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Android系统中震动器服务-VibratorService的分析,从App层到硬件抽象层(HAL层)


 简介:

VibratorService是Android系统中的一个服务,作用是设置手机震动。Vibrator,即震动器,或者称之为马达,在真实的设备中,对应有一个小马达,是安装在手机里的硬件设备。
Android系统提供了硬件抽象层HAL,来让底层驱动开发者适配,这样,整个Android系统的框架层不需要做变更。

应用层调用VibratorService提供的服务:

在应用程序中,可以这样使用VibratorService:

Vibrator vibrator = (Vibrator) getSystemService(Service.VIBRATOR_SERVICE);if (vibrator.hasVibrator()) {    vibrator.vibrate(3000); // 振动3秒    vibrator.cancel();}

分析:

我们可以直接调用getSystemService方法来获取某一个服务,这个方法是Context类的一个abstract方法,实现在ContextImpl中,如下:

@Override    public Object getSystemService(String name) { ServiceFetcher fetcher = SYSTEM_SERVICE_MAP.get(name); return fetcher == null ? null : fetcher.getService(this);    }

VibratorService框架层:

VibratorService类图如下:

相关代码

frameworks/base/services/java/com/android/server/VibratorService.java
frameworks/base/core/java/android/os/IAlarmManager.aidl

分析: 

1) VibratorService是一个典型的服务,通过Binder IPC与其它组件或者App进行通信;

2)真正实现核心功能的其实是VibrateThread这个内部线程类。

3)IVibratorService,Sub,Proxy都是编译后的IVibratorService.java中定义的;通过aidl方式对IVibratorService.aidl进行编译,就能得到这三个接口或类的实现。

4)VibratorService的初始化:

VibratorService的初始化工作是在SystemServer的内部类ServerThread中完成的:

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java中,

vibrator = new VibratorService(context);ServiceManager.addService("vibrator", vibrator);

创建VibratorService后,将其放入到ServiceManager,由ServiceManager管理起来,以后就可以通过

ServiceManager.getService(name)
来获取到这个Service了。

VibratorService jni层:

VibratorService对应的jni的代码在:
frameworks/base/services/com_android_server_VibratorService.cpp中,有:

namespace android{static jboolean vibratorExists(JNIEnv *env, jobject clazz){    return vibrator_exists() > 0 ? JNI_TRUE : JNI_FALSE;}static void vibratorOn(JNIEnv *env, jobject clazz, jlong timeout_ms){    // ALOGI("vibratorOn\n");    vibrator_on(timeout_ms);}static void vibratorOff(JNIEnv *env, jobject clazz){    // ALOGI("vibratorOff\n");    vibrator_off();}static JNINativeMethod method_table[] = {    { "vibratorExists", "()Z", (void*)vibratorExists },    { "vibratorOn", "(J)V", (void*)vibratorOn },    { "vibratorOff", "()V", (void*)vibratorOff }};int register_android_server_VibratorService(JNIEnv *env){    return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/VibratorService",     method_table, NELEM(method_table));}};

可以看到,对应的注册函数。这些函数最终调用到了native层的对应的函数中,对应关系如下:

jni层 native层
vibratorExists
vibrator_exists
vibratorOn
vibrator_on
vibratorOff
vibrator_off

VibratorService对应的Native层的代码在HAL层的对应的代码中。

VibratorService HAL层:

HAL,即Hardware Abstract Layer,硬件抽象层。Android系统提供了硬件抽象层HAL,来让底层驱动开发者适配,这样,整个Android系统的框架层不需要做变更。

VibratorService HAL代码:

从头文件

#include 

中可以看到,在hardware_legacy目录相关的代码中,如下:

/hardware/libhardware_hegacy/vibrator/vibrator.c

vibrator.c的实现:

在源码中:

#define THE_DEVICE "/sys/class/timed_output/vibrator/enable"int vibrator_exists(){    int fd;#ifdef QEMU_HARDWARE    if (qemu_check()) { return 1;    }#endif    fd = open(THE_DEVICE, O_RDWR);    if(fd < 0) return 0;    close(fd);    return 1;}static int sendit(int timeout_ms){    int nwr, ret, fd;    char value[20];#ifdef QEMU_HARDWARE    if (qemu_check()) { return qemu_control_command( "vibrator:%d", timeout_ms );    }#endif    fd = open(THE_DEVICE, O_RDWR);    if(fd < 0) return errno;    nwr = sprintf(value, "%d\n", timeout_ms);    ret = write(fd, value, nwr);    close(fd);    return (ret == nwr) ? 0 : -1;}int vibrator_on(int timeout_ms){    /* constant on, up to maximum allowed time */    return sendit(timeout_ms);}int vibrator_off(){    return sendit(0);}

总结:

从framework -> jni ->native(包括HAL) ,Android提供了完整的框架服务,用户只需要调用这些服务提供的方法即可。