Android系统中震动器服务-VibratorService的分析，从App层到硬件抽象层（HAL层）

╰半夏微凉° 2023-10-17 10:09 7阅读 0赞

### 简介： ###

VibratorService是Android系统中的一个服务，作用是设置手机震动。Vibrator，即震动器，或者称之为马达，在真实的设备中，对应有一个小马达，是安装在手机里的硬件设备。  
Android系统提供了硬件抽象层HAL，来让底层驱动开发者适配，这样，整个Android系统的框架层不需要做变更。

### 应用层调用VibratorService提供的服务： ###

在应用程序中，可以这样使用VibratorService：

Vibrator vibrator = (Vibrator) getSystemService(Service.VIBRATOR_SERVICE);
    if (vibrator.hasVibrator()) {
        vibrator.vibrate(3000); // 振动3秒
        vibrator.cancel();
    }

分析：

我们可以直接调用getSystemService方法来获取某一个服务，这个方法是Context类的一个abstract方法，实现在ContextImpl中，如下：

@Override
        public Object getSystemService(String name) {
            ServiceFetcher fetcher = SYSTEM_SERVICE_MAP.get(name);
            return fetcher == null ? null : fetcher.getService(this);
        }

### VibratorService框架层： ###

VibratorService类图如下：

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBAbGlyYW5rZQ_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

相关代码：

> frameworks/base/services/java/com/android/server/VibratorService.java  
> frameworks/base/core/java/android/os/IAlarmManager.aidl

分析：

1) VibratorService是一个典型的服务，通过Binder IPC与其它组件或者App进行通信；

2）真正实现核心功能的其实是VibrateThread这个内部线程类。

3）IVibratorService，Sub，Proxy都是编译后的IVibratorService.java中定义的；通过aidl方式对IVibratorService.aidl进行编译，就能得到这三个接口或类的实现。

4）VibratorService的初始化：

VibratorService的初始化工作是在SystemServer的内部类ServerThread中完成的：

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java中，

vibrator = new VibratorService(context);
    ServiceManager.addService("vibrator", vibrator);

创建VibratorService后，将其放入到ServiceManager，由ServiceManager管理起来，以后就可以通过

ServiceManager.getService(name)  
来获取到这个Service了。

### VibratorService jni层： ###

VibratorService对应的jni的代码在：  
frameworks/base/services/com\_android\_server\_VibratorService.cpp中，有：

namespace android
    {
    
    static jboolean vibratorExists(JNIEnv *env, jobject clazz)
    {
        return vibrator_exists() > 0 ? JNI_TRUE : JNI_FALSE;
    }
    
    static void vibratorOn(JNIEnv *env, jobject clazz, jlong timeout_ms)
    {
        // ALOGI("vibratorOn\n");
        vibrator_on(timeout_ms);
    }
    
    static void vibratorOff(JNIEnv *env, jobject clazz)
    {
        // ALOGI("vibratorOff\n");
        vibrator_off();
    }
    
    static JNINativeMethod method_table[] = {
        { "vibratorExists", "()Z", (void*)vibratorExists },
        { "vibratorOn", "(J)V", (void*)vibratorOn },
        { "vibratorOff", "()V", (void*)vibratorOff }
    };
    
    int register_android_server_VibratorService(JNIEnv *env)
    {
        return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/VibratorService",
                method_table, NELEM(method_table));
    }
    
    };

可以看到，对应的注册函数。这些函数最终调用到了native层的对应的函数中，对应关系如下：

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>jni层</td> 
   <td>native层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <pre>vibratorExists</pre> </td> 
   <td> <pre>vibrator_exists</pre> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <pre>vibratorOn</pre> </td> 
   <td> <pre>vibrator_on</pre> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <pre>vibratorOff</pre> </td> 
   <td> <pre>vibrator_off</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

VibratorService对应的Native层的代码在HAL层的对应的代码中。

### VibratorService HAL层： ###

HAL，即Hardware Abstract Layer，硬件抽象层。Android系统提供了硬件抽象层HAL，来让底层驱动开发者适配，这样，整个Android系统的框架层不需要做变更。

**VibratorService HAL代码：**

从头文件

#include <hardware_legacy/vibrator.h>

中可以看到，在hardware\_legacy目录相关的代码中，如下：

> /hardware/libhardware\_hegacy/vibrator/vibrator.c

**vibrator.c的实现：**

在源码中：

#define THE_DEVICE "/sys/class/timed_output/vibrator/enable"
    
    int vibrator_exists()
    {
        int fd;
    
    #ifdef QEMU_HARDWARE
        if (qemu_check()) {
            return 1;
        }
    #endif
    
        fd = open(THE_DEVICE, O_RDWR);
        if(fd < 0)
            return 0;
        close(fd);
        return 1;
    }
    static int sendit(int timeout_ms)
    {
        int nwr, ret, fd;
        char value[20];
    
    #ifdef QEMU_HARDWARE
        if (qemu_check()) {
            return qemu_control_command( "vibrator:%d", timeout_ms );
        }
    #endif
    
        fd = open(THE_DEVICE, O_RDWR);
        if(fd < 0)
            return errno;
    
        nwr = sprintf(value, "%d\n", timeout_ms);
        ret = write(fd, value, nwr);
    
        close(fd);
    
        return (ret == nwr) ? 0 : -1;
    }
    
    int vibrator_on(int timeout_ms)
    {
        /* constant on, up to maximum allowed time */
        return sendit(timeout_ms);
    }
    
    int vibrator_off()
    {
        return sendit(0);
    }

总结：

从framework -> jni ->native(包括HAL) ，Android提供了完整的框架服务，用户只需要调用这些服务提供的方法即可。

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