1. Android 6.0源码中Gps HAL层代码分析

我们知道gps在HAL层是库的方式存在的，它的库的名称是gps.default.so，我们可以根据这个命令来查找find –name Android.mk –exec grep –l “gps.default” {} \;，我们获取的文件的路径在如下位置：fspad-733-6.0/androidM/device/softwinner/common/hardware/libhardware/libgps

 

我们可以打开Android.mk查看这个动态库依赖的源码

 

从这个源码中我们不难发现这个动态库依赖的源码为gps_ql.c ql-log.c config.c这三个文件。我们先从gps_ql.c这个文件分析。Gps HAL定义的结构体是hw_module_t，按照以往的分析方法，这里我们重点关心methods。

 struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {

     .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,

     .version_major = 1,

     .version_minor = 0,

     .id = GPS_HARDWARE_MODULE_ID, 

     .name = "QUECTEL GPS Module",

     .author = "Joe.Wang",

     .methods = &gps_module_methods,

 };

 

 static struct hw_module_methods_t gps_module_methods = {

     .open = open_gps

 };

 

 static int open_gps(const struct hw_module_t* module, char const* name,

         struct hw_device_t** device)

 {

     struct gps_device_t *dev = malloc(sizeof(struct gps_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_gps_interface = gps__get_gps_interface;

 

    *device = (struct hw_device_t*)dev;

    return 0;

}

 

在这个open函数中就是对gps_device_t的这个结构体初始化，在这个结构体中重要的就是get_gps_interface这个函数指针的初始化。dev->get_gps_interface = gps__get_gps_interface;所以接下来我们就要分析gps__get_gps_interface;函数。

struct gps_device_t {                                                                                                

    struct hw_device_t common;

    const GpsInterface* (*get_gps_interface)(struct gps_device_t* dev);

};

 

const GpsInterface* gps__get_gps_interface(struct gps_device_t* dev)                                                 

{

    return &qlGpsInterface;

}

当jni代码代用这个函数的时候，它会向jni代码返回一个GpsInterface结构体，jni代码所在Android6.0的源码位置如下：frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp，GpsInterface这个结构体的成员如下：

typedef struct {

    size_t          size;     //此结构体所占内存大小

    int   (*init)( GpsCallbacks* callbacks ); //初始化，获取回调接口

    int   (*start)( void );  //开始采集数据

    int   (*stop)( void );   //停止采集数据                                                                             

    void  (*cleanup)( void ); //释放回调接口 

    int   (*inject_time)(GpsUtcTime time, int64_t timeReference,int uncertainty);  

//校准当前时间

    int  (*inject_location)(double latitude, double longitude, float accuracy);

//校准当前位置（经纬度）

......

} GpsInterface;

这个结构体被填充的成员如下，其实就是qlGpsInterface返回给上层的值。

static const GpsInterface  qlGpsInterface = {

    sizeof(GpsInterface),

    ql_gps_init,                                                                                                     

    ql_gps_start,

    ql_gps_stop,

    ql_gps_cleanup,                                                                                                            

    ql_gps_inject_time,

    ql_gps_inject_location,

    ql_gps_delete_aiding_data,

    ql_gps_set_position_mode,

    ql_gps_get_extension,

};

 

这个函数被填充好之后是共上层来回调的，那个jni代码是如何调用hal层?，jni代码的文件位置在前面我们已经说过了，接下来它的代码实现过程如下：

static JNINativeMethod sMethods[] = {

     /* name, signature, funcPtr */

    {"class_init_native", "()V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native},

    {"native_init", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_init},

{"native_start", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_start},

    {"native_stop", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_stop},

{"native_inject_time", "(JJI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_time},

{"native_inject_location","(DDF)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_location},

......

}

 

android_location_GpsLocationProvider_class_init_native函数完成的工作如下：

① Hw_get_module通过ID = GPS_HARDWARE_MODULE_ID来查找硬件抽象层的模块

② module->methods->open(module, GPS_HARDWARE_MODULE_ID, &device);回调硬件抽象层的open方法。

③ sGpsInterface = gps_device->get_gps_interface(gps_device);调用hal层get_gps_interface中的方法，返回前面我们看到的填充好的结构体。

 

android_location_GpsLocationProvider_init函数完成的功能：

① 回调上述初始化好的结构体中的init方法。    

if (!sGpsInterface || sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks) != 0)

② 向hal传递初始化好的sGpsCallbacks，这里面的函数是有hal层来回调的。

GpsCallbacks sGpsCallbacks = {

    sizeof(GpsCallbacks),

    location_callback,

    status_callback,

    sv_status_callback,

    nmea_callback,

    set_capabilities_callback,

    acquire_wakelock_callback,

    release_wakelock_callback,

    create_thread_callback,

    request_utc_time_callback,

};

其他的函数功能我们等下再分析，我们按照代码的执行流程来查看这个过程，我们接下来看硬件抽象层的init函数。

在init函数中首先会检查模块的类型，检查的过程如下

ret = check_module_type();

get_config();

read_config(GPS_CONFIG_FILE_PATH); // #define GPS_CONFIG_FILE_PATH "gps_cfg.inf"

#从这里我们能够清楚的看到它会读取当前目录下的gps_cfg.inf的配置文件。

 

读取过程如下：

① 定义二维数组，并对数组初始化为*

static char value[CFG_NUM][CFG_CONTENT_LENGTH];  // CFG_NUM 13

//CFG_CONTENT_LENGTH 50

memset(value,'*',CFG_NUM * CFG_CONTENT_LENGTH);

②打开gps_cfg.inf文件

file = fopen(config_file_path,"r");

③读取内容，每次读取127个字节

while(fgets(buf, sizeof(buf) - 1,file) != NULL)  

如果开头有”#”，”;”，’\0’，’\r’，’\n’等这些字符，那么就跳过该行的读取，接着读取下一行。

接着通过strstr(buf,QL_head[i])，pt = strchr(ph,' '); strcpy(value[i], ph);这三个函数终将读取的数据写到value这个二维数组中，按什么读取那？就是上面我们看到的QL_head[i]这个数组。数组的成员如下：

 

 

接着调用get_config函数将前面读取到的数据复制到字符串中，有MODULE_TYPE，GPS_CHANNEL，BAUD_RATE等内容。

 

 

在check_module_type(void)函数中会对数据头信息，驱动的设备节点检查，检测完成之后调用波特率初始化函数。但是我们发现这些检测并没有做直接通过return返回了。

 

 

检查完参数之后我们重新回到init函数中，将jni中传递过来的callbacks函数赋值给callback_p的这个变量中，接着定义GpsState的结构体，这是保存gps状态的，

 

 

当这些赋值完成之后，调用gps_state_init函数进行初始化，初始化的过程如下：

 

   

 

从上面的代码我们能够清楚的看到，它的功能如下：

① 初始化GpsState结构体

② 打开/dev/ttyUSB1

③ 串口波特率的初始化（8位，波特率115200等）

④ 使用Socketpair创建进程间通讯的全双工的管道

⑤ 回调jni代码中创建线程的函数（为什么不在这里面直接创建线程那？因为这样创建的线程和java虚拟机没有关联，pthread_create创建的线程在内存中，所以这里需要回调来创建）。

我们可以看下线程体所做的工作，对应的函数是gps_state_thread。

 

 

我们发现这里的epoll监听了两个文件描述符，其中一个就是前面创建的管道描述符，其次是监听的poll（上报数据）的描述符。

 

在管道fd监听到事件之后通过如下步骤执行

ret = read( fd, &cmd, 1 );   //读取管道中的内容，其实就是如下的命令码

cmd == CMD_QUIT

cmd == CMD_START

cmd == CMD_STOP

 

但是在这个代码中此处的read并没有使用，在Android5.0在start函数中发信号，然后这个里接收信号，开始读取数据。而6.0是通过epoll函数来监听打开的/dev/ttyUSB1的方式来读取数据的。读取数据的过程如下：

nevents = epoll_wait( epoll_fd, events, 2, -1 );

if ((events[ne].events & EPOLLIN) != 0)

else if (fd == gps_fd)

ret = read( fd, buff, sizeof(buff) );       //读取数据

nmea_reader_addc( reader, buff[nn] );  //数据处理

nmea_reader_parse( r );          //数据解析

 

 

终我们可以看到将数据更新，这里更新完数据之后会调用回调函数，将数据传递给jni代码，jni代码通过如下函数将数据更新到应用层APP，至此整个代码就分析完成了。