本文以重力感应器装置G-sensor为例探索Android的各层次结构。 1. 体系结构
Android的体系结构可分为4个层次。
第一层次 底层驱动层，包括标准Linux，Android核心驱动，Android相关设备驱动，G-sensor的设备驱动程序即存在于此
第二层次 Android标准C/C++库，包括硬件抽象层，Android各底层库，本地库，JNI 第三层次 Android Java Framwork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 (\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。 1.2 JNI (Java Native Interface)
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Java Framework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。 1.3 Java Framework
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。 2.1 sensors_control_context_t struct sensors_control_context_t { struct sensors_control_device_t device; int fd; };
struct sensors_control_device_t { struct
hw_device_t common;
int (*open_data_source)(struct sensors_control_device_t *dev);
int (*activate)(struct sensors_control_device_t *dev, int handle, int enabled); int (*set_delay)(struct sensors_control_device_t *dev, int32_t ms); int (*wake)(struct sensors_control_device_t *dev); };
2.2 sensors_data_context_t struct sensors_data_context_t { struct sensors_data_device_t device;
int fd; };
struct sensors_data_device_t { struct hw_device_t common;
int (*data_open)(struct sensors_data_device_t *dev, int fd); int (*data_close)(struct sensors_data_device_t *dev); int (*poll)(struct sensors_data_device_t *dev, sensors_data_t* data); }
struct hw_device_t {
uint32_t tag; uint32_t version; struct hw_module_t* module;
int (*close)(struct hw_device_t* device); };
struct hw_module_t {
uint32_t tag; uint16_t version_major; uint16_t version_minor; const char *id; const char *name; const char *author; struct hw_module_methods_t* methods; };
struct hw_module_methods_t {
int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id, struct hw_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
3.1 module->methods->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->methods->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。 3.2 sSensorDevice->open_data_source()