android在framework层增加自己的service---仿照GPS
不少公司在开发android产品的时候，都需要在android中增加自己的service，尤其是定制的工业用途的设备，我们公司的项目中就涉及到要增加一个service，是一个北斗通信service，具体的内容不便透露，涉及到保密。但是增加service的过程大概能描述一下，具体代码就按着不重要的来帖，大家见谅！！ 其实增加自己的service不论是谁来，我想都会仿照现有service来做，在android现有service中，最简单明了的是vibrator service，其次的是location service也就是GPS，这两个service 虽然简单，但是service的架构都是相同，我们仿照的目标就是要这样，明了的架构，往里面填东西就是体力活了。下面我们从下往上一一来看每个步骤。
1.kernel层
我们的硬件连接到设备上一个串口，因此kernel层我们就不用什么改动。当然如果你们添加的硬件设备需要驱动的话，自己加进去就是了，这里不多说了。
2.HAL层
我们先找到了GPS的HAL层代码 \android\hardware\imx\libgps中一共两个文件，仔细分析来看，这两个文件主要功能是生成一个动态链接库，向下与硬件通信，向上为系统提供访问的接口函数，知道了这个，我们就明白了HAL层大概的功能，我们的工作就是选一个适合自己硬件的方法实现这个功能。
我们的硬件是一个串口通信的设备，无非就是可以由上层控制来发送命令和接受命令，因此我选的是串口通信很常见的方式： 每条发送命令都单独写一个函数，有上层来控制发送哪条。接收命令就启动一个接收线程，每当收到数据后，进行一系列的判定，把有效的数据传送到上层。
下面我们来看具体代码在android\hardware\imx\librd目录中：
首先是我们与硬件通信的几个函数：
static const RDInterface goldtelrdInterface = {
sizeof(RDInterface),
goldtel_rd_init,
goldtel_rd_close,
goldtel_rd_send_XTZJ,
goldtel_rd_send_ICJC,
goldtel_rd_send_SJSC,
goldtel_rd_send_DWSQ,
goldtel_rd_send_BBDQ,
goldtel_rd_send_YHZL_SJTX,
goldtel_rd_send_TXSQ,
};具体的函数功能就不多说了，反正就是发送命令初始化和关闭。当上层打开这个service的时候会调用goldtel_rd_init()这个函数，因此在这个函数里面我们要实现一系列的初始化功能，包括打开设备电源，打开串口，创建接收进程等等。具体代码：
static int goldtel_rd_init(RDCallbacks* callbacks)
{
RdState* s = _rd_state;
//lijianzhang
write_sysfs("/sys/devices/platform/bd_power/enable_rdss","1",1); //给设备上电
usleep(1500000);
if (!s->init)
rd_state_init(s, callbacks);//进行一系列的初始化 注意这里的一个参数callbacks，
//这是一些回调函数，是在jni层实现的，传到底层来运行
//android很多都是这么来实现，如果以后看别的代码看到
//类似方式就不要慌乱，去jni层里肯定能找到
if (s->fd < 0)
return -1;
rd_state_start(s); //开始工作
return 0;
}然后是rd_state_init()
static void
rd_state_init( RdState* state, RDCallbacks* callbacks )
{
.................
一系列初始化
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
state->thread = callbacks->create_thread_cb( "rd_state_thread", rd_state_thread, state );//这个函数里最主要的功能就是创建接收线程
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
}
这里面用到了很多的epoll通信机制，其实逻辑很简单一看就明白，下面把代码贴出来，大家给个参考指正
static void
rd_state_thread( void* arg )
{
RdState* state = (RdState*) arg;
NmeaReader reader[1];
int epoll_fd = epoll_create(2);
int started = 0;
int rd_fd = state->fd;
int control_fd = state->control[1];
nmea_reader_init( reader );
// 注册epoll 文件
epoll_register( epoll_fd, control_fd );
epoll_register( epoll_fd, rd_fd );
LOGE("RD thread running");
// now loop
for (;;) {
struct epoll_event events[2];
int ne, nevents;
nevents = epoll_wait( epoll_fd, events, 2, -1 ); //等待epoll消息
if (nevents < 0) {
if (errno != EINTR)
E("epoll_wait() unexpected error: %s", strerror(errno));
continue;
}
D("rd thread received %d events", nevents);
for (ne = 0; ne < nevents; ne++) { //处理每条消息
if ((events[ne].events & (EPOLLERR|EPOLLHUP)) != 0) {
E("EPOLLERR or EPOLLHUP after epoll_wait() !?");
return;
}
if ((events[ne].events & EPOLLIN) != 0) {
int fd = events[ne].data.fd;
if (fd == control_fd) //如果这个消息是控制命令的话，这里的控制命令其实就两条，
//服务开始和服务结束，下面就是分别对着两条命令进行处理
{
char cmd = 255;
int ret;
D("rd control fd event");
do {
ret = read( fd, &cmd, 1 );
} while (ret < 0 && errno == EINTR);
if (cmd == CMD_QUIT) { //服务退出
if (started) {
started = 0;
nmea_reader_set_DWXX_callback(reader,NULL);
nmea_reader_set_BBXX_callback(reader,NULL);
nmea_reader_set_FKXX_callback(reader,NULL);
nmea_reader_set_ICXX_callback(reader,NULL);
nmea_reader_set_ZJXX_callback(reader,NULL);
nmea_reader_set_TXHZ_callback(reader,NULL);
nmea_reader_set_TXXX_callback(reader,NULL);
}
return;
}
else if (cmd == CMD_START) { //服务开始
if (!started) {
LOGE("rd_state_thread start!");
started = 1;
nmea_reader_set_DWXX_callback(reader,state->callbacks.dwxx_cb);
nmea_reader_set_BBXX_callback(reader,state->callbacks.bbxx_cb);
nmea_reader_set_FKXX_callback(reader,state->callbacks.fkxx_cb);
nmea_reader_set_ICXX_callback(reader,state->callbacks.icxx_cb);
nmea_reader_set_ZJXX_callback(reader,state->callbacks.zjxx_cb);
nmea_reader_set_TXHZ_callback(reader,state->callbacks.txhz_cb);
nmea_reader_set_TXXX_callback(reader,state->callbacks.txxx_cb);
}
}
}
else if (fd == rd_fd) //如果是串口通信的消息
{
// LOGE("start read data");
char buff[32];
for (;;) {
int nn, ret;
ret = read( fd, buff, sizeof(buff) ); //从串口中读出数据
if (ret < 0) {
if (errno == EINTR)
continue;
if (errno != EWOULDBLOCK)
E("error while reading from gps daemon socket: %s:", strerror(errno));
break;
}
for (nn = 0; nn < ret; nn++)
{
//LOGE("start read data %02X",buff[nn]);
nmea_reader_addc( reader, buff[nn] ); //判定数据有效性并进行处理
}
}
}
else
{
E("epoll_wait() returned unkown fd %d ?", fd);
}
}
}
}
}
下面重要的函数就是nmea_reader_addc( NmeaReader* r, int c ) 这里作为涉密内容不做过多的说明了，明白就是判定命令并与上层通信就可以了。
进程创建完成了，hal层基本功能就完成了，下一步就是将这些功能声称一个.so动态链接库，方法就是下面的代码：
static const RDInterface* get_rd_hardware_interface()
{
return &goldtelrdInterface;
}
static int open_rd(const struct hw_module_t* module, char const* name,
struct hw_device_t** device)
{
struct rd_device_t *dev = malloc(sizeof(struct rd_device_t));
memset(dev, 0, sizeof(*dev));
dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
dev->common.version = 0;
dev->common.module = (struct hw_module_t*)module;
dev->get_rd_interface = get_rd_hardware_interface;
*device = (struct hw_device_t*)dev;
return 0;
}
static struct hw_module_methods_t rd_module_methods = {
.open = open_rd
};
const struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
.tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
.version_major = 1,
.version_minor = 0,
.id = RD_HARDWARE_MODULE_ID,
.name = "Real6410 rd Module",
.author = "The Android Open Source Project",
.methods = &rd_module_methods,
};3.JNI层
动态链接库生成完了，下面就到了framework层，我们找到了location service的代码在目录\android\frameworks\base\services\jni\中功能就是打开这个动态链接库然后，向java层提供函数接口，功能很简单我们直接来看我写的代码在android\\frameworks\base\services\jni\com_android_server_rdmessage_RDMessageDispatch.cpp中
首先是打开动态链接库
static const RDInterface* get_rd_interface() {
int err;
hw_module_t* module;
const RDInterface* interface = NULL;
err = hw_get_module(RD_HARDWARE_MODULE_ID, (hw_module_t const**)&module);
if (err == 0) {
hw_device_t* device;
err = module->methods->open(module, RD_HARDWARE_MODULE_ID, &device);
if (err == 0) {
rd_device_t* rd_device = (rd_device_t *)device;
interface = rd_device->get_rd_interface(rd_device);
}
}
return interface;
}static JNINativeMethod sMethods[] = {
/* name, signature, funcPtr */
{"class_init_native", "()V", (void *)android_rdmessage_RDMessageDispatch_class_init_native},
{"native_is_supported","()Z",(void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_is_supported},
{"native_BDMessage_start", "()Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_BDMessage_start},
{"native_close","()V",(void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_close},
{"native_sendXTZJ", "(I)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendXTZJ},
{"native_sendICJC", "()Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendICJC},
{"native_sendSJSC", "(I)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendSJSC},
{"native_sendDWSQ", "(ZZ)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendDWSQ},
{"native_sendBBDQ", "()Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendBBDQ},
{"native_sendYHZL_SJTX", "(II)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendYHZL_SJTX},
{"native_SendBDMessage", "(I[BIIZ)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_SendBDMessage},
{"read_TXXX_message", "([BI)I", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_read_TXXX_message},
{"read_DWXX_message","([B[B[B[B[B)V",(void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch__read_DWXX_message},
};static jboolean android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendICJC
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
if (!sRdInterface)
return false;
if(sRdInterface->rd_send_ICJC()!=0)
return false;
return true;
}然后是，收到串口数据，传送的上层的方法，这里就涉及到了刚才提到的回调函数，在这里实现但是在HAL层执行，函数含简单就是调用函数将数据发送上去，看代码
static void ZJXX_callback(ZJXXInfo *zjxx)
{
JNIEnv* env = AndroidRuntime::getJNIEnv();
env->CallVoidMethod(mCallbacksObj,method_reportZJXX,zjxx->UserId,zjxx->ICStatus,
zjxx->YJStatus,zjxx->DCStatus,zjxx->RZStatus,zjxx->bs1Status,zjxx->bs2Status,
zjxx->bs3Status,zjxx->bs4Status,zjxx->bs5Status,zjxx->bs6Status);
checkAndClearExceptionFromCallback(env, __FUNCTION__);
}其他的就不多说了下面来看framework层
4. framework层
我们看到location service的代码在android\frameworks\base\services\java\com\android\server\LocationManagerService.java
android\frameworks\base\services\java\com\android\server\location目录 android\\frameworks\base\location\java\android\location目录中
分析一下架构，就是向下接口JNI层的 代码，在此基础上封装service实现函数，最后在servicemanager中运行这个服务，还有增加这个服务的aidl文件，以便于所有的app都能访问到。所以我们所做的工作也是这些，其实比较简单，主要是为界面提供支持，比如更新状态栏北斗信号强度等等，这里就不再贴代码了，大家可以自己看gps是怎么做的仿照来就行。
实现了这些函数最后要在android\frameworks\base\services\java\com\android\server\SystemServer.java中增加
try { //启动这个service
Slog.i(TAG, "RdMessage Manager");
rdmessage = new RdMessageManagerService(context);
ServiceManager.addService(Context.RD_MESSAGE_SERVICE, rdmessage);
} catch (Throwable e) {
reportWtf("starting RdMessage Manager", e);
}
try {
if (rdmessageF != null) rdmessageF.systemReady(); //告诉系统服务启动完成
} catch (Throwable e) {
reportWtf("making RdMessage Service ready", e);
}增加这些代码后就系统就可以启动服务了，
最后在\frameworks\base\core\java\android\os\增加IRdMessageManager.aidl, RdMessageManager.java这两个文件，是提供给上层使用的短信服务。
到了这里整个service添加就完成了，我们就可以通过app来访问这个service了。
5.总结
添加service的整个过程中，HAL层是与硬件通信的纯C语言的东西，有过Linux和C开发的人应该是没有难度，java层的东西是为app服务的，做app开发的人写起来应该不算困难，不过本人是做底层的，对这些并不是很熟悉，所以不敢多写，期待高手们补充。本人在写这个的过程中重点的精力放在了jni层，下面我们就来总结一下C++和java通信的方法，java是怎么调用C++函数的，C++又是怎么调用java函数的？
（1）JAVA调用C++
在jni中用到的就是
static JNINativeMethod sMethods[] = { //C++函数和java函数映射的结构体数据，三个选项分别是：java函数名，参数和函数返回值，C++函数指针
/* name, signature, funcPtr */
{"class_init_native", "()V", (void *)android_rdmessage_RDMessageDispatch_class_init_native},
{"native_is_supported","()Z",(void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_is_supported},
{"native_BDMessage_start", "()Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_BDMessage_start},
{"native_close","()V",(void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_close},
{"native_sendXTZJ", "(I)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendXTZJ},
{"native_sendICJC", "()Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendICJC},
{"native_sendSJSC", "(I)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendSJSC},
{"native_sendDWSQ", "(ZZ)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendDWSQ},
{"native_sendBBDQ", "()Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendBBDQ},
{"native_sendYHZL_SJTX", "(II)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_sendYHZL_SJTX},
{"native_SendBDMessage", "(I[BIIZ)Z", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_SendBDMessage},
{"read_TXXX_message", "([BI)I", (void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch_read_TXXX_message},
{"read_DWXX_message","([B[B[B[B[B)V",(void*)android_rdmessage_RDMessageDispatch__read_DWXX_message},
};
int register_android_server_rdmessage_RDMessageDispatch(JNIEnv* env)
{ //com/android/server/location/GpsLocationProvider
return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/rdmessage/RDMessageDispatch", sMethods, NELEM(sMethods));//注册这个数据到所调用的java类中
}android的JNI就是用这种方式实现的，我百度了一下，发现还是有别的引用方法，但是对于dalvik这个精简的虚拟机来讲不知道支不支持，期待做过的高手们给予一定的指导。
这个网页是别人写的资料，供大家参考一下http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/05/19/2508913.html
（2）C++调用java
这里用的方式如下面这个函数
static void ZJXX_callback(ZJXXInfo *zjxx)
{
JNIEnv* env = AndroidRuntime::getJNIEnv(); //获取dalvik虚拟机 当前的AndroidRuntime
env->CallVoidMethod(mCallbacksObj,method_reportZJXX,zjxx->UserId,zjxx->ICStatus, //执行java函数
zjxx->YJStatus,zjxx->DCStatus,zjxx->RZStatus,zjxx->bs1Status,zjxx->bs2Status,
zjxx->bs3Status,zjxx->bs4Status,zjxx->bs5Status,zjxx->bs6Status);
checkAndClearExceptionFromCallback(env, __FUNCTION__); //清楚回调函数的返回参数
} void CallVoidMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)
{
va_list args;
va_start(args, methodID);
functions->CallVoidMethodV(this, obj, methodID, args);
va_end(args);
}mCallbacksObj：是dalvik虚拟机传下来的java类的一个对象，实现的方法是
static jboolean android_rdmessage_RDMessageDispatch_native_BDMessage_start
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
if (!mCallbacksObj)
mCallbacksObj = env->NewGlobalRef(obj);//创建类的对象
if(!sRdInterface)
{
sRdInterface = get_rd_interface();
}
if (!sRdInterface || sRdInterface->rd_init(&sRdCallbacks) != 0) {
LOGE("in GetRDInterface sRdInterface is null");
sRdInterface = NULL;
return false;
}
return true;
}剩余的：剩下的所有函数就是java函数的参数
用这种方法cpp层就可以调用java函数了总的来讲游泳的函数就几个
env->NewGlobalRef();
env->GetMethodID();
env->CallVoidMethod();
(3) C++向java传送指针数据
static jint android_rdmessage_RDMessageDispatch_read_TXXX_message
(JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray nmeaArray, jint buffer_size)
{
// this should only be called from within a call to reportTXXX
jbyte* nmea = (jbyte *)env->GetPrimitiveArrayCritical(nmeaArray, 0);//讲java数组转换成char*
int length = sMessageStringLength;
if (length > buffer_size)
length = buffer_size;
memcpy(nmea, sMessageString, length); //数据复制
for(int i=0;iReleasePrimitiveArrayCritical(nmeaArray, nmea, JNI_ABORT); //释放刚才的char*
return length;
} 这个函数是C++的一个函数，注册到java中执行。这里涉及到数据交换的函数是dalvik虚拟机提供的
jbyte* nmea = (jbyte *)env->GetPrimitiveArrayCritical(nmeaArray, 0); //讲java数组转化成char*指针
env->ReleasePrimitiveArrayCritical(nmeaArray, nmea, JNI_ABORT); //释放这个指针
由于java中并不支持C++中的指针，因此才需要一个函数来进行数据转换。
nmeaArray：是java类中的数据
nmea：是C++中的char*指针
JNI_ABORT：是复制的类型。
同样的java向C++传送数据也用着两个函数，只是memcpy拷贝数据的方向不同而已。