设备驱动外传感器Word格式.docx
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∙第三层次AndroidJavaFramwork框架层
∙第四层次Java应用程序
本文重点关注硬件抽象层，JNI以及Framework。
1.1硬件抽象层
硬件抽象层通过例如open（）,read（）,write（）,ioctl（）,poll（）等函数调用的方式，与底层设备驱动程序进行交互，而这些函数调用是底层设备驱动程序事先准备好的。
用于交互的关键是文件描述符fd，fd通过open（）打开G-sensor设备节点而得到，即fd=open（"
/dev/bma220"
O_RDONLY）;
而/dev/bma220这个设备节点是在底层设备驱动中注册完成的。
其他的函数调用如read（）,write（）等都通过该文件描述符fd对G-sensor设备进行操作。
1.2JNI（JavaNativeInterface）
JNI层可以认为是整个体系结构中的配角，概括地讲，它就完成了一项任务，既实现从C++语言到Java语言的转换。
JNI层为JavaFramework层提供一系列接口，而这些接口函数的具体实现中，利用例如module->
methods->
open（）,sSensorDevice->
data_open（）,
sSensorDevice->
poll（）等回调函数与硬件抽象层进行交互。
而这些open（）,poll（）回调函数在硬件抽象层中具体实现。
1.3JavaFramework
Framework层提供各种类和类的对象，可作为系统的守护进程运行，也可供上层应用程序的使用。
例如类SensorManager，它作为系统的守护进程在初始化的时候开始运行，其子类SensorThread中的子类SensorThreadRunnable通过sensors_data_poll（）实现了对G-sensor数据的轮训访问，而sensors_data_poll（）通过JNI层转换到硬件抽象层去具体实现poll（）。
2数据结构
一般境况下，硬件抽象层对硬件的描述都分为control和data两大类。
2.1sensors_control_context_t
structsensors_control_context_t{
structsensors_control_device_tdevice;
intfd;
};
structsensors_control_device_t{
structhw_device_tcommon;
int（*open_data_source）（structsensors_control_device_t*dev）;
int（*activate）（structsensors_control_device_t*dev,
inthandle,intenabled）;
int（*set_delay）（structsensors_control_device_t*dev,int32_tms）;
int（*wake）（structsensors_control_device_t*dev）;
2.2sensors_data_context_t
structsensors_data_context_t{
structsensors_data_device_tdevice;
structsensors_data_device_t{
int（*data_open）（structsensors_data_device_t*dev,intfd）;
int（*data_close）（structsensors_data_device_t*dev）;
int（*poll）（structsensors_data_device_t*dev,
sensors_data_t*data）;
}
structhw_device_t{
uint32_ttag;
uint32_tversion;
structhw_module_t*module;
int（*close）（structhw_device_t*device）;
structhw_module_t{
uint16_tversion_major;
uint16_tversion_minor;
constchar*id;
constchar*name;
constchar*author;
structhw_module_methods_t*methods;
structhw_module_methods_t{
int（*open）（conststructhw_module_t*module,constchar*id,
structhw_device_t**device）;
下文将通过对（*open）,（*open_data_source）,（*data_open）和（*poll）的代码分析，探索Android的各层次架构。
3四大函数
3.1module->
open（）
1）Framework
SensorService作为系统守护进程运行，其类的构造函数实现_sensors_control_init（）。
2）JNI
为_sensors_control_init（）提供接口android_init（），并执行回调函数module->
open（）;
3）硬件抽象层
具体实现（*open），该函数为所有G-sensor回调函数的指针赋值。
3.2sSensorDevice->
open_data_source（）
SensorService作为系统守护进程运行，其类的一个公有成员ParcelFileDescriptor通过实现_sensors_control_open（）得到设备的文件描述符。
为_sensors_control_open（）提供接口android_open（），并执行回调函数sSensorDevice->
open_data_source（）;
具体实现（*open_data_source），该函数通过打开G-sensor的设备节点得到文件描述符fd=open（"
4）设备驱动层
通过misc_register（）对G-sensor设备进行注册，建立设备节点。
3.3sSensorDevice->
data_open（）
SensorManager作为系统守护进程运行，其子类SensorThreadRunnable的行为函数run（）实现sensors_data_open（）。
为sensors_data_open（）提供接口sensors_data_open（），并执行回调函数sSensorDevice->
data_open（）;
具体实现（*data_open），该函数的功能就是将已经得到的文件描述符fd复制一份到sensors_data_context结构体中的dev->
fd，以便为处理数据的回调函数如（*poll）使用。
3.4sSensorDevice->
poll（）
SensorManager作为系统守护进程运行，其子类SensorThreadRunnable的行为函数run（）实现sensors_data_poll（values,status,timestamp），其目的是通过此函数得到从底层传上来的有关G-sensor的数据values,status和timestamp，再通过此类的一个行为函数listener.onSensorChangedLocked（sensorObject,values,timestamp,accuracy）;
为上层应用程序提供了得到G-sensor设备数据的接口函数。
为sensors_data_poll（）提供接口sensors_data_poll（），并执行回调函数sSensorDevice->
poll（sSensorDevice,&
data）;
其中，得到的data就是从底层传上来的G-sensor数据，然后通过下图的方式将data中对应的数据分别赋给values,status和timestamp。
具体实现（*poll），该函数通过ioctl（）实现与底层驱动程序的交互。
ioctl（dev->
fd,BMA220_GET_ORIENTATION,&
orient_value）;
其中，dev->
fd即刚才由（*data_open）得到的文件描述符，BMA220_GET_ORIENTATION为ioctl的一个命令，具体实现由底层驱动程序完成，orient_value即得到的G-sensor数据，它通过下图的方式将相对应的数据赋给了data结构体中的values,status和time，从而最终实现了从底层到上层的数据通信。
与硬件抽象层交互的read（）,write（）,ioctl（）函数由设备驱动实现。
以ioctl（）的一条命令BMA220_GET_ORIENTATION为例，
通过bma220_get_orientation（data）得到G-sensor的数据data，然后将其从内核空间上传到用户空间的arg.
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