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;//lijianzhangwrite_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 voidrd_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。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。}
下面来看接收线程里的东西: 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 voidrd_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 loopfor (;;) {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;}
最后的是想上层提供的函数接口 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},};
中间就是实现这两者之间的转换,我们来说转换过程中比较重要的几点首先是发送命令,很简单,就是直接调用动态链接库中提供的发送函数,看代码 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/GpsLocationProviderreturn 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 }
这里调用了dalvik虚拟机提供的CallVoidMethod()函数来执行,我们可以找到这个函数的具体代码在:\android\dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\jni.h中 void CallVoidMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...) { va_list args; va_start(args, methodID); functions->CallVoidMethodV(this, obj, methodID, args); va_end(args); }
从这里我们可以知道CallVoidMethod()的参数 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;}
method_reportZJXX:是java类里面的具体实现函数的ID,获得方法: method_reportZJXX = env->GetMethodID(clazz, "reportZJXX", "(IIIIIIIIIII)V"); 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 reportTXXXjbyte* 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。
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