Android模拟器学framework和driver之传感器篇6（Android 通过JNI连接驱动层和framework）

转自：http://blog.csdn.net/zhangjie201412/article/details/7238202

之前，我们已经实现了android HAL层，在android模拟器上移植了一个虚拟的temperature sensor，我之前在模拟器上也移植了backlight，RTC等驱动，都能在应用层得到需要的数据，其实自己想学点东西，给自己布置点任务还是不错的，通过模拟器也可以来学习linux 中的device driver，这部分在今后的博客中我会涉及到，这篇blog我主要是想在之前所做的东西的基础上来实现android 的另外一种架构层的实现。

driver--->framework JNI(server)---->framework JAVA(server)

我们的任务分为如下几个步骤：

=====================================================================

||  1.在temperature sensor驱动中添加sysfs中添加一个只读的文件让JNI 读数据。                    

||  2.在temperature sensor驱动中添加uevent通知user space数据发生了改变需要读取。        

||  3.在android framework中添加jni server读取底层数据，封装操作函数。                                  

||  4.在android framework中添加uevent observer来监听uevent事件的变化。                              

||  5.（可选）在java server中添加系统ACTION，然后编写android apk来接收ACTION。          

======================================================================

下面会根据这个步骤来展开我们的学习！！！！！！！

之前的代码可以参照之前的文章。

1.在temperature sensor驱动中添加sysfs中添加一个只读的文件让JNI 读数据。      

首先来看的还是驱动，我们在之前的驱动中加入如下代码：

首先是添加value文件节点，可以参照name是如何做的 

static int tempValue;

static ssize_t temperature_show_value(struct device *dev,
    struct device_attribute *attr, char *buf)
{
    return sprintf(buf, "%d\n", tempValue);
}

static IIO_DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, temperature_show_name, NULL,0);
static IIO_DEVICE_ATTR(value, S_IRUGO, temperature_show_value, NULL,0);

static struct attribute *temperature_attributes[] = {
    &iio_dev_attr_name.dev_attr.attr,
    &iio_dev_attr_value.dev_attr.attr,
    NULL
};

这样的话会生成/sys/bus/iio/devices/device0/value 可以read 这个节点来得到温度值。

2.在temperature sensor驱动中添加uevent通知user space数据发生了改变需要读取。

接下来是uevent的添加，这边先把代码贴上，我们在分析uvent的代码。

<pre name="code" class="cpp">static void temperature_dev_poll(struct input_polled_dev *dev)
{
    //++++add uevent in driver
    char *buf;
    char *envp[3];
    sysfs_notify(&dev->input->dev.kobj,NULL, "value");
    buf = kmalloc(32,GFP_ATOMIC);
    if(!buf){
        printk(KERN_ERR "%s kmalloc failed\n", __func__);
        return;
    }
    envp[0] = "NAME=temperature";
    snprintf(buf , 32 , "TEMPERATURE=%d",tempValue);
    envp[1] = buf;
    envp[2] =NULL;
    kobject_uevent_env(&dev->input->dev.kobj,KOBJ_CHANGE,envp);
    kfree(buf);
    //----------
    printk(KERN_INFO "Current Temperature: %d\n",tempValue);
    if((tempValue++)==100)
        tempValue=0;
    input_event(dev->input,EV_ABS,ABS_PRESSURE,tempValue);
    input_sync(dev->input);
}

其实大家可以看到这边最主要的就是kobject_uevent_env函数，这个函数会通知user space 环境变量发生了变化，然后user space可以通过监听uevent来知道这个时候需要读数据，好，来分析下这个函数：

/**
 * kobject_uevent_env - send an uevent with environmental data
 *
 * @action: action that is happening
 * @kobj: struct kobject that the action is happening to
 * @envp_ext: pointer to environmental data
 *
 * Returns 0 if kobject_uevent() is completed with success or the
 * corresponding error when it fails.
 */
int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action,
               char *envp_ext[])
{
    struct kobj_uevent_env *env;
    const char *action_string = kobject_actions[action];
    const char *devpath = NULL;
    const char *subsystem;
    struct kobject *top_kobj;
    struct kset *kset;
    struct kset_uevent_ops *uevent_ops;
    u64 seq;
    int i = 0;
    int retval = 0;

    pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s\n",
         kobject_name(kobj), kobj, __func__);

    /* search the kset we belong to */
    top_kobj = kobj;
     /*找到其所属的kset容器，如果没找到就从其父kobj找，一直继续下去，直到父kobj不存在*/
    while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)
        top_kobj = top_kobj->parent;

    if (!top_kobj->kset) {
        pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: attempted to send uevent "
             "without kset!\n", kobject_name(kobj), kobj,
             __func__);
        return -EINVAL;
    }

    kset = top_kobj->kset;
    uevent_ops = kset->uevent_ops;
    /*回调uevent_ops->filter()函数，我们这边是dev_uevent_filter()函数，主要是检查是否是uevent_suppress*/
    /* skip the event, if the filter returns zero. */
    if (uevent_ops && uevent_ops->filter)
        if (!uevent_ops->filter(kset, kobj)) {   //如果不成功，就是uevent_suppress,则直接返回
            pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: filter function "
                 "caused the event to drop!\n",
                 kobject_name(kobj), kobj, __func__);
            return 0;
        }
    /*回调uevent_ops->name()，来获取bus或者class的名字，这边是iio bus，所以bus的名字是“iio”*/
    /* originating subsystem */
    if (uevent_ops && uevent_ops->name)
        subsystem = uevent_ops->name(kset, kobj);
    else
        subsystem = kobject_name(&kset->kobj);
    if (!subsystem) {
        pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: unset subsystem caused the "
             "event to drop!\n", kobject_name(kobj), kobj,
             __func__);
        return 0;
    }

    /*获得用于存放环境变量的buffer*/
    /* environment buffer */
    env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);
    if (!env)
        return -ENOMEM;

    /*获取该kobj在sysfs的路径，通过遍历其父kobj来获得，这边是/sys/devices/platform/android-temperature*/
    /* complete object path */
    devpath = kobject_get_path(kobj, GFP_KERNEL);
    if (!devpath) {
        retval = -ENOENT;
        goto exit;
    }

    /*添加ACTION环境变量，这边是“change” 命令，这里提供了add,remove,change,move,online,offline六种命令*/
    /* default keys */
    retval = add_uevent_var(env, "ACTION=%s", action_string);
    if (retval)
        goto exit;
    /*添加DEVPATH环境变量，这边是/sys/devices/platform/android-temperature 之后会用到*/
    retval = add_uevent_var(env, "DEVPATH=%s", devpath);
    if (retval)
        goto exit;
    /*添加subsystem环境变量，这里是input*/
    retval = add_uevent_var(env, "SUBSYSTEM=%s", subsystem);
    if (retval)
        goto exit;

    /* keys passed in from the caller */
    if (envp_ext) {
        for (i = 0; envp_ext[i]; i++) {
            retval = add_uevent_var(env, "%s", envp_ext[i]);
            if (retval)
                goto exit;
        }
    }

    //回调uevent_ops->event()，输出一些环境变量
    /* let the kset specific function add its stuff */
    if (uevent_ops && uevent_ops->uevent) {
        retval = uevent_ops->uevent(kset, kobj, env);
        if (retval) {
            pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: uevent() returned "
                 "%d\n", kobject_name(kobj), kobj,
                 __func__, retval);
            goto exit;
        }
    }

    /*
     * Mark "add" and "remove" events in the object to ensure proper
     * events to userspace during automatic cleanup. If the object did
     * send an "add" event, "remove" will automatically generated by
     * the core, if not already done by the caller.
     */
    if (action == KOBJ_ADD)
        kobj->state_add_uevent_sent = 1;
    else if (action == KOBJ_REMOVE)
        kobj->state_remove_uevent_sent = 1;

    /* we will send an event, so request a new sequence number */
    /*增加event序列号的值，并输出到环境变量的buffer。该序列号可以从sys/kernel/uevent_seqnum属性文件读取*/
    spin_lock(&sequence_lock);
    seq = ++uevent_seqnum;
    spin_unlock(&sequence_lock);
    retval = add_uevent_var(env, "SEQNUM=%llu", (unsigned long long)seq);
    if (retval)
        goto exit;
/*如果配置了网络，那么就会通过netlink socket向用户控件发送环境变量，而用户控件则通过netlink socket接收，然后采取一系列的动作。这种机制目前在udev中，也就是pc机系统中，我们这边不是PC机所以不在分析*/
#if defined(CONFIG_NET)
    /* send netlink message */
    if (uevent_sock) {
        struct sk_buff *skb;
        size_t len;

        /* allocate message with the maximum possible size */
        len = strlen(action_string) + strlen(devpath) + 2;
        skb = alloc_skb(len + env->buflen, GFP_KERNEL);
        if (skb) {
            char *scratch;

            /* add header */
            scratch = skb_put(skb, len);
            sprintf(scratch, "%s@%s", action_string, devpath);

            /* copy keys to our continuous event payload buffer */
            for (i = 0; i < env->envp_idx; i++) {
                len = strlen(env->envp[i]) + 1;
                scratch = skb_put(skb, len);
                strcpy(scratch, env->envp[i]);
            }

            NETLINK_CB(skb).dst_group = 1;
            retval = netlink_broadcast(uevent_sock, skb, 0, 1,
                           GFP_KERNEL);
        } else
            retval = -ENOMEM;
    }
#endif
/*对于嵌入式系统来说，busybox采用的是mdev，在系统启动脚本rcS中会使用echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernelhotplug命令。。。。*/

    /* call uevent_helper, usually only enabled during early boot */
    if (uevent_helper[0]) {
        char *argv [3];

        argv [0] = uevent_helper;
        argv [1] = (char *)subsystem;
        argv [2] = NULL;
        retval = add_uevent_var(env, "HOME=/");
        if (retval)
            goto exit;
        retval = add_uevent_var(env,
                    "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin");
        if (retval)
            goto exit;

        //呼叫应用程序来处理，UMH_WAIT_EXEC表明等待应用程序处理完
        retval = call_usermodehelper(argv[0], argv,
                         env->envp, UMH_WAIT_EXEC);
    }

exit:
    kfree(devpath);
    kfree(env);
    return retval;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(kobject_uevent_env);

这边我们要关注的就是ACTION还有就是环境变量参数，注意，我们这边使用的kobject是input->dev.kobj，所以这边的DEVPATH和SUBSYSTEM都是跟input subsystem有关的。

这里把uevent传到user space了，下面来看user space是怎么做的，涉及的代码有：

hardware/libhardware_legacy/uevent
frameworks/base/core/jni/android_os_UEventObserver.cpp
frameworks/base/core/java/android/os/UEventObserver.java
frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

这边我提最重要的，就是hardware/libhardware_legacy/uevent/uevent.c 发送一个socket广播把这个uevent事件发送出去

s = socket(PF_NETLINK, SOCK_DGRAM, NETLINK_KOBJECT_UEVENT);
if(s < 0)
    return 0;

setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz));

if(bind(s, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr)) < 0) {
    close(s);
    return 0;
}

然后就是在framework中通过jni进行封装，使得java中也能通过sokect来监听uevent。

3.在android framework中添加jni server读取底层数据，封装操作函数。                 

下面我们来实现在jni中读取文件系统中的节点来获得温度的值。

下面是2个文件的下载地址，一个是jni一个是java（com_android_server_TemperatureObserver.cpp，TemperatureObserver.java）

http://download.csdn.net/detail/zhangjie201412/4049098

其实在这边用到的东西也不是很多，最多就是jni中的一些规则：

在jni中获得java中的域，在jni中注册method函数，在jni中注册等方法，这边很简单，就是open节点，然后读数据，获得java中的变量的fieldID 然后把数据传给java中的变量，最后封装native函数，然后再java中调用。

1.获得java中的域：

jclass clazz = env->FindClass("com/android/server/TemperatureObserver");
if(clazz == NULL)
{
    LOGE("Can't find com/android/server/TemperatureObserver");
    return -1;
}

mTemperatureValueID =
    env->GetFieldID(clazz , "mTemperatureValue" , "I");

2.open节点读数据，再把数据传到java的变量中：

jclass clazz = env->FindClass("com/android/server/TemperatureObserver");
if(clazz == NULL)
{
    LOGE("Can't find com/android/server/TemperatureObserver");
    return -1;
}

mTemperatureValueID =
    env->GetFieldID(clazz , "mTemperatureValue" , "I");

4.在android framework中添加uevent observer来监听uevent事件的变化。  

3.在java中注册uevent监听

public TemperatureObserver(Context context) {
    mContext = context;
    PowerManager pm = (PowerManager)context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
        mWakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "TemperatureObserver");
        mWakeLock.setReferenceCounted(false);
    //++++add log
    Slog.v(TAG,"------Struct function....");
/           startObserving("EVENT=temperature");
    startObserving(TEMPERATURE_UEVENT_MATCH);
/           init();  // set initial status
}

4.在java中实现onUEvent，并且调用java原生接口

@Override
public void onUEvent(UEventObserver.UEvent event) {
    if (LOG) Slog.v(TAG, "Temperature UEVENT: " + event.toString());

        try {
            update(event.get("NAME"), Integer.parseInt(event.get("TEMPERATURE")));
        } catch (NumberFormatException e) {
            Slog.e(TAG, "Could not parse switch state from event " + event);
        }
}

private native void native_temperature_update();

private synchronized final void update(String newName, int newValue){
    if(LOG)
        Slog.v(TAG,"NAME: "+newName+"   VALUE: "+newValue);
    native_temperature_update();
    Slog.v(TAG,"-----value-----"+mTemperatureValue);
}

至此，我们的分析就结束了，关于jni的用法我就不多说了，提供一些链接，大家可以拿作参考：

http://blog.csdn.net/thl789/article/details/7212822

http://blog.csdn.net/furongkang/article/details/6857610