Android sensor 系統框架 （二）

来源:http://www.cnblogs.com/hackfun/archive/2017/08/10/7341106.html
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連載上一篇http://www.cnblogs.com/hackfun/p/7327320.html

（D） 如何載入訪問.so庫

    在前一篇博客http://www.cnblogs.com/hackfun/p/7327320.html中，知道如何生成了
一個HAL的.so庫，在這裡將分析如何載入這個HAL，如何再次封裝以適合多客戶端訪問的情況。
    實際上，系統是通過SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID找到對應的.so庫的。因為該庫中的
struct sensors_module_t結構體包含了一個唯一的ID就是SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID，
最終的目的也是要獲得這個結構體。通過查找這個ID得知是在以下文件中載入設個so的。
文件路徑是：

frameworks/native/services/sensorservice/SensorDevice.cpp

先看代碼註釋，最後再總結。

SensorDevice.cpp

  1 SensorDevice::SensorDevice()                                                                                   
  2     :  mSensorDevice(0),                                                                                       
  3        mSensorModule(0)  
  4 {
  5     /* 獲取SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID對應的模塊（.so庫） */
  6     status_t err = hw_get_module(SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID,                                                   
  7              (hw_module_t const**)&mSensorModule);     
  8     ......
  9     /* 打開模塊 */
 10     err = sensors_open_1(&mSensorModule->common, &mSensorDevice);
 11     ......
 12     /* 這個模塊列表中有多少個sensor */
 13     ssize_t count = mSensorModule->get_sensors_list(mSensorModule, &list);
 14     ......
 15     /* 設置容器大小 */
 16     mActivationCount.setCapacity(count);
 17     ......
 18     /* 激活/使能模塊中所有sensors */
 19     for (size_t i=0 ; i<size_t(count) ; i++) {
 20         /* 添加sensor到容器 */
 21         mActivationCount.add(list[i].handle, model);
 22         /* 激活/使能sensors */
 23         mSensorDevice->activate(
 24                     reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *>(mSensorDevice),
 25                     list[i].handle, 0);
 26     } 
 27 }
 28 
 29 ......
 30 
 31 ssize_t SensorDevice::poll(sensors_event_t* buffer, size_t count) {
 32     ......
 33     do {
 34         /* 輪詢接收所有sensors上報的事件，填入sensors_event_t的buffer */
 35         c = mSensorDevice->poll(reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *> (mSensorDevice),
 36                                 buffer, count);
 37     } while (c == -EINTR);
 38     return c;
 39  }
 40 
 41 status_t SensorDevice::activate(void* ident, int handle, int enabled)                                          
 42 {
 43     ......
 44     /* 初始化handle（sensor類型, 如ID_A）對應的info */
 45     status_t SensorDevice::activate(void* ident, int handle, int enabled)；
 46     ......
 47     if (enabled) {
 48         /* 如果ident客戶端不存在 */
 49         if (isClientDisabledLocked(ident)) {                                                                   
 50             return INVALID_OPERATION;                                                                          
 51         }                                                                                                      
 52         
 53         /* 該客戶端存在 */                                                                                                   
 54         if (info.batchParams.indexOfKey(ident) >= 0) {
 55             /* 只有一個客戶端，第一個連接的 */                                                         
 56             if (info.numActiveClients() == 1) {                                                                  
 57                 // This is the first connection, we need to activate the underlying h/w sensor.                  
 58                 actuateHardware = true; 
 59             }                                                                         
 60         } 
 61     } else {
 62         /* ident移除成功（disable） */
 63         if (info.removeBatchParamsForIdent(ident) >= 0) {
 64             /* 如果這是最後一個移除（disable）的客戶端 */
 65             if (info.numActiveClients() == 0) {
 66                 // This is the last connection, we need to de-activate the underlying h/w sensor.
 67                 actuateHardware = true;
 68             } else {
 69                 
 70             }
 71         }
 72         /* 如果被disable，則直接返回 */
 73         if (isClientDisabledLocked(ident)) {
 74             return NO_ERROR;
 75         }
 76     }
 77     
 78     /* 如果是第一次激活（enable）或最後一個禁止（disable）sensor的
 79      * 在這種情況下就根據handle（sensor類型）和enabled值，調用activate
 80      * 來enable/disable對應的sensor
 81      */
 82     if (actuateHardware) {
 83         err = mSensorDevice->activate(
 84               reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *> (mSensorDevice), handle, enabled); 
 85     }
 86 }
 87 
 88 status_t SensorDevice::batch(void* ident, int handle, int flags, int64_t samplingPeriodNs,
 89                              int64_t maxBatchReportLatencyNs) {
 90     ......
 91     /* 初始化handle（sensor類型, 如ID_A）對應的info */
 92     Info& info(mActivationCount.editValueFor(handle));
 93     
 94     /* 如果這個ident（key）不存在 */
 95     if (info.batchParams.indexOfKey(ident) < 0) {
 96         BatchParams params(flags, samplingPeriodNs, maxBatchReportLatencyNs);
 97         /* 則添加添加這個(ident, params) （key-value）對 */
 98         info.batchParams.add(ident, params);
 99     } else {
100         /* 如果存在，則更新這個ident */
101         // A batch has already been called with this ident. Update the batch parameters.
102         info.setBatchParamsForIdent(ident, flags, samplingPeriodNs, maxBatchReportLatencyNs);
103     }
104     
105     BatchParams prevBestBatchParams = info.bestBatchParams;
106     /* 為這個sensor找到所有最小的採樣頻率和事件上報最大延遲 */
107     // Find the minimum of all timeouts and batch_rates for this sensor.
108     info.selectBatchParams();
109     
110     /* 如果最小的採樣頻率和事件上報最大延遲相對於上一次發生了變化 */
111     // If the min period or min timeout has changed since the last batch call, call batch.
112     if (prevBestBatchParams != info.bestBatchParams) {
113         ......
114         err = mSensorDevice->batch(mSensorDevice, handle, info.bestBatchParams.flags,
115                                    info.bestBatchParams.batchDelay,
116                                    info.bestBatchParams.batchTimeout);
117     
118     ｝
119     ......
120 }
121 
122 /*
123     關於mSensorDevice->batch（SensorDevice::batch()基於它封裝一層，相當於他的實例）的作用，
124     相關的說明是：
125 
126     Sets a sensor’s parameters, including sampling frequency and maximum
127     report latency. This function can be called while the sensor is
128     activated, in which case it must not cause any sensor measurements to
129     be lost: transitioning from one sampling rate to the other cannot cause
130     lost events, nor can transitioning from a high maximum report latency to
131     a low maximum report latency.
132     See the Batching sensor results page for details:
133     http://source.android.com/devices/sensors/batching.html
134     
135     意思是這是一個設置每個sensor的一些參數，包括採樣頻率，最大事件上報延遲，這個
136     函數可以在sensor被激活/使能時被調用，在這種情況下不能造成任何的sensor的測量
137     據丟失，如從一個採樣率轉換到另一個採樣率的時候不能造成事件丟失，或從一個最大
138     上報延遲轉換到另一個較低的最大上報延遲都不能造成事件丟失。
139     
140     也就是說每個感測器都應該有一個batch，這個batch是負責調整採樣頻率和最大上報事
141     件延遲的參數，例如，在sensor激活的時候，可以調整一次這些參數。   
142 */    
143 
144 status_t SensorDevice::setDelay(void* ident, int handle, int64_t samplingPeriodNs)
145 {
146     ......
147     Info& info( mActivationCount.editValueFor(handle));
148     
149     /* 如果存在的sensor不是工作在continuous模式，那麼setDelay()應該返回一個錯誤
150      * 在batch模式下調用setDelay()是沒用的
151      */
152     // If the underlying sensor is NOT in continuous mode, setDelay() should return an error.
153     // Calling setDelay() in batch mode is an invalid operation.
154     if (info.bestBatchParams.batchTimeout != 0) {
155         return INVALID_OPERATION;
156     }
157     
158     /* 到了這裡，說明sensor工作的continuous模式 */ 
159     /* 獲得這個客戶端對應的index */
160     ssize_t index = info.batchParams.indexOfKey(ident);
161     /* 根據這個index找到對應的batchParams值 */
162     BatchParams& params = info.batchParams.editValueAt(index);
163     /* 設置這個batchParams對應的batchDelay採樣頻率 */
164     params.batchDelay = samplingPeriodNs;
165     /* 保存batchParams到bestBatchParams */
166     info.selectBatchParams();
167     /* 實際上是調用了sensors_poll_context_t::setDelay */
168     return mSensorDevice->setDelay(reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *>(mSensorDevice),
169                                    handle, info.bestBatchParams.batchDelay);
170 }
171 
172 
173 status_t SensorDevice::flush(void* ident, int handle) {
174     ......
175     /* 刷數據 */
176     return mSensorDevice->flush(mSensorDevice, handle);
177 }
178 
179 
180 bool SensorDevice::isClientDisabled(void* ident) {
181     /* 上鎖 */
182     Mutex::Autolock _l(mLock);
183     /* 返回客戶端狀態 */
184     return isClientDisabledLocked(ident);
185 }   
186 
187 
188 bool SensorDevice::isClientDisabledLocked(void* ident) {
189     /* 獲取ident (key-value對)對應的索引，索引存在（>=0）,返回true，
190      * 否則，返回false。即用於判斷該客戶端是否disable
191      */
192     return mDisabledClients.indexOf(ident) >= 0;
193 }
194 
195 
196 void SensorDevice::enableAllSensors() {
197     for (size_t i = 0; i< mActivationCount.size(); ++i) {
198         Info& info = mActivationCount.editValueAt(i);
199         ......
200         const int sensor_handle = mActivationCount.keyAt(i);
201         ......
202         /* 激活sensor_handle sensor */
203         err = mSensorDevice->activate(
204                 reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *>(mSensorDevice),
205                 sensor_handle, 1);
206         /* 設置相應的採樣頻率 */
207         err = mSensorDevice->setDelay(
208                 reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *>(mSensorDevice),
209                 sensor_handle, info.bestBatchParams.batchDelay);        
210     }
211 }
212 
213 
214 void SensorDevice::disableAllSensors() {
215    ......
216    /* 逐個sensor disable */
217    for (size_t i = 0; i< mActivationCount.size(); ++i) {
218         /* 獲得一個sensor對應的info */
219         const Info& info = mActivationCount.valueAt(i);
220         // Check if this sensor has been activated previously and disable it.
221         if (info.batchParams.size() > 0) {
222            /* 獲得sensor類型 */
223            const int sensor_handle = mActivationCount.keyAt(i);
224            ......
225            /* 禁止該sensor */
226            mSensorDevice->activate(
227                    reinterpret_cast<struct sensors_poll_device_t *> (mSensorDevice),
228                    sensor_handle, 0); 
229            // Add all the connections that were registered for this sensor to the disabled
230            // clients list.
231            /* 禁止所有註冊了這個sensor的client */
232            for (size_t j = 0; j < info.batchParams.size(); ++j) {
233                mDisabledClients.add(info.batchParams.keyAt(j));
234            }   
235         }   
236     }   
237 }
238 
239 
240 status_t SensorDevice::injectSensorData(const sensors_event_t *injected_sensor_event) {
241     ......
242     /* 增加一個sensor到mSensorDevice */
243     return mSensorDevice->inject_sensor_data(mSensorDevice, injected_sensor_event);
244 }
245 
246 
247 status_t SensorDevice::setMode(uint32_t mode) {
248     ......
249     /* 操作模式設置 */
250     return mSensorModule->set_operation_mode(mode);
251 }
252 
253 int SensorDevice::Info::numActiveClients() {
254     SensorDevice& device(SensorDevice::getInstance());
255     
256     /* 檢查batchParams容器中所有ident是否被disable
257      * 返回未被disable（即active/enable）的個數
258      */
259     for (size_t i = 0; i < batchParams.size(); ++i) {
260         /* 該ident未被disable */
261         if (!device.isClientDisabledLocked(batchParams.keyAt(i))) {
262             ++num;
263         }
264     }
265     
266     return num;
267 }
268 
269 
270 status_t SensorDevice::Info::setBatchParamsForIdent(void* ident, int flags,                                    
271                                                     int64_t samplingPeriodNs,                                  
272                                                     int64_t maxBatchReportLatencyNs) {  
273 {
274     /* 從容器中找到indent（key）對應的index */
275     ssize_t index = batchParams.indexOfKey(ident); 
276     ......
277     /* 從容器中找到index索引對應的BatchParams
278      * 修改該BatchParams的採樣頻率和事件上報
279      * 最大延遲
280      */
281     BatchParams& params = batchParams.editValueAt(index);                                                      
282     params.flags = flags; 
283     /* 設置採樣頻率 */                                                                                     
284     params.batchDelay = samplingPeriodNs; 
285     /* 事件上報最大延遲 */                                                                     
286     params.batchTimeout = maxBatchReportLatencyNs;  
287     ......
288 }
289 
290 
291 void SensorDevice::Info::selectBatchParams() {
292     BatchParams bestParams(0, -1, -1);
293     SensorDevice& device(SensorDevice::getInstance());
294     /* 設置容器中所有未被disable（active/enable）的元素（ident）的值 */
295     for (size_t i = 0; i < batchParams.size(); ++i) {
296         /* 如果該元素（ident）被disable，則繼續查找下一個元素（ident） */
297         if (device.isClientDisabledLocked(batchParams.keyAt(i))) continue;
298         /* 獲得該索引對應的元素的value （batchParams）值 */
299         BatchParams params = batchParams.valueAt(i);
300         if (bestParams.batchDelay == -1 || params.batchDelay < bestParams.batchDelay) {
301             /* 如果最新設置採樣頻率的值小於上一次的，採用最新的值 */
302             bestParams.batchDelay = params.batchDelay;
303         }
304         if (bestParams.batchTimeout == -1 || params.batchTimeout < bestParams.batchTimeout) {
305             /* 如果最新事件上報最大延遲的值小於上一次的，採用最新的值 */ 
306             bestParams.batchTimeout = params.batchTimeout;
307         }
308     }
309     
310     /*
311      * 這些參數只能往小調
312      */
313      
314     /* 保存到bestBatchParams */
315     bestBatchParams = bestParams;
316 }

    到這裡，基本代碼已經分析完了，簡單總結一下這個文件主要做了什麼工作：
1. 載入.so庫，sensors_module_t結構體中獲得相關參數
2. 在.so庫的基礎上，再一次封裝activate，setDelay，pollEvents等方法，
    目的是為了支持更多的客戶端（client）訪問。如：struct Info結構體，
    每一個sensor都對應有這樣一個結構體，該結構體中有兩比較重要的成員
    是BatchParams bestBatchParams 和
    KeyedVector<void*, BatchParams> batchParams。每一個client對應著
    一個batchParams，每個client對應的都會傳入一個參數到void *，與
    BatchParams關聯，從BatchParams中選擇合適的參數保存到bestBatchParams
   中。

3. 這個模塊中在.so庫的基礎上增加了一些方法，但這裡是連載前一篇博客
    http://www.cnblogs.com/hackfun/p/7327320.html, 在前一篇博客中沒
    有實現一些flush，batch，inject_sensor_data的方法，因為
    struct sensors_poll_device_t結構體重沒有提供這些方法，而
    struct sensors_poll_device_1結構體才提供這些方法，因此在下一篇
    關於sensor service的博客中暫且忽略這些方法是使用


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