问题总结：  
1.将lis302 G-sensor driver从spi总线移植到lis331 i2c总线时遇到的一些问题：  
a).lis331用的中断管脚与lis302不同，通过硬件原理图可知lis331用的是GPN3.故需要在driver的probe中设置 writel((readl(S3C64XX\_GPNCON) & ~(0xc0)) | (0x80), S3C64XX\_GPNCON);  
b).通过硬件原理图可知lis331的时钟线和数据线用的是i2c chanel1。故需要在/kernel/arch/arm/mach-s3c6410/mach-ur6410.c文件中i2c chanel1即结构变量i2c\_devs1\[\] \_\_initdata中  
添加G-sensor的设备信息，以使driver成功加载。  
c).lis331 driver是中断驱动的，每次G-sensor搜集到新数据都会产生中断，driver要在中断中通过i2cbus将数据从G-sensor中取回。由于i2cbus的读写操作是可能休眠的，而中断中不允许调用可能休眠的函数，故通过linux提供的延迟机制work\_queue来解决。  
  
问题b)的原理：  
i2c驱动包括总线驱动和设备驱动  
  
总线驱动只是提供对一条特定总线的读写机制，本身并不会去做通信。通过i2c总线驱动提供的函数，设备驱动可以忽略不同总线控制器的差异，不考虑其细节的与硬件设备通讯。  
一个总线驱动通常需要2个模块：struct i2c\_adapter和struct i2c\_algorithm 定义在include/linux/i2c.h中  
struct i2c\_algorithm是为了i2c总线驱动和具体的i2c总线能够对话。很多i2c总线驱动定义和使用它们自己的algorithm.对于一些i2c总线驱动来说，很多algorithm已经写好了。  
drivers/i2c/buses中包含所有的i2c总线驱动，drivers/i2c/algos中包含了所有的algorithm.  
  
设备驱动通过总线驱动中的读写函数同具体的i2c设备通信，一个设备驱动用两个模块来描述：struct i2c\_driver 和struct i2c\_client.  
i2c\_client代表着位于adapter总线上地址为address，使用driver来驱动的一个设备。它将总线驱动，设备驱动以及设备地址绑定到了一起。  
  
2.实现sensor.so与driver之间的ioctl时遇到的问题：  
sensor.so中pull数据时打开的文件是input子系统中逻辑input设备的表示层即event handler层中的evdev.c创建的，如果通过此文件描述符实现ioctl，则只能实现与event handler通信，无法实际控制  
Gsnsor driver. event handler层与物理设备的实际driver是通过input.c联系起来的，但input.c中没有实现将event handler层的ioctl传递到实际driver中。  
故采用另创建一个设备节点用来实现sensor.so与driver之间的ioctl.