[Cupcake] Multi-touch Part2

以下是在 Androdi 1.5 Platform 實現，當初的 MotionEvent 並沒有 Multi-Touch 相關欄位，所以是拿 size(4 bytes) 欄 來替代，現在 2.x 版已經有這些欄位。

[Cupcake] Multi-touch Part1

　　由於 Android 1.5 還沒支援多點觸控, 對於我們這種看人臉色吃飯的系統廠, 一種方式就是坐以待斃, "要等 Google 之後的版本支援才能做, 目前辦不到"。但 touch panel 明明可以支援到兩點觸控, 所以, 秉持身為 RD 的堅持, 在稍微了解相關的程式碼後, 我們只要稍微修改一下 driver 和 package, 就讓 Android 1.5 的應用程式也可以做到 multi-touch, 底下這張圖顯示底層收到的封包隔式、driver/framework在單指以及雙指的數值表現：

AnalogClock - Matrix Rotation

旋轉

         這個範例直接對 Canvas 做旋轉，然後把圖(Drawable)畫上去，就可以達到圖片旋轉的效果。##ReadMore##

廣播

          AnalogClock 在類別中宣告一個 BroadcastReceiver 變數，並實作 onReceive，而 IntentFilter 的描述直接在程式碼中，非 AndroidManifest.xml。

IntentFilter filter = new IntentFilter(); 
filter.addAction(Intent.ACTION_TIME_TICK); 
filter.addAction(Intent.ACTION_TIME_CHANGED); 
filter.addAction(Intent.ACTION_TIMEZONE_CHANGED); 
getContext().registerReceiver(mIntentReceiver, filter, null, mHandler);

參考資料

• http://ysl-paradise.blogspot.com/2009/07/android-analogclock-1.htm

Calculate Time Consuming

Java Layer

• Timer
• System.nanoTime .. (Link)
• SystemClock.uptimeMillis .. (Link)
• SystemClock.elapsedRealtime .. (Link)
• System Time (?)
  
• Data Class .. (Link) 

##ReadMore##
C++ Layer (#include <utils/Timers.h>)

• Timer
• DurationTimer
• DurationTimer::start()
• DurationTimer::stop()
• DurationTimer::durationUsecs

[Froyo] Compatibility Test Suite

       Android 是一個 Open Source Project，每個人都可以自由修改，也因此市面上有許多 Andorid Device，Google 為了確保 Android 程式可以順利在這些裝置上運行，提供 CTS 這個工具。這在 Android 2.1 版之前是無法自由取得，不過從這個版本開始，可以從這個網頁取得；另外還有簡介。##ReadMore##甚至在 Android Source Code 都可以從 source root 看到 cts/ 這個資料夾，不過我編譯後，雖然成功在 ASOP/out/host/bin 產生 cts 的腳本，但是相關的xml 與 apk 都沒有在 ASOP/out/host/linux-x86/cts 產生。另外，還要下載 SDK，因為會用到 adb 這個工具。

使用方式暫時參考底下的連結，因為還沒有裝置可以親自測試。已經在 NAZ10 上面測試，目前還在跑，我是下載 2.1 版的 sdk 與 cts，然後記得設定 SDK_ROOT，因為會用到 adb，然後執行方式，例如：

1. 啟動CTS：./startcts
2. 列舉有多少plan可以跑：ls --plan (擺在android-cts/repository/plans)
3. 執行某個plan：start --plan VM   (執行的對象在android-cts/repository/testcases)

        其他用法，就參考底下連結吧！執行後的結果會放在 android-cts/repository/results，但我沒去研究 result 都寫些甚麼。

        保險起見，須先確認 SDK 版本，因為就算是給 2.2 是用，r6 或者 r7 跑出來的相容性測試結果就可能不同。至於要如何判斷正確的 SDK 版本，目前想到的方式是，直接使用 Android source code 編譯出來的 CTS 與 SDK tools，然後去執行它，就會出現 SDK 版本資訊，只是說，可能需要處理一下擺放路徑所造成的錯誤訊息。

參考資料：

• android的測試工具CTS

Intent Sample

        在同一個 package 中，利用 Intent 啟動另一個 Activity，並透過 Bundle 物件帶參數給他 (下面的例子是送一個字串給接收端的 TextView) ##ReadMore##

<<發送端>>

Intent intent = new Intent();
intent.setClass(this, IntentReceiving.class);

Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("Receive", "Intent Receiving");  // (Key - Value)
intent.putExtras(bundle);      

startActivity(intent);

<<接收端>>

CharSequence cs;
Bundle bundle = this.getIntent().getExtras();
cs = bundle.getString("Receive");
textview.setText(cs);

        也可以不透過 Bundle，直接 intent.setString() 或 intent.setInt()。另外，在宣告 IntentFilter 時，除了在 AndroidManifest.xml 中定義；也可直接在程式碼中描述。

參考資料

• http://ysl-paradise.blogspot.com/2009/07/android-analogclock-1.htm
• Custom Intent

System Resource

        在 framework/base/core/res 有許多已經定義好的資源可以使用，但自己寫得應用程式，通常還是在自己的 res/。##ReadMore##

        假設現在我要讓 Settings->Display->Brightness 的 Preference Dialog 出現 Auto Brightness 的 checkbox 和 text。只要在 framework/base/core/res/res/values/config.xml 做修改：

<bool name="config_automatic_brightness_available">false</bool>

        這樣一來，這個 checkbox 和 text 就跑出來了。至於說，為甚麼這樣就會出現，是因為在 BrightnessPreference.java 在建構函式讀取這個變數值，來決定這個 UI 要不要秀出來。

mAutomaticAvailable = context.getResources().getBoolean(
com.android.internal.R.bool.config_automatic_brightness_available);

Thread & Handler

 　　如果在某個 Activity/Service/Class 中使用執行緒，然後，需透過該執行緒來變更/通知某個事件，就可以使用 Handler。##ReadMore##

private static final int LIGHTSENSOR_LUX = 0x101;   // 自訂常數

Thread t = new Thread() {
    public void run() {
        while (true) {
            int getLuxValue = 0;

            Message msg = new Message();
            msg.what = LIGHTSENSOR_LUX;
            msg.arg1 = getLuxValue;
            handler.sendMessage(msg); 

            try {   
               Thread.sleep(500);    
            } catch (InterruptedException e) {   
               Thread.currentThread().interrupt();   
            }
        }
    }
};
t.start();

private Handler handler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {   
        case LIGHTSENSOR_LUX:
            Log.e("Test", "Lux Value = "+msg.arg1);
            break; 
    }   
    super.handleMessage(msg);
}

 　　Message 提供三個公開變數可以傳資料：arg1、arg2 是傳整數，obj 是傳 object type 資料；還有 setData(Bundle) 可以使用，但還沒用過。

參考網址

• 利用 Handler 來更新 Android UI .. (Link)
• Andorid Developer Messge .. (Link)
• Andorid Developer Handler .. (Link)
• Why isn't the thread stopping .. (Link)
• 背景執行服務(Service) .. (Link)

[Froyo] Airplane Mode

        Airplane Mode 開啟就會斷掉所有通訊 (BT、WiFi、3G)。在 Android 上，這個功能要能夠正常運作，必須有 3G module。過程如下：

偵測有線耳機的插拔

這個功能也是 UEvent 的應用，繼承 UEventObserver，並且實作 onUEvent callback function，參考這份文件，有挺完整的介紹。不過，有幾點需要注意：##ReadMore##

• 實作的類別改名為 WiredAccessoryObserver，這代表著，它會偵測不同的有線配件，如：耳機、HDMI。
• 在 boot complete 之後，先到 /sys 底下去讀取耳機起始狀態，然後，開始監督 DEVPATH 這個子字串。

　　原本是叫做 HeadsetObserver，看了 Android 3.1 mr2，發現已經被整合在一起。不過架構是不變的，如果偵測到插拔的動作，就會發 intent 通知 Audio Service。

　　之前有發現，系統進入 suspend 之後，再去做插拔的動作，然後 resume，系統並不知道有做這個動作，原因是，kernel module 並沒有實作 resume 的函式，只要補上去就可以啦！

Battery Power Update

這是 UEvent 的應用之一，底層會定期送 battery information 給 Android，而上層負責處理的是 Battery Service。

路徑

   framework/base/services/java/com/android/server/BatteryService.java

說明

• BatteryService 會註冊一個 UEventObserver，用來觀察是否有符合 SUBSYSTEM=power_supply 子字串的 uevent 發上來，假如有，就會觸發 onUEvent。

  mPowerSupplyObserver.startObserving("SUBSYSTEM=power_supply");

• 當 onUEvent 觸發，會做兩件事，第一，呼叫 update，這個函式會叫用 JNI native_update，去 /sys 底下讀取 battery information，並利用 setIntField、setBooleanField 等函式，設定給 battery service。

• 在 update 結束後，執行 processValues，處理從底下得到的數值，接著，發 ACTION_BATTERY_CHANGED Intent 給 SystemUI[註] ，更新電量資訊、圖示，如果電量過低，還會發 alert dialog。

　　UEvent 是定期發出來，即使電量不變也會收到。另外，在 SystemUI[註] 會用到 framework/base/core/res/res/values/string.xml 和 configs.xml 定義的數值。例如：alert message、battery criteria 等等。

[註] Froyo 是由 StatusBarPolicy 處理 ACTION_BATTERY_CHANGED
參考資料

• Android UEvent 分析 - 以 Battery Service 為例

UEvent Simple Introduction

Android 有蠻多服務透過收 UEvent 的方式，取得從底層送上來的訊息，例如：Rotation、Battery、StatusBar 等等，可以在 framework/base/service 看到這些足跡。那麼，它的 code flow 是怎麼跑的，底下咱們來瞧一瞧。

Java Framework
路徑：

framework/base/core/java/android/os/UEventObserver.java

說明：

abstract class UEventObserver

• UEventObserver 為系統監控是否有 uevent 從 kernel 發出來，它是一個抽象類別，程式設計師可以去繼承它，並且實作

  abstract void onUEvent(UEvent event);

• 呼叫 startObserving，就會把需要觀察的裝置路徑，儲存在列表中(路徑長得像："DEVPATH=/devices/...." or "SUBSYSTEM=...")，以便之後和 uevent 字串比對用。
  
• 因為 UEventObserver 的運作是透過執行緒不斷地去讀取，所以第二步的 startObserving 就會去檢查執行緒起動了沒。另外，這一條執行緒是系統中僅有的一條執行緒，會透過以下變數判斷執行緒是不是已經生成。

  static boolean sThreadStarted

• 若執行緒讀到的 uevent 字串，經比對後符合列表中的裝置路徑，就會觸發 onUEvent 這個函式。

class UEvent

• UEvent 這個類別提供一個 HashMap 資料結構，會把透過 socket 收到的 uevent 字串做拆解，把「=」前當成 key、「=」後當成 value，以便 onUEvent 函式需要的時候使用。uevent 的長相如下：(怪怪的字元應該是結束字元)
  change@/devices/platform/tegra_i2c.1/i2c-1/1-0058/power_supply/battery�� ACTION=change�� DEVPATH=/devices/platform/tegra_i2c.1/i2c-1/1-0058/power_supply/battery�� SUBSYSTEM=power_supply�� POWER_SUPPLY_NAME=battery�� POWER_SUPPLY_TYPE=Battery�� POWER_SUPPLY_STATUS=Unknown��POWER_SUPPLY_HEALTH=Good�� POWER_SUPPLY_PRESENT=0�� POWER_SUPPLY_TECHNOLOGY=Li-ion��POWER_SUPPLY_VOLTAGE_NOW=0�� POWER_SUPPLY_CAPACITY=0�� POWER_SUPPLY_TEMP=-2731�� SEQNUM=721��

private static native void native_setup();
private static native int next_event(byte[] buffer);

• 這兩個是叫用 JNI 介面，第一個用來做是初始化；第二個是用來讀取 uevent，都在 UEventThread.run() 中使用。

JNI
路徑：

framework/base/core/jni/android_os_UEventObserver.cpp

說明：

android_os_UEventObserver_native_setup

• 這就是 UEventObserver.java 的 native_setup 所對應的 JNI 接口，這個函式會呼叫 HAL 中的 uevent_init。

android_os_UEventObserver_next_event

• 這就是 UEventObserver.java 的 next_event 所對應的 JNI 接口，這個函式會呼叫 HAL 中的 uevent_next_event。

HAL(hardware)路徑：

hardware/libhardware_legacy/uevent/uevent.c
     hardware/libhardware_legacy/include/hardware_legacy/uevent.h

說明：

uevent_init()

• 這個函式會建立 AF_NETLINK 類型的 socket，然後 bind。

uevent_next_event(char* buffer, int buffer_length)

• 利用 poll 的方式，對這個 socket fd 作輪詢，如果有資料，就用 recv 去接收，並放在 buffer。poll 的 timeout 等於 -1，代表「Infinitely」。

備註

• Driver 必須要發出 uevent，語法是 kobject_uevent(&kobj, KOBJ_CHANGE)，KOBJ_CHANGE 也可以是 KOBJ_ADD、KOBJ_REMOVE。

參考資料

• UEventObserver

config.gz

想了解 kernel config 的設定，可以在開機進入系統後，利用 adb tool 輸入以下指令：##ReadMore##

./adb pull /proc/config.gz

　　解壓縮這個檔案，就可以得知 kernel configuration。例如：我想要把 VPN enable，Android OS 的部分已經完成，只須將底層設置打開，這時候就可以把 Nexus One 的 config.gz 拿出來比較一下。不過，想在開機後看到這個檔案，必須在編譯核心時，把 CONFIG_IKCONFIG_PROC=y 才能看到。

[Froyo] Sensor Notes

　　我所實作的部分是 light sensor，因為它比較單純，至於其他類型的感測器，有各自的 know how 需要了解，所以這裡就不討論。<參考>

　　Sensor HAL 的標頭檔位於 hardware/libhardware/include/hardware/sensors.h，有一個結構 sensor_module_t，它繼承自 hardware_module_t，這個結構是在 hardware.h。sensor_module_t 的變數宣告已在 hardware.h 規定成「HAL_MODULE_INFO_SYM」，這裡頭會定義一個 open 的函式指標，用來初始化 sensor_data_device_t 和 sensor_control_device_t。

const struct sensors_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM

結構 sensor_data_device_t 定義裝置的 open、close、poll，這些東西會在 SensorManager 叫用；sensor_control_device_t 定義裝置的 activate、delay、wake，這些東西會在 SensorService 叫用。

　　同一種類型的感測器可能多個，所以是一個 list，不過現在 Froyo 是直接回傳串列的第一個。如果有些函式在底層沒有實作，那 HAL 會直接 return，像 poll function 在 light sensor driver 就沒有實作。所以想要讀 light sensor 的值，只能被動地一直去讀 /sys 下的節點。

　　/sys 下的檔案是一般類型的檔案，所以 read 之後，需要做 lseek(fd, 0, SEEK_SET); 移回開頭，否則會讀不到東西，第二個參數是指移動多少 byte。另外， lseek(int fildes,0,SEEK_END) 移動到結尾；lseek(int fildes,0,SEEK_CUR) 移動到目前位置 .. <參考>。

　　PowerManagerService 有處理 proximate sensor 和 light sensor，針對 light sensor 的部分，它會去檢查 framework/base/core/res/res/values/config.xml 的 config_automatic_brightness_available 設定值，如果為 true，它就認為有 light sensor 存在，就會嘗試跟 SensorManager 註冊，並處理 auto brightness 的內容。不過，目前 HAL 吐上來的數值範圍 落在 [10,1000]，如果給這個 service 處理會發生問題，需要做轉換。

　　當系統發生出 ACTION_BOOT_COMPLETED，就去啟動 sensor service，這部分實作 sensor initialization & event callback function。

　　假設把 source code 放在 hardware/libhardware 底下，需要將 hardware/libhardware/Android.mk 做以下修改，才能在 clean build 編譯到 sensor 的部分。

　　　include $(addsuffix /Android.mk, $(addprefix $(LOCAL_PATH)/, \
　　　　　modules/gralloc \
　　　　　modules/sensors \
　　　))

　　HAL library 名稱有其規則，可以是 sensors.tegra 或者 sensors.default。另外，sensor library 會呼叫 hw_get_module load() -> dlsym 載入 library。

　　/* This goes first so that it can pick up a different file on the emulator. */
　　"ro.hardware",
　　"ro.product.board",
　　"ro.board.platform",
　　"ro.arch"

System Property

「System Property」是儲存資料常用的方式，如同「Windows Registry」。它的 APIs 散佈在 Android codebase 的各個角落：.mk、.rc、.java、.c.cpp 都找的到。簡單來說，System Property 分為「get」和「set」兩種方法，「get」相對而言就容易許多，因為不需要去檢查權限，code flow 只要呼叫到 libcutils 的 property_get 即可。所以底下只討論「set」。

　　
　　由上圖得知，send_prop_msg 會透過 socket 將 cmd message 送給 INIT，當 INIT 接收到後，會呼叫 handle_property_set_fd 來做處理，該函式就會呼叫 check_perms 檢查權限，這也是為什麼有時候設定屬性會失敗的原因。check_perms 參考底下的 ACL (Access Control List) 做判斷：

<PATH>

system/core/init/property_service.c

struct {
const char *prefix;
unsigned int uid;
unsigned int gid;
} property_perms[] = {
{ "net.rmnet0.",      AID_RADIO,    0 },
{ "net.usb",          AID_RADIO,    0 },
{ "net.gprs.",        AID_RADIO,    0 },
{ "net.ppp",          AID_RADIO,    0 },
{ "ril.",             AID_RADIO,    0 },
{ "gsm.",             AID_RADIO,    0 },
{ "persist.radio",    AID_RADIO,    0 },
{ "net.dns",          AID_RADIO,    0 },
{ "net.",             AID_SYSTEM,   0 },
{ "dev.",             AID_SYSTEM,   0 },
{ "runtime.",         AID_SYSTEM,   0 },
{ "hw.",              AID_SYSTEM,   0 },
{ "sys.",             AID_SYSTEM,   0 },
{ "service.",         AID_SYSTEM,   0 },
{ "wlan.",            AID_SYSTEM,   0 },
{ "dhcp.",            AID_SYSTEM,   0 },
{ "dhcp.",            AID_DHCP,     0 },
{ "vpn.",             AID_SYSTEM,   0 },
{ "vpn.",             AID_VPN,      0 },
{ "debug.",           AID_SHELL,    0 },
{ "log.",             AID_SHELL,    0 },
{ "service.adb.root", AID_SHELL,    0 },
{ "service.adb.tcp.port", AID_SHELL,    0 },
{ "persist.sys.",     AID_SYSTEM,   0 },
{ "persist.service.", AID_SYSTEM,   0 },
{ "persist.security.", AID_SYSTEM,   0 },
{ NULL, 0, 0 }
};

「check_perms」檢查的流程為：

1. 如果 UID 為 ROOT .. PASS。
2. 如果屬性為 ro 開頭，就接續判斷 ro. 之後的字串。
3. 和 ACL 一一比對，prefix 要相同、且 uid/gid 有一個相同 .. PASS。

底下是 uid/gid 定義的地方
<PATH>

system/core/include/private/android_filesystem_config.h

#define AID_ROOT             0  /* traditional unix root user */

#define AID_SYSTEM        1000  /* system server */

#define AID_RADIO         1001  /* telephony subsystem, RIL */
#define AID_BLUETOOTH     1002  /* bluetooth subsystem */
#define AID_GRAPHICS      1003  /* graphics devices */
#define AID_INPUT         1004  /* input devices */
#define AID_AUDIO         1005  /* audio devices */
#define AID_CAMERA        1006  /* camera devices */
...
...
static const struct android_id_info android_ids[] = {
{ "root",      AID_ROOT, },
{ "system",    AID_SYSTEM, },
{ "radio",     AID_RADIO, },
{ "bluetooth", AID_BLUETOOTH, },
{ "graphics",  AID_GRAPHICS, },
{ "input",     AID_INPUT, },
{ "audio",     AID_AUDIO, },
{ "camera",    AID_CAMERA, },
...
};

之前為了在 BluetoothService.java (UID/GID 皆為 system) 設定屬性，定義了 persist.bluetooth.a2dp 和 audioflinger.bluetooth.a2dp，但怎麼設定都設定不動，後來胡亂地嘗試 persist.service.bluetooth.a2dp 就成功了，回過頭來看，就是因為滿足 ACL 的要求啦！

如果自行定義的 prefix 可以正常存取，要嘛 UID/GID 為 ROOT；不然就只能唯讀。最後補充一點，在 /default.prop 這個檔案內看到的屬性，是 makefile 中由 ADDITIONAL_DEFAULT_PROPERTIES 這個變數產生；而 /system/build.prop 的是 build/tools/buildinfo.sh 和以下這段所產生。

ADDITIONAL_BUILD_PROPERTIES :=
$(ADDITIONAL_BUILD_PROPERTIES) \
$(PROPERTY_PROPERTY_OVERRIDES)

參考資料

• Android Property
• Android 系統屬性的設置分析

Audio Reference

參考資料

• Android深入淺出之Audio 第一部分 AudioTrack分析
• Android深入浅出之Audio 第二部分 AudioFlinger分析
• Android深入浅出之Audio第三部分Audio Policy[1]

Dalvik Heap Size Adjustment

調整這個數值，原則上，只要在 system/ 或者 framework/base/ 底下搜尋 dalvik.vm.heapsize 即可。這個東西可以在 init.c 用 property_set；可以在 init.rc 用 setprop；也可以像底下那樣，改在 makefile...##ReadMore##

PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \
   dalvik.vm.heapstartsize=5m \
   dalvik.vm.heapgrowthlimit=48m \
   dalvik.vm.heapsize=256m

系統啟動時，可以透過 adb shell getprop 來查看 dalvik.vm.heapsize 數值為何。

Monkey

之前為了檢驗修改執行緒優先權的應用程式，是否不易出現 ANR，所以用這個指令做重複性測試。##ReadMore##


<指令> 檢測 browser

./adb shell monkey -p  com.android.browser -v 50000

Low Memory Killer

當系統記憶體不足時，會依優先權來殺掉某些行程，以釋放記憶體。但是，Android 預設並沒有開啟這項功能，所以需要去啟用它。

<step1> Enable Kernel Module

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=y

<step2> Setup Recycle Memory Criteria in init.rc

# Define the oom_adj values for the classes of processes that can be
# killed by the kernel.  These are used in ActivityManagerService.
setprop ro.FOREGROUND_APP_ADJ 0
setprop ro.VISIBLE_APP_ADJ 1
setprop ro.PERCEPTIBLE_APP_ADJ 2
setprop ro.HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ 3
setprop ro.SECONDARY_SERVER_ADJ 4
setprop ro.BACKUP_APP_ADJ 5
setprop ro.HOME_APP_ADJ 6
setprop ro.HIDDEN_APP_MIN_ADJ 7
setprop ro.EMPTY_APP_ADJ 15

# Define the memory thresholds at which the above process classes will
# be killed.  These numbers are in pages (4k).
# These are currently tuned for tablets with approx 1GB RAM.
setprop ro.FOREGROUND_APP_MEM 8192
setprop ro.VISIBLE_APP_MEM 10240
setprop ro.PERCEPTIBLE_APP_MEM 12288
setprop ro.HEAVY_WEIGHT_APP_MEM 12288
setprop ro.SECONDARY_SERVER_MEM 14336
setprop ro.BACKUP_APP_MEM 14336
setprop ro.HOME_APP_MEM 14336
setprop ro.HIDDEN_APP_MEM 16384
setprop ro.EMPTY_APP_MEM 20480

# Write value must be consistent with the above properties.
# Note that the driver only supports 6 slots, so we have combined some of
# the classes into the same memory level; the associated processes of higher
# classes will still be killed first.
write /sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj 0,1,2,4,7,15

write /proc/sys/vm/overcommit_memory 1
write /proc/sys/vm/min_free_order_shift 4
write /sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree 8192,10240,12288,14336,16384,20480

# Set init its forked children's oom_adj.
write /proc/1/oom_adj -16

# Tweak background writeout
write /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs 200
write /proc/sys/vm/dirty_background_ratio  5

　　在 system/core/init/init.c 中會去讀取 init.rc，並將以上這些參數設定給 low memory killer。另外，上層還有一支 ActivityManagerService，但不知道他和底層 low memory killer 如何溝通。