第四章：Android灯光系统(1)-总体框架

通过前面的学习，我们知道 Android系统框架大致如下图所示
在这里插入图片描述
总的来说可以分为四个层次

系统框架

1. app应用层：（主要由java语言编写）
2. Framework层：该层主要是实现的是JNI，让APP具有调用C语言的能力（涉及java，c++，c语言）
3. 硬件操控层：一般都是操作硬件的封装库，其实就是相当于llinux系统中的应用层（一般由C语言编写，少数也可以使用C++）
4. linux驱动：和linux系统中基本一（由C语言编写）

在第二章的讲解中，为我们操控LED，我们也实现了以下四个部分：
1.app：就是我们的AS工程，主要涉及文件为MainActivity.java
2.JNI：向上（APP）提供访问硬件的接口，向下访问HAL主要涉及文件为com_android_server_LedService.cpp
3.HAL：具体硬件操作，主要涉及文件led_hal.c
4.底层驱动：主要涉及文件led_drv.c
这样我们就能通过android系统的硬件访问服务操控LED了，但是这里存在一个问题，com_android_server_LedService.cpp文件，是由我们根据硬件设计编写的，那么，也只有我们自己才知道怎么使用，或者说，我们需要告诉别人怎么使用，别人根据我们的规定，调用我们的接口才能点亮LED，这样通用性就变得十分的低下了，别人以前编写的点灯APP很难适用于我们的开发板，那么下面我们就开始讲解灯光系统，我们使用系统给我们提供的com_android_server_xxxService.cpp去编写HAL文件，这样达成统一标准，在其他手机或者开发板运行APP不用做修改，就能直接在我们的开发板上运行并且操控LED了

灯光系统框架
灯管系统框架也和我们之前的一样，如果需要通过APP操控LED，他也仍然要实现之前的四个层次：

1.  APP（电池灯，通知灯，背光灯：根据客户需求进行编写）
2.  com_android_server_LightsService.cpp（系统已经完成）
3. HAL，需要我们自己编写light.c
4. led_gec3399_drv.c：之前的led_drv已经不再适用，需要进行修改

JNI需求分析

既然了解了整体框架，我们分析一下看看JNI，即com_android_server_lights_LightsService.cpp文件，只有我们知道这个框架需要什么，我们才能很好的去编写 HAL以及硬件驱动，打开文件：

static const JNINativeMethod method_table[] = {
    { "init_native", "()J", (void*)init_native },
    { "finalize_native", "(J)V", (void*)finalize_native },
    { "setLight_native", "(JIIIIII)V", (void*)setLight_native },
};

可以看到为java程序提供了3个接口，以后我们的java程序则可以通过这3个接口调用C函数，达到访问硬件的目的。在第二张的时候，我们已经讲解了JNI通过hw_get_module等，去访问HAL文件，在com_android_server_lights_LightsService.cpp中由类似代码：

    err = hw_get_module(LIGHTS_HARDWARE_MODULE_ID, (hw_module_t const**)&module);
    if (err == 0) {
        devices->lights[LIGHT_INDEX_BACKLIGHT]
                = get_device(module, LIGHT_ID_BACKLIGHT);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_KEYBOARD]
                = get_device(module, LIGHT_ID_KEYBOARD);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_BUTTONS]
                = get_device(module, LIGHT_ID_BUTTONS);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_BATTERY]
                = get_device(module, LIGHT_ID_BATTERY);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_NOTIFICATIONS]
                = get_device(module, LIGHT_ID_NOTIFICATIONS);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_ATTENTION]
                = get_device(module, LIGHT_ID_ATTENTION);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_BLUETOOTH]
                = get_device(module, LIGHT_ID_BLUETOOTH);
        devices->lights[LIGHT_INDEX_WIFI]
                = get_device(module, LIGHT_ID_WIFI);
    }

其中hw_get_module函数返回一个hw_module_t结构体，那么我们在HAL文件中，就需要实现一个hw_module_t结构体。其中get_device函数的实现如下：

static light_device_t* get_device(hw_module_t* module, char const* name)
{
    int err;
    hw_device_t* device;
    err = module->methods->open(module, name, &device);
    if (err == 0) {
        return (light_device_t*)device;
    } else {
        return NULL;
    }
}

其作用是从hw_module_t根据传入的名字 name获取不同的light_device_t结构体，在后续中，我们只需要实现LIGHT_ID_BACKLIGHT以及LIGHT_ID_BATTERY对应的light_device_t结构体，其余的返回NULL即可。
根据我们分析com_android_server_lights_LightsService.cpp文件之后，我们大致知道，HAL文件编写的需求

1. 实现一个hw_module_t结构体
2. 实现一个open函数，他会根据传入的name返回不同light_device_t

light_device_t结构体定义如下：

struct light_device_t {
    struct hw_device_t common;

    /**
     * Set the provided lights to the provided values.
     *
     * Returns: 0 on succes, error code on failure.
     */
    int (*set_light)(struct light_device_t* dev,
            struct light_state_t const* state);
};

很显然。对于不同的灯，对应的set_light函数也不一样，所以我需要为背光灯，通知灯，电池灯等实现不同的set_light函数，然后在该函数内去操控驱动程序。

那么对于驱动程序应该怎么编写呢，实现那些功能呢？

1.对于RGB灯：实现亮，灭，闪烁三个功能
2.对于背光灯：一般实现PWM。

小节结语

该小节主要讲解了灯光系统的框架，以及对应的JNI文件com_android_server_lights_LightsService.cpp的需求分析，在接下来的几个小节，我们会讲解1.写驱动，2.写HAL，3.分析电池灯的使用过程，4.分析通知灯使用过程，5.分析背光灯使用过程。