Android GPS雜記(1)

1、GPS架構

 

2、GPS代碼簡介

2.1 標頭檔

我們先從標頭檔（hardware/libhardware/include/hardware/gps.h）入手，看一下android原生態代碼中提供了什麼結構體等。

結構體：GpsLocation  -- 提供了經緯度、速度、方位角、高度、精度、UTC時間戳記資訊；

GpsStatus  --  提供GPS定位狀態，一共有五種：

#define GPS_STATUS_NONE 0//未知狀態
#define GPS_STATUS_SESSION_BEGIN 1 //已經開始導航
#define GPS_STATUS_SESSION_END 2//停止導航
#define GPS_STATUS_ENGINE_ON 3//已經通電但沒有導航
#define GPS_STATUS_ENGINE_OFF 4//沒有通電狀態

   GpsSvInfo -- 可見衛星資訊，衛星偽隨機數、訊號強度、海拔、方位角（但是有人說是衛星編號，訊號強度，衛星仰望角，方位角，待求證！）

  GpsSvStatus --  可見衛星狀態。可見衛星數、一組可見衛星的衛星資訊（GpsSvInfo）、星曆（ephemeris）、曆書（almanac）、參與定位定位的衛星。

GpsCallbacks -- 回呼函數。其中包括8個回呼函數：location_callback、status_callback、sv_status_callback、nmea_callback、set_capabilities、acquire_wakelock、release_wakelock、create_thread。

GpsInterface -- 介面定義，包括8個介面：init、start、stop、cleanup、inject_time、inject_location、delete_aiding_data、set_position_mode。

(callback與interface可以這麼理解：callback在別的地方實現的，我來調用(call)，以返回我的資訊(back)；initerface是我實現的，提供了一個介面(face),供別人調用)

gps_device_t --繼承自hw_device_tcommon，硬體適配介面，向上層提供了重要的get_gps_interface介面。

2.2 模組和回呼函數的註冊

GPS採用的是HAL Stub架構，這種架構被概括為：三個結構體、兩個常量、一個函數，具體參考http://blog.csdn.net/mr_raptor/article/details/8074549，（感謝老師講解）這裡就不做介紹了。

註冊過程中，調用open_gps();得到device,而dev->get_gps_interface
 = gps__get_gps_interface,從而得到GpsInterface,上層即可使用init等8個介面了；上層在使用Init介面時傳入了gpsCallbacks。這樣上下就建立了聯絡，接下來gps_state_init初始化GPS串口，建立gps_state_thread，然後啟動for(;;)迴圈主控著NMEA資料的讀出、解析、上報等。

3、JNI中介層

GPSJNI適配層的源碼位於：frameworks/base/services/jni/com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp

 

首先看註冊JNI方法的函數定義：

[plain]  int register_android_server_location_GpsLocationProvider(JNIEnv* env) 
{ 
    return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/location/GpsLocationProvider", sMethods, NELEM(sMethods)); 
} 

 

此函數被同目錄下onload.cpp檔案調用，調用地方在：

[cpp]  extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) 
{ 
    JNIEnv* env = NULL; 
    jint result = -1; 
 
    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) { 
        LOGE("GetEnv failed!"); 
        return result; 
    } 
    LOG_ASSERT(env, "Could not retrieve the env!"); 
 
    //...省略其他註冊代碼 
    register_android_server_location_GpsLocationProvider(env); 
 
    return JNI_VERSION_1_4; 
} 

從這裡可以看到，JNI初始化的時候，即會進行JNI方法的註冊，從而使上層應用能通過JNI調用c/c++本地方法。

回到register_android_server_location_GpsLocationProvider函數，變數sMethods定義如下：

[cpp] static JNINativeMethod sMethods[] = { 
     /* name, signature, funcPtr */ 
    {"class_init_native", "()V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native}, 
    {"native_is_supported", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_is_supported}, 
    {"native_init", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_init}, 
    {"native_cleanup", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_cleanup}, 
    {"native_set_position_mode", "(IIIII)Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_set_position_mode}, 
    {"native_start", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_start}, 
    {"native_stop", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_stop}, 
    {"native_delete_aiding_data", "(I)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_delete_aiding_data}, 
    {"native_read_sv_status", "([I[F[F[F[I)I", (void*)android_location_GpsLocationProvider_read_sv_status}, 
    {"native_read_nmea", "([BI)I", (void*)android_location_GpsLocationProvider_read_nmea}, 
    {"native_inject_time", "(JJI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_time}, 
    {"native_inject_location", "(DDF)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_location}, 
    {"native_supports_xtra", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_supports_xtra}, 
    {"native_inject_xtra_data", "([BI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_xtra_data}, 
    {"native_agps_data_conn_open", "(Ljava/lang/String;)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_open}, 
    {"native_agps_data_conn_closed", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_closed}, 
    {"native_agps_data_conn_failed", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_failed}, 
    {"native_agps_set_id","(ILjava/lang/String;)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_set_id}, 
    {"native_agps_set_ref_location_cellid","(IIIII)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_set_reference_location_cellid}, 
    {"native_set_agps_server", "(ILjava/lang/String;I)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_set_agps_server}, 
    {"native_send_ni_response", "(II)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_send_ni_response}, 
    {"native_agps_ni_message", "([BI)V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_agps_send_ni_message}, 
    {"native_get_internal_state", "()Ljava/lang/String;", (void*)android_location_GpsLocationProvider_get_internal_state}, 
    {"native_update_network_state", "(ZIZLjava/lang/String;)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_update_network_state }, 
}; 

JNI是framework與HAL的中間信使，這些函數值得我們認真研究。JNI中，函數的簽名的得到，可以參考http://hi.baidu.com/scuyangl/item/414a039590ef82b5cd80e5dd。在HAL與JNI間調用依靠callback和interface，在framework和JNI間依靠函數Regist(regist是JNI與framework的函數映射，framework可以通過對應的函數調用到JNI的對應函數)和GetMethodID(getMethodID得到的函數在framework實現，JNI可以使用)。
上面函數都是在該.cpp檔案下實現的，比如：

static jboolean android_location_GpsLocationProvider_is_supported(JNIEnv* env, jclass clazz) {

    return (sGpsInterface != NULL || get_gps_interface() != NULL);
}

4、Java Framework