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android系统之sensor学习 Sensor作为Android系统的一个输入设备，对Android设备来说是必不可少的。Sensor主要包括G-Sensor、 LightsSensor、ProximitySensor、TemperatureSensor等。这里主要对G-Sensor模块进行解析。我的平台是AML8276，android系统是4.0.4，kernel是3.0，所用的gsensor是kionix_accel;整个sensor的工作包括driver, HAL, framework(c/c+, java)和application层；首先我们从驱动driver开始，然后一层层向上看；一， 驱动层在驱动层，内核需要增加和修改的部分包括： 1，相应硬件模块驱动代码，包括两个文件，这里是kionix_accel.h，kionix_accel.c，分别将kionix_accel.h放到kernel/common/customer/include/linux/中，将kionix_accel.c放到kernel/customer/drivers/misc/中； 2，编译目录（kernel/customer/drivers/misc/）下的Makefie 和KConfig，在KConfig中增加：config SENSORS_KXTJ2 tristate KXTJ2 accelerometer sensor driver depends on I2C help Say yes here to support Kionixs KXTJ2 accelerometer sensor在MakeFile 下增加：obj-$(CONFIG_SENSORS_KXTJ2) += kionix_accel.o 3， 在平台编译配置文件中（也就是make menuconfig生成的），增加：CONFIG_SENSORS_KXTJ2=y-指定编译到内核中，如果是m则编译成ko； 4，在平台模块代码文件中（kernel/customer/boards/board-m6g17-t069.c），在相应的i2c配置中，增加此模块:static struct i2c_board_info _initdata aml_i2c_bus_info_b = .#ifdef CONFIG_SENSORS_KXTJ2 I2C_BOARD_INFO(kionix_accel, KIONIX_ACCEL_I2C_ADDR), /.irq = INT_GPIO_1, .platform_data = (void *) &kionix_accel_pdata, ,#endif经过以上几步操作以后，就可以将此模块驱动编译到内核中。G-sensor driver工作的大致流程：系统开机后，内核会先加载i2c总线驱动，然后再加载设备驱动，在设备驱动中的init函数中通过调用 i2c_add_driver(&kionix_accel_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是系统自动创建的，board-m6g17-t069.c文件中的结构变量static struct i2c_board_info _initdata aml_i2c_bus_info_b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。module_init(kionix_accel_init)-i2c_add_driver(&kionix_accel_driver)-static struct i2c_driver kionix_accel_driver = .driver = .name = KIONIX_ACCEL_NAME, .owner = THIS_MODULE, , .probe = kionix_accel_probe, .remove = _devexit_p(kionix_accel_remove), .id_table = kionix_accel_id,; Probe()函数kionix_accel_probe()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 ID4.设置寄存器，使能G-sensor5.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。系统启动后，驱动会在/sys/class/input/inputX下生成相应的设备文件,里面name节点包含有相应的模块名；shellcapabilitiesdeviceevent4idmodaliasnamephyspowerpropertiessubsystemueventuniq同时会在/dev/input/里面也会生成inputX的节点，它是用来实际读取数据的。驱动在工作的时候，主要分两部分：数据的采集及上报、设备的控制；1，数据的采集主要是指通过I2C从硬件设备读取相关的数据并把数据上报，读取数据有两种方式，一种是通过中断，当有数据时，设备会发出中断信号给驱动，驱动去采集，另一种就是采用定时器不断的去定时采集数据；由于sensor也属于输入设备（还有TouchScreen，Keyboard，Mouse，Sensor等），所以上报的时候，也要报到linux kernel的输入子系统里面，上层通过相应的子系统设备节点读取数据。上报数据的过程：static void report_abs(void) shortx,y,z,tilt; if(read_data(&x,&y,&z,&tilt) != 0) /* report the absulate sensor data to input device */input_report_abs(idev, ABS_X, y); input_report_abs(idev, ABS_Y, x); input_report_abs(idev, ABS_Z, z); input_sync(idev);2，设备的控制包括打开、关闭、设置参数和使能等，一般上层会通过ioctl方式来交互二， HAL层android的HAL层，相当于它的应用层中的驱动，HAL与内核硬件驱动密切相关，由于硬件模块的差别性，HAL代码的编写也各有差别，特别是关于sensor的HAL代码基本上都要自己去实现，但基本架构是一样的。sensor的HAL结构基本分两部分，一部分是控制操作，一部分是数据操作；1，首先在androidhardwarelibhardwareinclude hardware目录下，有sensors.h文件，定义了struct sensors_module_t(sensor模块对象结构，如get_list)，struct sensor_t（具体sensor设备对象结构,如名字，类型）,struct sensors_poll_device_t（每个设备操作数据结构，如激活、设置参数、poll等）, typedef struct sensors_event_t（sensor的事件结构，如类型、数据）， 同时也定义了所有传感器的类型：/* Sensor types*/#define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 1#define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 2#define SENSOR_TYPE_ORIENTATION 3#define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 4#define SENSOR_TYPE_LIGHT 5#define SENSOR_TYPE_PRESSURE 6#define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 7 / deprecated#define SENSOR_TYPE_PROXIMITY 8#define SENSOR_TYPE_GRAVITY 9#define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10#define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 11#define SENSOR_TYPE_RELATIVE_HUMIDITY 12#define SENSOR_TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE 13在android/hardware/amlogic/sendsors/aml_gsensor目录是特定平台实际HAL的代码存放的位置，当然也有的平台只会给一个so的文件，不给源码。在sensor_aml.cpp中，首先要定义HAL_MODULE_INFO_SYM，这个是每个HAL模块必须的，struct sensors_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = common: tag: HARDWARE_MODULE_TAG, version_major: 1, version_minor: 0, id: SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID, name: Sensors module, author: Amlogic, methods: &sensors_module_methods, , get_sensors_list: sensors_get_sensors_list,;static int sensors_get_sensors_list(struct sensors_module_t* module, struct sensor_t const* list) *list = sSensorList; return ARRAY_SIZE(sSensorList);/* The SENSORS Module */static const struct sensor_t sSensorList = BMA250 3-axis Accelerometer, Bosch, 1, SENSORS_ACCELERATION_HANDLE, SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER, 4.0f*9.81f, (4.0f*9.81f)/1024.0f, 0.2f, 0, ,#ifdef ENABLE_LIGHT_SENSOR Light sensor, (none), 1, SENSORS_LIGHT_HANDLE, SENSOR_TYPE_LIGHT, 5000.0f, 1.0f, 1.0f, 20000, ,#endif;可以看出在事先定义当前支持的sensor模块，android通过module-get_sensors_list获取。获取module后，利用open_sensors();得到hw_device_t sensors_poll_device_tsensors_poll_context_t-device mSensor结构对象，这个结构对象在初始化时会创建相应的sensor对象，且它们都是以SensorBase为基础类，sensors_poll_context_t:sensors_poll_context_t() mSensorsaml_accel = new GSensor(); mPollFdsaml_accel.fd = mSensorsaml_accel-getFd(); mPollFdsaml_accel.events = POLLIN; mPollFdsaml_accel.revents = 0;#ifdef ENABLE_LIGHT_SENSOR mSensorsaml_light = new LightSensor(); mPollFdsaml_light.fd = mSensorsaml_light-getFd(); mPollFdsaml_light.events = POLLIN; mPollFdsaml_light.revents = 0;#endif通过mSensor对象就可以调用activate、setDelay、poll进行激活读取数据处理了。mSensorsaml_accel = new GSensor();在创建GSensor对象时会对/sys/class/input/inputX目录下的name读取，通过对比名称判断当前sensor到底是在哪个目录并记录下path,在后面对设备进行设置，也就是控制部分会用到这个目录下的结点；同时由于GSensor 是继承sensorBase的，所以在构造sendsorBase的时候会找到相应的/dev下的inputX设备open得到设备fd，用于后面读取数据，也就是数据部分。HAL层准备好后，最后会编译成一个库，这里为sensor.amlogic.so三， Framework层对于每一个模块，framework层是最复杂的，它涉及到java部分和C+部分，且根据功能，又可分为service部分和manager部分，它们之间是通过binder进行通信的。frameworks/base/libs/gui/ISensorServer.cppclass ISensorServer : public IInterfacepublic: DECLARE_META_INTERFACE(SensorServer); virtual Vector getSensorList() = 0; virtual sp createSensorEventConnection() = 0;在Android中，和Sensor相关的几个类是：SensorManager ： 通过它实现系统对Sensor的相关调用。SensorEvent ：对各个Sensor数据的封装，具体可以参考Android的开发文档。SensorEventListener ：对Sensor数据的监视，一旦有数据，就会调相应的函数。Sensor ： 对Sensor的封装。对于service部分：它是负责与HAL层建立联系并处理实际数据的服务。frameworks/base/services/sensorservice/sensorService.cpp , 它继承了public BnSensorServer系统启动时会执行systemProcess，同时会加载sensorService.java进程，在sensorService.java的构造函数中调用JNI方法_sensor_control_init()。sensorService.cpp中SensorService:onFirstRef()会被执行，会创建 SensorDevice& dev(SensorDevice:getInstance()对象，通过SensorService:threadLoop()里就对各个 sensor进行poll并将数据发送到对应的申请connection中connection-sendEvents(buffer, count, scratch);SensorDevice是一个单一对象类，故SensorDevice:getInstance()会在同一进程中只保留一个对 象，SensorDevice:SensorDevice()通过hardware.c中读取HAL层生成的sensor.amlogic.so库。对于manager部分：它是负责给应用程序提供接口的，与sensorserivce通过binder进行交互数据与控制。frameworks/base/core/java/android/hardware/SensorManager.javaframeworks/base/core/jni/android_hardware_SensorManager.cppframeworks/base/libs/gui/sensorManager.cppandroid_hardware_SensorManager.cpp:static JNINativeMethod gMethods = nativeClassInit, ()V, (void*)nativeClassInit , sensors_module_init,()I, (void*)sensors_module_init , sensors_module_get_next_sensor,(Landroid/hardware/Sensor;I)I, (void*)sensors_module_get_next_sensor , sensors_create_queue, ()I, (void*)sensors_create_queue , sensors_destroy_queue, (I)V, (void*)sensors_destroy_queue , sensors_enable_sensor, (ILjava/lang/String;II)Z, (void*)sensors_enable_sensor , sensors_data_poll, (IFIJ)I, (void*)sensors_data_poll ,;sensors_module_init()-SensorManager:getInstance();由于SensorManager也是单一对象类，这里生成实体对象；sensors_create_queue()-SensorManager& mgr.createEventQueue():sp SensorManager:createEventQueue() sp queue; Mutex:Autolock _l(mLock); while (assertStateLocked() = NO_ERROR) sp connection = mSensorServer-createSensorEventConnection(); if (connection = NULL) / SensorService just died. LOGE(createEventQueue: connection is NULL. SensorService died.); continue; queue = new SensorEventQueue(connection); break; return queue;通过创建一个connection来建立queuece，其实就是利用connection中与sensorService建立的channel:mSensorChannel = mSensorEventConnection-getSensorChannel();通过循环获取sensor list中的各个对象的属性：sensors_module_get_next_sensor()-sensorManager:getSensorList()-SensorManager:assertStateLocked()-mSensorServer-getSensorList() 通过binder从sensorService获取sensorlist;使能某一sensor对象：sensors_enable_sensor()-queue-enableSensor(sensor, delay)-mSensorEventConnection-setEventRate(handle, us2ns(us)-通过ISensorEventConnection对象与sensorService:SensorEventConnection进行交互-SensorService:SensorEventConnection:enableDisable(int handle, bool enabled)- SensorService:enable()-mActiveConnections.add(connection)只是将 connection加入到激活数组中，而并非直接使能或关闭硬件；循环监听事件：sensorChannel用一对pipe来sensorService到sensorEventQueue的事件信息。sensors_data_poll()-queue-read(&event, 1)-mSensorChannel-read()-通过pipe-SensorChannel:write()write() -SensorService:SensorEventConnection:sendEvents() send