深入浅出 - Android系统移植与平台开发（十四） - Sensor HAL框架分析之四

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Sensor本地封装类SensorDevice

SensorDevice是在本地代码中SensorService对Sensor设备的抽象类型封装，它封装了传感器硬件的硬件操作，该类继承了Singleton类，通过getInstance方法获得单例模式设备操作对象：

@frameworks/base/services/sensorservice/SensorDevice.h

 class SensorDevice : public Singleton<SensorDevice> {
     friend class Singleton<SensorDevice>;
    struct sensors_poll_device_t* mSensorDevice;
     struct sensors_module_t* mSensorModule;
     mutable Mutex mLock;    // protect mActivationCount[].rates
     // fixed-size array after construction
     struct Info {
         Info() : delay(0) { }
         KeyedVector<void*, nsecs_t> rates;
         nsecs_t delay;
 status_t setDelayForIdent(void* ident, int64_t ns);
         nsecs_t selectDelay();
     };
     DefaultKeyedVector<int, Info> mActivationCount;
 SensorDevice();
 public:
     ssize_t getSensorList(sensor_t const** list);
     status_t initCheck() const;
     ssize_t poll(sensors_event_t* buffer, size_t count);
     status_t activate(void* ident, int handle, int enabled);
     status_t setDelay(void* ident, int handle, int64_t ns);
     void dump(String8& result, char* buffer, size_t SIZE);
 };

通过SensorDevice类的定义可看到它包含的属性和方法：

属性：

mSensorDevice：Sensor设备HAL层操作接口封装结构

mSensorModule：Sensor设备HAL硬件模块封装结构

mActivationCount：保存激活Sensor设备向量表

方法：

SensorDevice：构造方法

getSensorList：获得Sensor设备列表方法

poll：Sensor设备多路监听方法

activate：设备激活方法

setDelay：设备Sensor设备延迟方法

由前面分析可知，SensorDevice是单例模型，其构造方法仅会调用一次:

@frameworks/base/services/sensorservice/SensorDevice.cpp

 SensorDevice::SensorDevice()
     :  mSensorDevice(0), mSensorModule(0)
 {
         // 终于看到hw_get_module了，幸福，高兴，开心，相见时难别亦难…
     status_t err = hw_get_module(SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID,
             (hw_module_t const**)&mSensorModule);
     LOGE_IF(err, "couldn't load %s module (%s)",
             SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID, strerror(-err));
     if (mSensorModule) {
             //打开module设备，返回module设备的操作接口，保存在mSensorDevice中
         err = sensors_open(&mSensorModule->common, &mSensorDevice);
         LOGE_IF(err, "couldn't open device for module %s (%s)",
                 SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID, strerror(-err));
         if (mSensorDevice) {
             sensor_t const* list;
               // 调用module设备的get_sensors_list接口
             ssize_t count = mSensorModule->get_sensors_list(mSensorModule, &list);
             mActivationCount.setCapacity(count);
             Info model;
             for (size_t i=0 ; i<size_t(count) ; i++) {
                 mActivationCount.add(list[i].handle, model);
                 mSensorDevice->activate(mSensorDevice, list[i].handle, 0);
             }
         }
     }
 }

在SensorDevice构造方法里调用HAL架构的hw_get_module来获得Sensor设备模块，之后调用sensors_open这个工具函数，打开Sensor设备模块（调用其methods->open函数指针），返回Sensor设备的操作接口（这些接口在HAL层实现），保存在mSensorDevice中，调用Sensor模块的get_sensors_list方法获得传感器列表，然后依次激活这些设备并且添加到mActivationCount设备信息向量中。

Sensor HAL模块代码及打开模块工具函数sensors_open：

@hardware/libhardware/include/hardware/sensors.h

 struct sensors_module_t {
     struct hw_module_t common;
     /**     * Enumerate all available sensors. The list is returned in "list".
      * @return number of sensors in the list
      */
     int (*get_sensors_list)(struct sensors_module_t* module,
             struct sensor_t const** list);
 };
 ……
 static inline int sensors_open(const struct hw_module_t* module,
         struct sensors_poll_device_t** device) {
     return module->methods->open(module,
             SENSORS_HARDWARE_POLL, (struct hw_device_t**)device);
 }

SensorDevice其它几个方法比较简单：

 ssize_t SensorDevice::getSensorList(sensor_t const** list) {
     if (!mSensorModule) return NO_INIT;
        // 直接调用模块的get_sensors_list方法获得Sensor列表
     ssize_t count = mSensorModule->get_sensors_list(mSensorModule, list);
     return count;
 }

 ssize_t SensorDevice::poll(sensors_event_t* buffer, size_t count) {
     if (!mSensorDevice) return NO_INIT;
     ssize_t c;
     do {
            // 调用Sensor设备的poll操作接口，该接口实现在HAL层
         c = mSensorDevice->poll(mSensorDevice, buffer, count);
     } while (c == -EINTR);
     return c;
 }

 status_t SensorDevice::activate(void* ident, int handle, int enabled)
 {
     if (!mSensorDevice) return NO_INIT;
     status_t err(NO_ERROR);
     bool actuateHardware = false;

     Info& info( mActivationCount.editValueFor(handle) );

     LOGD_IF(DEBUG_CONNECTIONS,
             "SensorDevice::activate: ident=%p, handle=0x%08x, enabled=%d, count=%d",
             ident, handle, enabled, info.rates.size());

     if (enabled) {
         Mutex::Autolock _l(mLock);
         LOGD_IF(DEBUG_CONNECTIONS, "... index=%ld",
                 info.rates.indexOfKey(ident));
            // 设置设备为默认延迟级别
         if (info.rates.indexOfKey(ident) < 0) {
             info.rates.add(ident, DEFAULT_EVENTS_PERIOD);
             if (info.rates.size() == 1) {
                 actuateHardware = true;
             }
         } else {
             // sensor was already activated for this ident
         }
     } else {
         Mutex::Autolock _l(mLock);
         LOGD_IF(DEBUG_CONNECTIONS, "... index=%ld",
                 info.rates.indexOfKey(ident));

         ssize_t idx = info.rates.removeItem(ident);
         if (idx >= 0) {
             if (info.rates.size() == 0) {
                 actuateHardware = true;
             }
         } else {
             // sensor wasn't enabled for this ident
         }
     }

     if (actuateHardware) {
         LOGD_IF(DEBUG_CONNECTIONS, "\t>>> actuating h/w");
           // 调用Sensor设备activate操作接口，其实现在HAL层
         err = mSensorDevice->activate(mSensorDevice, handle, enabled);
         if (enabled) {
             LOGE_IF(err, "Error activating sensor %d (%s)", handle, strerror(-err));
             if (err == 0) {
                  // 在电池服务中使能Sensor电源
                 BatteryService::getInstance().enableSensor(handle);
             }
         } else {
             if (err == 0) {
                  // 在电池服务中关闭Sensor电源
                 BatteryService::getInstance().disableSensor(handle);
             }
         }
     }

     { // scope for the lock
         Mutex::Autolock _l(mLock);
         nsecs_t ns = info.selectDelay();
           // 设置延迟值
         mSensorDevice->setDelay(mSensorDevice, handle, ns);
     }

     return err;
 }

由这几个SensorDevice的方法可知，其具体的实现全部由mSensorDevice 封装的设备操作接口函数实现，这些设备操作接口在HAL层实现，其实SensorDevice只是SensorService的设备操作对象，封装了设备的操作，而这些操作实际“干活的”的是HAL层代码。

一路分析过来，已经到了HAL层了，我们回顾下前面所学的东西。

让我们从Java应用层到框架层再到本地代码来总结下：

1. Android的应用程序调用getSystemService方法获得SensorManager对象，该方法实现在ContextImpl.java中，它是Activity的抽象父类Context的实现类。

2. 在应用程序（Activity）初始化时调用registerService创建并注册SensorManager

3. 创建SensorManager

4. 在SensorManager的构造方法中，调用了本地方法：nativeClassInit()，它用来初始化了Java对象Sensor在本地的引用，方便本地代码对Java对象操作。

5. 在SensorManager的构造方法中，调用sensors_module_init()来创建SensorManager本地对象。

8. 调用sensors_module_get_next_sensor()方法，通过nativeClassInit中初始化的Sensor引用填充Sensor设备列表，返回给Java框架层。

12. 将sensors_module_get_next_sensor()获得的设备列表保存在sFullSensorsList中。

13. 创建SensorThread线程准备监听Sensor硬件事件变化。

14. 应用程序通过getDefaultSensor来获得指定类型传感器的对象

16. 通过registerListener注册Sensor监听器。