Android硬件访问服务框架

一：JNI接口访问硬件

Android应用程序通过加载C库，来访问硬件驱动程序来操作硬件设备。

技术要点是：

1：Android应用程序通过loadLibrary来加载C
Library

2：在C Library里面实现JNI_Onload，目的的一旦C库被加载这个JNI_Onload方法就会被调用。

3：在JNI_Onload方法里面注册相关的本地方法，注册本地方法即：使得C语言实现的函数可直接被Java语言调用；在C语言实现的函数里调用Linux
系统 标准的C
接口 如：open、read等来真正的服务设备驱动程序，进而操作硬件。

如果开发的硬件比较独特，只有自己开发的应用程序可访问，可使用以上这个方法来实现Android
应用程序对硬件的访问。

二：硬件访问服务

如果硬件设备同时被多个应用程序来访问，如果每个应用程序都通过JNI方式来访问这个硬件设备；那么就有可能导致冲突。例如屏幕：如果ABC三个应用程序都同时来写屏幕，那么屏幕就会被划得乱七八糟的；又比如ABC三个应用程序都来操作声卡，那么播放出来的声音就很嘈杂。面对这种情况，该怎么办？同一时刻只让一个应用程序来访问硬件设备，那么这个应用程序就称为SystemServer
，把应用程序对硬件访问的请求发给SystemServer
，并由SystemServer
来统一管理。

要点：systemserver可以访问硬件，而SystemServer
是使用Java语言来实现的，而访问硬件使用的是C语言，因此，在中间得进过JNI接口。

1：SystemServer
通过 loadLibrary来加载C库

2：在JNI_Onload里注册本地方法

       在Android系统里面有很多的硬件，声卡，屏幕，按键，led，串口等，每一个硬件的本地操作函数都不一样，这就需要在JNI_Onload里调用各个硬件的相关函数来注册本地方法。

3：SystemServer

①：对每一个硬件使用本地方法构造服务

②：把服务添加到系统里的ServiceManager里去，这些服务才能应用程序所使用，ServiceManager进程管理做系统里的所有服务。

 

4：app使用服务，向ServiceManager查询获得服务

①：通过getService来获得服务

②：通过服务的本分来使用服务

 

 

怎么样实现硬件访问服务

1：实现JNI和HAL

①：在com_android_server_xxx.cpp里面注册JNI本地方法。并加载HAL文件

②：提供open、write、ioctl等接口

2：修改oload.cpp

调用com_android_server_xxx.cpp提供的注册方法

3：实现服务xxxx.java
调用本地方法

 

4：修改SystemServer.java

①：创建对应的服务实例化对象
new xxxxx();

②：吧实例化出来的对象添加到系统里
addServer

 

5：实现Ixxxx.java
接口 供应用程序使用

 

三：源码流程

在SystemServer进程中执行main方法

public static void main(String[] args) {

         new SystemServer().run();

}

在main方法中执行SystemServer的run方法。

在run方法中加载C库

private void run(){

……

// Initialize native services.

System.loadLibrary("android_servers");

nativeInit();

……

         // Start services.
启动其他服务，startOtherServices中定义各种服务的实例化对象，

        //并添加进系统

      try {

             startBootstrapServices();

           
  startCoreServices();

           
  startOtherServices();

          } catch (Throwable ex) {

           
 Slog.e("System", "******************************************");

            
 Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);

            
 throw ex;

         }

 

}

 

private void startOtherServices() {

……

         IAlarmManager alarm = null;

         MountService mountService = null;

         NetworkManagementService networkManagement = null;

         NetworkStatsService networkStats = null;

         NetworkPolicyManagerService networkPolicy = null;

……

               //创建服务的实例化对象

Slog.i(TAG, "Vibrator Service");

                vibrator = new VibratorService(context);

//往系统里面添加这个服务

            
ServiceManager.addService("vibrator", vibrator);

 

            
Slog.i(TAG, "Consumer IR Service");

            
consumerIr = new ConsumerIrService(context);

           
ServiceManager.addService(Context.CONSUMER_IR_SERVICE, consumerIr);

}

 

以VibratorService服务为例：在这个服务里面声明一些本地方法，并调用这些本地方法

定义在frameworks/base/services/core/java/com/android/server/VibratorService.java

public class VibratorService extends IVibratorService.Stub

         implements InputManager.InputDeviceListener {

……

……

    native static boolean vibratorExists();

     native static void vibratorOn(long milliseconds);

     native static void vibratorOff();

……

……

}

 

 

 

整个过程涉及到3个进程

在SystemServer进程中向SystemManager（SystemManager进程管理着系统里面所有的访问）进程注册和添加service，之后应用程序可向SystemManager查询和获取某个服务，最后把这个请求发送给SystemServer。