Android中G-Sensor相关流程

Android中G-Sensor相关流程

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.

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