Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(十一)__PSensor工作流程浅析
前置文章：
《 Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(一)__概要和学习计划》《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(二)__UI结构分析》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(三)__MO(去电)流程分析》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(四)__RILJ工作流程简析》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(五)__MT(来电)流程分析》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(六)__InCallActivity显示更新流程》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(七)__来电(MT)响铃流程》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(八)__Phone状态分析》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(九)__状态通知流程分析》
《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(十)__"通话显示"查询流程》
概要
在Android手机通话过程中，用户将手机靠近/远离头部，会导致手机屏幕灭/亮，这实际上是Proximity Sensor在起作用(参考1)。通俗的来讲Proximity Sensor就是近距离传感器，后文简写为PSensor，近距离传感器可用于测量物体靠近或远离。根据PSensor的这一特征，在计数以及自动化控制等领域都有使用近距离传感器(参考2，参考3)。目前，市面上主流的智能手机均包含了近距离传感器。PSensor检测到手机被遮挡则关闭屏幕，反之则点亮屏幕，一方面可以省电(LCD是耗电大户)，另一方面可以防止用户近耳接听时触碰到屏幕引发误操作。
本文主要分析PSensor在整个通话过程中实现屏幕亮灭的控制原理。
ProximitySensor初始化流程
在Android 4.4以后，Phone分为了TeleService和InCallUI两个部分，通话过程中PSensor的控制由packages/apps/InCallUI/src/com/android/incallui/ProximitySensor.java负责。在以前发布的文章《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(七)__来电(MT)响铃流程》和《Android 4.4 Kitkat Phone工作流程浅析(九)__状态通知流程分析》中已经分析通话状态变更流程 ( Modem->RILC->RILJ->Framework->Telephony->InCallUI ) ，而TeleService与InCallUI建立连接是在通话状态变更之后。因此ProximitySensor的初始化建立在通话状态第一次变更后，整个流程如图1所示：
图 1 ProximitySensor初始化流程
InCallUI与TeleService通过两种方式进行通信，即Broadcast和AIDL。当MO流程发起时，InCallUI最终会通过广播的方式将MO请求传递给TeleService。而当通话状态返回以及通话控制命令发起时，InCallUI和TeleService之间将会通过AIDL的方式进行通信，即CallHandlerService和CallHandlerServiceProxy，以及CallCommandService和CallCommandClient。使用AIDL方式通信需要建立连接(bindService)，而在建立连接的时候对ProximitySensor进行了初始化操作。
ProximitySensor初始化小结1. ProximitySensor初始化是在InCallPresenter中完成；
在InCallPresenter中实例化了ProximitySensor对象并将其添加到Set<InCallStateListener>序列中，当通话状态变更时回调ProximitySensor的onStateChanged()方法。
2. ProximitySensor的初始化依赖于InCallUI中CallHandlerService的绑定；
当TeleService通过bindService连接CallHandlerServiceProxy和CallHandlerService时，经过逐步调用后完成ProximitySensor的初始化。而bindService的调用则依赖于Call State的改变，Call State的改变有两种情况：incoming 和 update，即当有来电或者通话状态改变时，会触发TeleService的bindService操作。
ProximitySensor使用流程
通话状态变更之后ProximitySensor完成初始化。ProximitySensor.java的关键方法如下：
// 构造方法，完成初始化
// PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK是@hide的，普通app无法获取
public ProximitySensor(Context context, AudioModeProvider audioModeProvider) {
mPowerManager = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
if (mPowerManager.isWakeLockLevelSupported(PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK)) {
mProximityWakeLock = mPowerManager.newWakeLock(
PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK, TAG);
} else {
mProximityWakeLock = null;
}
mAccelerometerListener = new AccelerometerListener(context, this);
mAudioModeProvider = audioModeProvider;
mAudioModeProvider.addListener(this);
}
// 完成善后工作，初始化以及挂断电话后会被调用
public void tearDown() {
mAudioModeProvider.removeListener(this);
mAccelerometerListener.enable(false);
if (mProximityWakeLock != null && mProximityWakeLock.isHeld()) {
mProximityWakeLock.release();
}
}
// 当设备的方向改变之后会执行，用于判断是否启用PSensor(注：在灭屏状态下不会触发)
// mOrientation的值包含：
// ORIENTATION_UNKNOWN = 0
// ORIENTATION_VERTICAL = 1 垂直摆放
// ORIENTATION_HORIZONTAL = 2 水平摆放
@Override
public void orientationChanged(int orientation) {
mOrientation = orientation;
updateProximitySensorMode();
}
// 当通话状态有改变则会通过InCallPresenter回调
@Override
public void onStateChange(InCallState state, CallList callList) {
// 如果是来电则无须启用PSensor
boolean isOffhook = (InCallState.INCALL == state
|| InCallState.OUTGOING == state);
if (isOffhook != mIsPhoneOffhook) {
mIsPhoneOffhook = isOffhook;
mOrientation = AccelerometerListener.ORIENTATION_UNKNOWN;
mAccelerometerListener.enable(mIsPhoneOffhook);
updateProximitySensorMode();
}
}
//... ...省略
// 当通话过程中Audio模式有变化则执行，包括：
// 1. 蓝牙耳机连接
// 2. 有线耳机连接
// 3. 开启扬声器
@Override
public void onAudioMode(int mode) {
updateProximitySensorMode();
}
// 拨号盘显示时回调，此时禁用PSensor以便用户输入
public void onDialpadVisible(boolean visible) {
mDialpadVisible = visible;
updateProximitySensorMode();
}
// Config改变时回调，如开启物理键盘(如今许多设备都已不再配备物理键盘)
public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {
mIsHardKeyboardOpen = newConfig.hardKeyboardHidden == Configuration.HARDKEYBOARDHIDDEN_NO;
// Update the Proximity sensor based on keyboard state
updateProximitySensorMode();
}
// InCallUI显示或隐藏时回调
public void onInCallShowing(boolean showing) {
if (showing) {
mUiShowing = true;
} else if (mPowerManager.isScreenOn()) {
mUiShowing = false;
}
updateProximitySensorMode();
}通过查看不难发现，以上方法(除了构造方法以外)均调用了updateProximitySensorMode方法，整个通话过程中正是由其触发PSensor的控制，关键代码如下：
/**
* 根据当前设备状态，使用wake lock锁来控制PSensor的行为
* On devices that have a proximity sensor, to avoid false touches
* during a call, we hold a PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK wake lock
* whenever the phone is off hook. (When held, that wake lock causes
* the screen to turn off automatically when the sensor detects an
* object close to the screen.)
* 以上为google解释通话过程中PSensor的工作原理，即
* 在通话过程中持有PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK的wake lock，如果检测物体靠近
* 则关闭屏幕以防止用户误点击
*
* 以下情况将会禁用PSensor的亮灭屏控制，即PSensor无效：
* 1) 设备已连接蓝牙耳机
* 2) 设备已插入有线耳机
* 3) 设备开启扬声器
* 4) 设备开启物理键盘(如今许多设备都已不再配备物理键盘)
*/
private void updateProximitySensorMode() {
if (proximitySensorModeEnabled()) {
synchronized (mProximityWakeLock) {
final int audioMode = mAudioModeProvider.getAudioMode();
// 以下情况将会禁用PSensor，是否禁用需根据update时具体状态决定:
// 1. 插入有线耳机
// 2. 接入蓝牙耳机
// 3. 开启扬声器
// 4. 开启物理键盘(如今许多设备都已不再配备物理键盘)
// 5. 设备水平放置
// screenOnImmediately = true表示禁用PSensor
// screenOnImmediately = false表示启用PSensor，此时屏幕的亮灭则根据是否
// 有物体靠近或远离PSensor决定，靠近则灭屏，远离则亮屏
boolean screenOnImmediately = (AudioMode.WIRED_HEADSET == audioMode
|| AudioMode.SPEAKER == audioMode
|| AudioMode.BLUETOOTH == audioMode
|| mIsHardKeyboardOpen);
//... ...省略
// 当设备水平放置，且InCallActivity不在前台显示时，此时!mUiShowing && horizontal = true
// 从而screenOnImmediately = true，并最终禁用PSensor
final boolean horizontal =
(mOrientation == AccelerometerListener.ORIENTATION_HORIZONTAL);
screenOnImmediately |= !mUiShowing && horizontal;
// 当设备水平放置且开启拨号盘时，screenOnImmediately = true，禁用PSensor
screenOnImmediately |= mDialpadVisible && horizontal;
if (mIsPhoneOffhook && !screenOnImmediately) {
final String logStr = "turning on proximity sensor: ";
if (!mProximityWakeLock.isHeld()) {
Log.i(this, logStr + "acquiring");
// 如果没有执行过acquire方法则执行wakelock申请的动作
// 该方法用于Enable PSensor的亮灭屏控制
mProximityWakeLock.acquire();
} else {
// 无须再次acquire
Log.i(this, logStr + "already acquired");
}
} else {
final String logStr = "turning off proximity sensor: ";
if (mProximityWakeLock.isHeld()) {
Log.i(this, logStr + "releasing");
// Wait until user has moved the phone away from his head if we are
// releasing due to the phone call ending.
// Qtherwise, turn screen on immediately
// 禁用PSensor的亮灭屏控制包含两种情况：
// 第一种：
// 如果当前设备不再是OFFHOOK状态，比如已经挂断电话即 mIsPhoneOffhook = false
// 此时screenOnImmediately有可能为false，即设备还处于灭屏的状态，这种情况下会根据
// PowerManager.WAIT_FOR_PROXIMITY_NEGATIVE 这个FLAG来release wake lock
// 也就是说会立即释放锁，但需要等用户远离PSensor时才会禁用PSensor并点亮屏幕
// 第二种：
// 当update时发现需要禁用PSensor，比如在PSensor被遮挡设备灭屏的情况下插入有线耳机
// 此时会导致Audio模式的改变从而调用updateProximitySensorMode，同时，在这种情况下
// screenOnImmediately = true，则会立即禁用PSensor并release wake lock点亮屏幕
int flags =
(screenOnImmediately ? 0 : PowerManager.WAIT_FOR_PROXIMITY_NEGATIVE);
mProximityWakeLock.release(flags);
} else {
Log.i(this, logStr + "already released");
}
}
}
}
}通过以上代码的分析可以知道，屏幕的亮灭有多种情况。在InCallUI中通过mProximityWakeLock.acquire()和mProximityWakeLock.release()申请/释放wake lock来 Enable/Unenable PSensor，从而让PSensor来控制屏幕的亮灭。从这一点也可以看出，通话过程中屏幕的亮灭的控制，实际上与Telephony没有多大关系。
ProximitySensor使用流程小结
1. 在InCallUI中通过ProximitySensor提供的public接口，调用updateProximitySensorMode()更新PSensor的Enable/Unenable状态。
public接口包括：
orientationChanged()：设备方向改变后回调；
onStateChange()：设备InCallState改变后回调；
onAudioMode()：设备Audio模式改变后回调，Audio模式包括连接蓝牙耳机，插入有线耳机，开启扬声器；
onDialpadVisible()：设备通话时时Dialpad显示状态改变后回调；
onConfigurationChanged()：设备Configuration改变后回调，如弹出物理键盘；
onInCallShowing()：设备InCallActivity显示状态改变后回调；
2. PSensor的控制在ProximitySensor中通过如下方式完成：
①. 实例化PowerManager.WakeLock
mPowerManager = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
if (mPowerManager.isWakeLockLevelSupported(PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK)) {
mProximityWakeLock = mPowerManager.newWakeLock(
PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK, TAG);
} else {
mProximityWakeLock = null;
}
②. 通过WakeLock的acquire和release方法Enable/Unenable PSensor
mProximityWakeLock.acquire(); // 申请，即Enable PSensor
if (mProximityWakeLock.isHeld()) {
int flags =(screenOnImmediately ? 0 : PowerManager.WAIT_FOR_PROXIMITY_NEGATIVE);
mProximityWakeLock.release(flags); // 释放，即Unenable PSensor
}
PSensor工作流程
在分析了InCallUI中ProximitySensor的初始化流程和控制流程之后，还需具体查看在整个通话过程中，PSensor是如何完成工作屏幕亮灭控制的。在前文的分析中，ProximitySensor通过mProximityWakeLock.acquire()和mProximityWakeLock.release()来实现PSensor的Enable/Unenable，从而让PSensor完成屏幕亮灭的控制。整个流程大致分为：WakeLock申请、PSensor关闭/点亮屏幕、系统休眠/唤醒三大部分。
可能有童鞋要问了：WakeLock是什么？PSensor与WakeLock有什么关系？申请和释放WakeLock的作用什么？后文会为大家一一解释。
WakeLock
WakeLock也可称之为唤醒锁，是Android提供的一种机制，用于阻止设备进入深度休眠(CPU、Memory掉电参考4 参考5)。当一个应用程序申请了WakeLock后，即使用户按下Power键关闭屏幕，该应用依然可以保持运行，如音乐播放器。
Android提供了五种类型的WakeLock，即PARTIAL_WAKE_LOCK、SCREEN_DIM_WAKE_LOCK、SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK、FULL_WAKE_LOCK、PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK。其中SCREEN_DIM_WAKE_LOCK、SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK、FULL_WAKE_LOCK不再建议使用，取而代之的是android.view.WindowManager.LayoutParams#FLAG_KEEP_SCREEN_ON。PARTIAL_WAKE_LOCK表示设备CPU 持续运转，屏幕和键盘背光允许关闭，普通应用可以获取，而PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK则是PSensor的专用，只有系统APP才有权使用。
用户在通话过程中自然不希望设备进入深度休眠，因此电话应用(这里指InCallUI)会申请WakeLock，而这一步实际上在ProximitySensor的updateProximitySensorMode方法中完成，关键代码如下：
private final PowerManager mPowerManager;
private final PowerManager.WakeLock mProximityWakeLock;
mPowerManager = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
if (mPowerManager.isWakeLockLevelSupported(PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK)) {
mProximityWakeLock = mPowerManager.newWakeLock(PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK, TAG);
// 申请WakeLock
mProximityWakeLock.acquire();
// 释放WakeLock
int flags = (screenOnImmediately ? 0 : PowerManager.WAIT_FOR_PROXIMITY_NEGATIVE);
mProximityWakeLock.release(flags);
这里需要注意：
1. PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK在PowerManager定义为@hide因此普通APP无法直接调用；
2. 申请WakeLock需要在AndroidManifest.xml添加android.permission.WAKE_LOCK权限；
3. flags为0表示立即释放锁，屏幕会立即点亮。flags为PowerManager.WAIT_FOR_PROXIMITY_NEGATIVE则表示立即释放锁，但此时已然Enable PSensor，需要等待物体远离后再亮屏；
普通应用也可以申请/释放WakeLock，但PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK只有系统应用才有权申请/释放，也就是说该类型的WakeLock是为PSensor量身打造的。在acquire/release WakeLock的过程中，实际上也一并完成了PSensor的Enable/Unenable，具体将在下一节给大家解释。
PSensor关闭/点亮屏幕
本文提及的PSensor关闭/点亮屏幕指的是，Enable PSensor并满足特定条件(靠近/远离)后，触发屏幕关闭/开启流程(实际上是休眠/唤醒流程，后文解释)，而整个流程分为两步：注册PSensor Listener及PSensor状态触发亮灭屏。
注册PSensor Listener
InCallUI中完成WakeLock的申请后，便进入到frameworks/base/core/java/anroid/os/PowerManager.java的acquire方法中，并开启了WakeLock的处理流程，关键代码如下：
public void acquire() {
//... ...省略
acquireLocked();
}
Private void acquireLocked() {
// ... ..省略 mService即PowerManagerService对象
mService.acquireWakeLock(mToken, mFlags, mTag, mPackageName, mWorkSource);
}对于上层应用来说PowerManager实际上只是一个接口，真正实现在frameworks/base/services/java/com/android/server/power/PowerManagerService.java中：
@Override
public void acquireWakeLock(IBinder lock, int flags, String tag, String packageName,
WorkSource ws) {
//... ...省略
try {
acquireWakeLockInternal(lock, flags, tag, packageName, ws, uid, pid);
} finally {
Binder.restoreCallingIdentity(ident);
}
}
private void acquireWakeLockInternal(IBinder lock, int flags, String tag, String packageName,
WorkSource ws, int uid, int pid) {
synchronized (mLock) {
//... ...省略
updatePowerStateLocked();
}
}因为在本节中我们主要关心关闭/点亮屏幕的操作，期间省略了很多状态更新以及权限检查的代码。在acquireWakeLockInternal最后调用了updatePowerStateLocked，该方法是PowerManagerService中最为重要的方法，也即Android的休眠/唤醒入口方法。其中具有具有5大关键步骤，核心代码如下：
private void updatePowerStateLocked() {
//... ...省略
// Phase 0: Basic state updates.
// 基本状态更新
updateIsPoweredLocked(mDirty);
updateStayOnLocked(mDirty); // 是否有开启"充电保持唤醒"功能
// Phase 1: Update wakefulness.
// Loop because the wake lock and user activity computations are influenced
// by changes in wakefulness.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
int dirtyPhase2 = 0;
for (;;) {
int dirtyPhase1 = mDirty;
dirtyPhase2 |= dirtyPhase1;
mDirty = 0;
//检查当前系统中所有激活的(没有释放)WakeLock
updateWakeLockSummaryLocked(dirtyPhase1);
//更新主动申请的系统状态如bright/dim
updateUserActivitySummaryLocked(now, dirtyPhase1);
// 如果经过前面的检查和更新后，没有新的状态变更则退出循环准备休眠
if (!updateWakefulnessLocked(dirtyPhase1)) {
break;
}
}
// Phase 2: Update dreams and display power state.
// 更新dream屏保状态
updateDreamLocked(dirtyPhase2);
// 更新显示状态，包含关闭/点亮屏幕
updateDisplayPowerStateLocked(dirtyPhase2);
// Phase 3: Send notifications, if needed.
// 休眠/唤醒是否准备完成
if (mDisplayReady) {
sendPendingNotificationsLocked();
}
// Phase 4: Update suspend blocker.
// Because we might release the last suspend blocker here, we need to make sure
// we finished everything else first!
// 休眠/唤醒前最后一步，之后会跳转到native层执行申请/释放锁的操作
updateSuspendBlockerLocked();
}经过前文的分析，申请WakeLock之后会调用到updatePowerStateLocked()中，而在该方法中通过调用updateDisplayPowerStateLocked()更新显示状态，关键方法如下：
private void updateDisplayPowerStateLocked(int dirty) {
//... ...省略
mDisplayReady = mDisplayPowerController.requestPowerState(mDisplayPowerRequest,
mRequestWaitForNegativeProximity);
//... ...省略
}mDisplayPowerController是frameworks/base/services/java/com/android/server/power/DisplayPowerController.java的对象，在PowerManagerService的SystemReady()方法中完成初始化。继续查看DisplayPowerController的requestPowerState方法：
public boolean requestPowerState(DisplayPowerRequest request,
boolean waitForNegativeProximity) {
//... ...省略
if (changed && !mPendingRequestChangedLocked) {
mPendingRequestChangedLocked = true;
sendUpdatePowerStateLocked();
}
//... ...省略
}这里会执行sendUpatePowerStateLocked方法，该方法中会使用sendMessage()发送一个MSG_UPDATE_POWER_STATE消息，而该消息的接收者正是DisplayPowerController的内部类DisplayControllerHandler，并执行updatePowerState()方法。当第一次执行updatePowerState()方法时，仅register PSensor的Listener而不会继续往后执行，关键代码如下：
private void updatePowerState() {
//... ...省略
setProximitySensorEnabled(true);
//... ....省略
}
private void setProximitySensorEnabled(boolean enable) {
if (enable) {
if (!mProximitySensorEnabled) {
// Register the listener.
mProximitySensorEnabled = true;
mSensorManager.registerListener(mProximitySensorListener, mProximitySensor,
SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, mHandler);
}
} else {
if (mProximitySensorEnabled) {
// Unregister the listener.
//... ...省略
mSensorManager.unregisterListener(mProximitySensorListener);
//... ...省略
}
}
}
整个注册PSensor Listener流程如图2所示：
图 2 PSensor Enable流程
PSensor状态触发亮灭屏
当PSensor的状态发生改变之后便会回调其Listener的onSensorChanged()方法，并判断当前遮挡物是靠近还是远离PSensor：
private final SensorEventListener mProximitySensorListener = new SensorEventListener() {
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (mProximitySensorEnabled) {
final long time = SystemClock.uptimeMillis();
//从Event中获取distance值，这个值与driver上报有关，不同设备有可能不同
//从当前测试设备上返回的数据来看，靠近时distance=0.0，远离时distance=1.0
final float distance = event.values[0];
//mProximityThreshold的默认值为5.0f，具体是在driver中设置的
//靠近：distance = 0.0 -> positive = true -> POSITIVE
//远离：distance = 1.0 -> positive = false -> NEGATIVE
boolean positive = distance >= 0.0f && distance < mProximityThreshold;
handleProximitySensorEvent(time, positive);
}
}
//... ...省略
};
以上信息也可以在log中获取到，如：
01-02 08:51:56.963 D/PowerManagerDisplayController( 735): P-Sensor Changed: false ->远离 01-02 08:51:59.621 D/PowerManagerDisplayController( 735): P-Sensor Changed: true ->靠近 01-02 08:52:22.510 D/PowerManagerDisplayController( 735): P-Sensor Changed: false ->远离
在onSensorChanged()方法中会继续调用handleProximitySensorEvent()进而调用debounceProximitySensor()方法，最后会调用到updatePowerState()方法。此时，该方法会根据PSensor的状态决发起真正的关闭/点亮屏幕流程，关键代码如下：
private void updatePowerState() {
//... ...省略
// Apply the proximity sensor.
//acquire即Enable PSensor
if (mPowerRequest.useProximitySensor) {
// 如果当前不是灭屏状态就执行
if (mPowerRequest.screenState != DisplayPowerRequest.SCREEN_STATE_OFF) {
// 注册PSensor监听，即Enable PSensor
setProximitySensorEnabled(true);
// 如果不需要强制唤醒则执行
if (!mPowerRequest.forceWakeUpEnable){
// 默认mScreenOffBecauseOfProximity = false
// 同时当前PSensor处于被遮挡当状态，即物体靠近
if (!mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity == PROXIMITY_POSITIVE) {
mScreenOffBecauseOfProximity = true;
//回调PowerManagerService中的updatePowerStateLocked()
sendOnProximityPositiveWithWakelock();
if (DEBUG) {
Slog.d(TAG, "setScreenOn false becaue of P-sensor");
}
// 根据PSensor状态关闭屏幕，这块原生AOSP是放在后面做的，MTK将其提前了
setScreenOn(false);
}
}
} else if (mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity == PROXIMITY_POSITIVE) {
// 通话过程中设备PSensor被遮挡，屏幕关闭
// 此时，对方挂断电话后屏幕会保持关闭，直到PSensor不再被遮挡才会亮屏
if (DEBUG) {
Slog.d(TAG, "enable P-sensor and wait for P-sensor negative");
}
setProximitySensorEnabled(true);
} else if (mPowerRequest.forceProximitySensorEnable) {
if (DEBUG) {
Slog.d(TAG, "force enable P-sensor for talking screen off timeout");
}
setProximitySensorEnabled(true);
if (!mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity == PROXIMITY_POSITIVE) {
mScreenOffBecauseOfProximity = true;
}
} else {
}
} else {
//realse WakeLock后执行，即Unenable PSensor
if (mWaitingForNegativeProximity
&& mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity == PROXIMITY_POSITIVE) {
// 通话过程中设备PSensor被遮挡，屏幕关闭
// 此时，对方挂断电话后屏幕会保持关闭，直到PSensor不再被遮挡才会亮屏
if (DEBUG) {
Slog.d(TAG, "proximity wakelock released but still enable P-sensor and wait for P-sensor negative");
}
setProximitySensorEnabled(true);
} else {
setProximitySensorEnabled(false);
mWaitingForNegativeProximity = false;
}
}
//... ...省略
} else {
mWaitingForNegativeProximity = false;
}
//... ...省略
// Animate the screen on or off.
if (!mScreenOffBecauseOfProximity || mPowerRequest.forceWakeUpEnable) {
if (wantScreenOn(mPowerRequest.screenState)) {
// Want screen on
if (!mElectronBeamOffAnimator.isStarted()) {
// PSensor遮挡物远离，点亮屏幕
setScreenOn(true);
//... ...省略
}
} else {
// Want screen off.
if (!mElectronBeamOnAnimator.isStarted()) {
if (!mElectronBeamOffAnimator.isStarted()) {
if (mPowerState.getElectronBeamLevel() == 0.0f || mShutDownFlag_D) {
// 动画执行完毕后关闭屏幕
setScreenOn(false);
//... ...省略
}
}
}
}
//... ...省略
}
updatePowerState主要功能如下：
1. 启用或禁用PSensor；这部分之前有做分析，不再赘述。在MTK代码中，PSensor的灭屏操作也放在了这块代码中处理，而原生AOSP灭屏操作放在动画执行之前。
2. 设置亮度具体值；该亮度值主要用于设置亮灭屏动画。animateScreenBrightness(clampScreenBrightness(target),slow ? BRIGHTNESS_RAMP_RATE_SLOW : BRIGHTNESS_RAMP_RATE_FAST);
3. 执行灭屏/亮屏动画；执行动画前会调用setScreenOn()方法关闭/点亮屏幕。原生AOSP将PSensor的亮灭屏处理也放在这块代码中，AOSP中代码结构如下：
if (mScreenOffBecauseOfProximity) {
setScreenOn(false);
} else if(wantScreenOn(mPowerRequest.screenState)) {
// Want screen on
// 亮屏动画
mElectronBeamOnAnimator.start();
//... ...省略
mElectronBeamOnAnimator.end();
} else {
// Want screen off.
// 灭屏动画
mElectronBeamOffAnimator.start();
//... ...省略
mElectronBeamOffAnimator.end();
}
MTK则是将 if (mScreenOffBecauseOfProximity)提到了PSensor启用/禁用代码中，修改之后的代码逻辑更为清晰。
通过setScreenOn()会最终执行到LightService的setLightLocked()方法中，并通过JNI的方式将亮度值传递给背光模组。
setLight_native(mNativePointer, mId, color, mode, onMS, offMS, brightnessMode);
PSensor关闭/点亮屏幕小结
屏幕的关闭与点亮最终是由LightService来做的，而PSensor仅仅充当了触发条件。在设备屏幕关闭/点亮流程中，需要注意以下关键点：
1. 第一次执行WakeLock的acquire()方法时并不会关闭屏幕，而是注册PSensor的EventListener；
2. PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK锁acquire/release表示register/unregister PSensor EventListener；
即决定是否将PSensor作为屏幕关闭/点亮的控制条件，acquire()表示启用该控制条件，release()表示取消该控制条件。
3. PSensor EventListener回调onSensorChanged()触发屏幕背光控制；
onSensorChanged()最终会调用updatePowerState()方法，根据PSensor是否被遮挡从而执行屏幕背光的设置，并在背光设置完成后回调到PowerManagerService的updatePowerStateLocked方法中继续后面的流程。
4. 屏幕关闭/点亮会触发Android休眠/唤醒机制；
在PowerManagerService中，updatePowerStateLocked是系统休眠/唤醒的上层入口，当更新完设备状态后通过JNI的方式，触发系统进入休眠/唤醒流程。
PSensor控制屏幕背光流程如图3：
图 3 PSensor控制屏幕背光流程
系统休眠/唤醒
前文分析了PSensor是如何控制屏幕关闭/点亮，即通过PowerManagerService中的updateDisplayPowerStateLocked()并最终调用LightService的setLight_native()方法完成。当完成屏幕关闭/点亮之后会继续执行updatePowerStateLocked()中余下流程，其中最重要的就是updateSuspendBlockerLocked()。该方法触发系统了休眠/唤醒机制，关键代码如下：
private void updateSuspendBlockerLocked() {
//... ...省略
//acquire WakeLock，系统中如有WakeLock没有释放则无法进入深度休眠
if (needWakeLockSuspendBlocker && !mHoldingWakeLockSuspendBlocker) {
mWakeLockSuspendBlocker.acquire();
mHoldingWakeLockSuspendBlocker = true;
}
//... ...省略
// release WakeLock，释放系统的WakeLock以使系统可以正常进入休眠
if (!needWakeLockSuspendBlocker && mHoldingWakeLockSuspendBlocker) {
mWakeLockSuspendBlocker.release();
mHoldingWakeLockSuspendBlocker = false;
}
//... ..省略
}这里的acquire和release最终调用到frameworks/base/services/jni/com_android_server_power_PowerManagerService.cpp中：
static void nativeAcquireSuspendBlocker(JNIEnv *env, jclass clazz, jstring nameStr) {
ScopedUtfChars name(env, nameStr);
acquire_wake_lock(PARTIAL_WAKE_LOCK, name.c_str());
}
static void nativeReleaseSuspendBlocker(JNIEnv *env, jclass clazz, jstring nameStr) {
ScopedUtfChars name(env, nameStr);
release_wake_lock(name.c_str());
}
从代码中可以看到，系统实际处理的WakeLock只有PARTIAL_WAKE_LOCK，再往后就是Android的休眠/唤醒流程了，这里不再详述。
需要注意的是Android JellyBean之前的系统休眠/唤醒流程大致如：earlysuspend -> wake_unlock -> suspend -> late suspend -> sleep -> wakeup -> early resume -> resume -> late resume，而在Android JellyBean之后Android使用AutoSleep逐渐替代了earlysuspend。earlysuspend和WakeLock是Android创造的一种高效休眠机制，无奈这种修改得不到Linux社区的承认，最终只能在Linux的Wakeup机制上重新修改。虽然Android在JellyBean中已经移除了earlysuspend机制，但MTK依然在AutoSleep的基础上加入了经过修改后的earlysuspend，而Qcom默认使用的是AutoSleep，不过也有个别ODM厂商将earlysuspend机制加入到Qcom代码中。
系统休眠/唤醒小结
在PSensor触发灭屏操作之后，系统实际上会进入休眠流程，关于休眠/唤醒的具体流程可查看参考6 参考7。通过前面的分析可以知道，因为申请了PARTIAL_WAKE_LOCK，因此在try_to_suspend()方法中会一直循环检测，不会执行pm_suspend()。也就是说此时系统并没有完全休眠( MTK平台会完成earlysuspend )，休眠流程开始部分时序如图4：
图 4 休眠流程(开始部分)
总结
本文主要分析了在InCallUI中PSensor如何控制屏幕的亮灭及其实现原理。全文分为三大部分，即：ProximitySensor初始化流程，ProximitySensor使用流程和PSensor工作流程。前两部分主要分析了上层应用如何使用PSensor提供的接口，第三部分则详细分析了PSensor如何控制屏幕的关闭/点亮。
ProximitySensor初始化流程需要注意：
1. ProximitySensor初始化是在InCallPresenter中完成；
2. ProximitySensor的初始化依赖于InCallUI中CallHandlerService的绑定，Call 状态改变触发绑定；
ProximitySensor使用流程需要注意：
1.在InCallUI中通过ProximitySensor提供的接口，调用updateProximitySensorMode()更新PSensor的Enable状态；
2. 在ProximitySensor中，通过acquire/release PowerManager.WakeLock来 Enable/Unenalbe PSensor；
PSensor工作流程需要注意：
因为PSensor工作流程细分为WakeLock申请、PSensor关闭/点亮屏幕、系统休眠/唤醒三个部分，各个部分都有一些需要注意的地方。
WakeLock：
1. PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK普通APP无法申请，在系统中即PSensor专用 ( 实际在底层对应的还是PARTIAL_WAKE_LOCK )；
2. 使用WakeLock需要在AndroidManifest.xml添加android.permission.WAKE_LOCK权限；
PSensor点亮/关闭屏幕需要注意：
PSensor关闭/点亮屏幕流程分为两步：注册PSensor Listener和PSensor状态触发亮灭屏，其中需要注意：
1. 第一次执行WakeLock的acquire()方法时并不会关闭屏幕，仅仅是注册PSensor的EventListener；
2. PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK锁acquire/release表示register/unregister PSensor EventListener；
3. 根据PSensor EventListener回调onSensorChanged()触发屏幕背光控制；
4. 屏幕亮灭会触发Android休眠/唤醒机制；
系统休眠/唤醒需要注意：
1. PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK实际上对应底层的PARTIAL_WAKE_LOCK，该锁会保持CPU持续运转不会进入休眠；
2. Android JellyBean之后默认不再使用earlysuspend，取而代之的是AutoSleep机制，对上层来说没有影响；
3. 如果系统支持earlysuspend，则PSensor灭屏会使系统走完earlysuspend流程，最终在try_to_sleep()方法中一直循环检测；
综上，PSensor在整个通话过程中实现屏幕亮灭的控制流程如图5所示：
图 5 PSensor通话过程中控制屏幕亮灭
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