Android系统Gps分析（一）【转】

本文转载自：http://blog.csdn.net/xnwyd/article/details/7198728

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目录(?)[+]

 

1 GPS架构

 

2 GPS分析

2.1 头文件

头文件定义在：hardware/libhardware/include/hardware/gps.h，定义了GPS底层相关的结构体和接口

• GpsLocation

GPS位置信息结构体，包含经纬度，高度，速度，方位角等。

 

1. /** Flags to indicate which values are valid in a GpsLocation. */
2. typedef uint16_t GpsLocationFlags;
3. // IMPORTANT: Note that the following values must match
4. // constants in GpsLocationProvider.java.
5. /** GpsLocation has valid latitude and longitude. */
6. #define GPS_LOCATION_HAS_LAT_LONG   0x0001
7. /** GpsLocation has valid altitude. */
8. #define GPS_LOCATION_HAS_ALTITUDE   0x0002
9. /** GpsLocation has valid speed. */
10. #define GPS_LOCATION_HAS_SPEED      0x0004
11. /** GpsLocation has valid bearing. */
12. #define GPS_LOCATION_HAS_BEARING    0x0008
13. /** GpsLocation has valid accuracy. */
14. #define GPS_LOCATION_HAS_ACCURACY   0x0010
15. /** Represents a location. */
16. typedef struct {
17. /** set to sizeof(GpsLocation) */
18. size_t          size;
19. /** Contains GpsLocationFlags bits. */
20. uint16_t        flags;
21. /** Represents latitude in degrees. */
22. double          latitude;
23. /** Represents longitude in degrees. */
24. double          longitude;
25. /** Represents altitude in meters above the WGS 84 reference
26. * ellipsoid. */
27. double          altitude;
28. /** Represents speed in meters per second. */
29. float           speed;
30. /** Represents heading in degrees. */
31. float           bearing;
32. /** Represents expected accuracy in meters. */
33. float           accuracy;
34. /** Timestamp for the location fix. */
35. GpsUtcTime      timestamp;
36. } GpsLocation;

• GpsStatus

GPS状态包括5种状态，分别为未知，正在定位，停止定位，启动未定义，未启动。

1. /** GPS status event values. */
2. typedef uint16_t GpsStatusValue;
3. // IMPORTANT: Note that the following values must match
4. // constants in GpsLocationProvider.java.
5. /** GPS status unknown. */
6. #define GPS_STATUS_NONE             0
7. /** GPS has begun navigating. */
8. #define GPS_STATUS_SESSION_BEGIN    1
9. /** GPS has stopped navigating. */
10. #define GPS_STATUS_SESSION_END      2
11. /** GPS has powered on but is not navigating. */
12. #define GPS_STATUS_ENGINE_ON        3
13. /** GPS is powered off. */AgpsCallbacks
14. AgpsInterface
15. #define GPS_STATUS_ENGINE_OFF       4
16. /** Represents the status. */
17. typedef struct {
18. /** set to sizeof(GpsStatus) */
19. size_t          size;
20. GpsStatusValue status;
21. } GpsStatus;

• GpsSvInfo

GPS卫星信息，包含卫星编号，信号强度，卫星仰望角，方位角等。

1. /** Represents SV information. */
2. typedef struct {
3. /** set to sizeof(GpsSvInfo) */
4. size_t          size;
5. /** Pseudo-random number for the SV. */
6. int     prn;
7. /** Signal to noise ratio. */
8. float   snr;
9. /** Elevation of SV in degrees. */
10. float   elevation;
11. /** Azimuth of SV in degrees. */
12. float   azimuth;
13. } GpsSvInfo;

• GpsSvStatus

GPS卫星状态，包含可见卫星数和信息，星历时间，年历时间等。

1. /** Represents SV status. */
2. typedef struct {
3. /** set to sizeof(GpsSvStatus) */
4. size_t          size;
5. /** Number of SVs currently visible. */
6. int         num_svs;
7. /** Contains an array of SV information. */
8. GpsSvInfo   sv_list[GPS_MAX_SVS];
9. /** Represents a bit mask indicating which SVs
10. * have ephemeris data.
11. */
12. uint32_t    ephemeris_mask;
13. /** Represents a bit mask indicating which SVs
14. * have almanac data.
15. */
16. uint32_t    almanac_mask;
17. /**
18. * Represents a bit mask indicating which SVs
19. * were used for computing the most recent position fix.
20. */
21. uint32_t    used_in_fix_mask;
22. } GpsSvStatus;

• GpsCallbacks

回调函数定义

1. /** Callback with location information. 向上层传递GPS位置信息
2. *  Can only be called from a thread created by create_thread_cb.
3. */
4. typedef void (* gps_location_callback)(GpsLocation* location);
5. /** Callback with status information. 向上层传递GPS状态信息
6. *  Can only be called from a thread created by create_thread_cb.
7. */
8. typedef void (* gps_status_callback)(GpsStatus* status);
9. /** Callback with SV status information. 向上层传递GPS卫星信息
10. *  Can only be called from a thread created by create_thread_cb.
11. */
12. typedef void (* gps_sv_status_callback)(GpsSvStatus* sv_info);
13. /** Callback for reporting NMEA sentences. 向上层传递MEMA数据
14. *  Can only be called from a thread created by create_thread_cb.
15. */
16. typedef void (* gps_nmea_callback)(GpsUtcTime timestamp, const char* nmea, int length);
17. /** Callback to inform framework of the GPS engine's capabilities.告知GPS模块可以实现的功能
18. *  Capability parameter is a bit field of GPS_CAPABILITY_* flags.
19. */
20. typedef void (* gps_set_capabilities)(uint32_t capabilities);
21. /** Callback utility for acquiring the GPS wakelock.上锁，防止处理GPS事件时中止。
22. *  This can be used to prevent the CPU from suspending while handling GPS events.
23. */
24. typedef void (* gps_acquire_wakelock)();
25. /** Callback utility for releasing the GPS wakelock. */释放锁
26. typedef void (* gps_release_wakelock)();
27. /** Callback for creating a thread that can call into the Java framework code.等待上层请求
28. *  This must be used to create any threads that report events up to the framework.
29. */
30. typedef pthread_t (* gps_create_thread)(const char* name, void (*start)(void *), void* arg);
31. /** GPS callback structure. */
32. typedef struct {
33. /** set to sizeof(GpsCallbacks) */
34. size_t      size;
35. gps_location_callback location_cb;
36. gps_status_callback status_cb;
37. gps_sv_status_callback sv_status_cb;
38. gps_nmea_callback nmea_cb;
39. gps_set_capabilities set_capabilities_cb;
40. gps_acquire_wakelock acquire_wakelock_cb;
41. gps_release_wakelock release_wakelock_cb;
42. gps_create_thread create_thread_cb;
43. } GpsCallbacks;

• GpsInterface

GPS接口是最重要的结构体，上层是通过此接口与硬件适配层交互的。

1. /** Represents the standard GPS interface. */
2. typedef struct {
3. /** set to sizeof(GpsInterface) */
4. size_t          size;
5. /**
6. * Opens the interface and provides the callback routines
7. * to the implemenation of this interface.
8. */
9. int   (*init)( GpsCallbacks* callbacks );
10. /** Starts navigating. 启动定位*/
11. int   (*start)( void );
12. /** Stops navigating. 取消定位*/
13. int   (*stop)( void );
14. /** Closes the interface. 关闭GPS接口*/
15. void  (*cleanup)( void );
16. /** Injects the current time.填入时间 */
17. int   (*inject_time)(GpsUtcTime time, int64_t timeReference,
18. int uncertainty);
19. /** Injects current location from another location provider填入位置
20. *  (typically cell ID).
21. *  latitude and longitude are measured in degrees
22. *  expected accuracy is measured in meters
23. */
24. int  (*inject_location)(double latitude, double longitude, float accuracy);
25. /**
26. * Specifies that the next call to start will not use the删除全部或部分辅助数据，在性能测试时使用
27. * information defined in the flags. GPS_DELETE_ALL is passed for
28. * a cold start.
29. */
30. void  (*delete_aiding_data)(GpsAidingData flags);
31. /**设置定位模式和GPS工作模式等
32. * min_interval represents the time between fixes in milliseconds.
33. * preferred_accuracy represents the requested fix accuracy in meters.
34. * preferred_time represents the requested time to first fix in milliseconds.
35. */
36. int   (*set_position_mode)(GpsPositionMode mode, GpsPositionRecurrence recurrence,
37. uint32_t min_interval, uint32_t preferred_accuracy, uint32_t preferred_time);
38. /** Get a pointer to extension information. 自定义的接口*/
39. const void* (*get_extension)(const char* name);
40. } GpsInterface;

• gps_device_t

GPS设备结构体，继承自hw_device_tcommon，硬件适配接口，向上层提供了重要的get_gps_interface接口。

1. struct gps_device_t {
2. struct hw_device_t common;
3. /**
4. * Set the provided lights to the provided values.
5. *
6. * Returns: 0 on succes, error code on failure.
7. */
8. const GpsInterface* (*get_gps_interface)(struct gps_device_t* dev);
9. };

2.2硬件适配层

GPS硬件适配层的源码位于：hardware/qcom/gps目录下。

我们看gps/loc_api/llibloc_api/gps.c，首先定义了gps设备模块实例：

1. const struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {
2. .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
3. .version_major = 1,
4. .version_minor = 0,
5. .id = GPS_HARDWARE_MODULE_ID,
6. .name = "loc_api GPS Module",
7. .author = "Qualcomm USA, Inc.",
8. .methods = &gps_module_methods,
9. };

这里的methods指向gps.c文件中的gps_module_methods

1. static struct hw_module_methods_t gps_module_methods = {
2. .open = open_gps
3. };

gps_module_methods定义了设备的open函数为open_gps，我们看open_gps函数：

1. static int open_gps(const struct hw_module_t* module, char const* name,
2. struct hw_device_t** device)
3. {
4. struct gps_device_t *dev = malloc(sizeof(struct gps_device_t));
5. memset(dev, 0, sizeof(*dev));
6. dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;
7. dev->common.version = 0;
8. dev->common.module = (struct hw_module_t*)module;
9. dev->get_gps_interface = gps__get_gps_interface;
10. *device = (struct hw_device_t*)dev;
11. return 0;
12. }

此处可以看作是GPS设备的初始化函数，在使用设备前必须执行此函数。函数里面指定了hw_device_t的module成员，以及gps_device_t的get_gps_interface成员。上层可通过gps_device_t的get_gps_interface调用gps__get_gps_interface函数。gps__get_gps_interface的定义如下：

1. const GpsInterface* gps__get_gps_interface(struct gps_device_t* dev)
2. {
3. return get_gps_interface();
4. }

用代码跟踪可看到，此函数返回了gps/loc_eng.cpp文件的sLocEngInterface变量，sLocEngInterface定义如下：

1. // Defines the GpsInterface in gps.h
2. static const GpsInterface sLocEngInterface =
3. {
4. sizeof(GpsInterface),
5. loc_eng_init,
6. loc_eng_start,
7. loc_eng_stop,
8. loc_eng_cleanup,
9. loc_eng_inject_time,
10. loc_eng_inject_location,
11. loc_eng_delete_aiding_data,
12. loc_eng_set_position_mode,
13. loc_eng_get_extension,
14. };

sLocEngInterface指定了GpsInterface结构体的各个回调函数，如启动定位/取消定位等，这些回调函数的实现均在loc_eng.cpp中实现。

2.2 JNI适配层

GPSJNI适配层的源码位于：frameworks/base/services/jni/com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp

首先看注册JNI方法的函数定义：

1. int register_android_server_location_GpsLocationProvider(JNIEnv* env)
2. {
3. return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/location/GpsLocationProvider", sMethods, NELEM(sMethods));
4. }

此函数被同目录下onload.cpp文件调用，调用地方在：

1. extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
2. {
3. JNIEnv* env = NULL;
4. jint result = -1;
5. if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
6. LOGE("GetEnv failed!");
7. return result;
8. }
9. LOG_ASSERT(env, "Could not retrieve the env!");
10. //...省略其他注册代码
11. register_android_server_location_GpsLocationProvider(env);
12. return JNI_VERSION_1_4;
13. }

从这里可以看到，JNI初始化的时候，即会进行JNI方法的注册，从而使上层应用能通过JNI调用c/c++本地方法。

回到register_android_server_location_GpsLocationProvider函数，变量sMethods定义如下：

1. static JNINativeMethod sMethods[] = {
2. /* name, signature, funcPtr */
3. {"class_init_native", "()V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native},
4. {"native_is_supported", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_is_supported},
5. {"native_init", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_init},
6. {"native_cleanup", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_cleanup},
7. {"native_set_position_mode", "(IIIII)Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_set_position_mode},
8. {"native_start", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_start},
9. {"native_stop", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_stop},
10. {"native_delete_aiding_data", "(I)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_delete_aiding_data},
11. {"native_read_sv_status", "([I[F[F[F[I)I", (void*)android_location_GpsLocationProvider_read_sv_status},
12. {"native_read_nmea", "([BI)I", (void*)android_location_GpsLocationProvider_read_nmea},
13. {"native_inject_time", "(JJI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_time},
14. {"native_inject_location", "(DDF)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_location},
15. {"native_supports_xtra", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_supports_xtra},
16. {"native_inject_xtra_data", "([BI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_xtra_data},
17. {"native_agps_data_conn_open", "(Ljava/lang/String;)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_open},
18. {"native_agps_data_conn_closed", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_closed},
19. {"native_agps_data_conn_failed", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_failed},
20. {"native_agps_set_id","(ILjava/lang/String;)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_set_id},
21. {"native_agps_set_ref_location_cellid","(IIIII)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_set_reference_location_cellid},
22. {"native_set_agps_server", "(ILjava/lang/String;I)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_set_agps_server},
23. {"native_send_ni_response", "(II)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_send_ni_response},
24. {"native_agps_ni_message", "([BI)V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_agps_send_ni_message},
25. {"native_get_internal_state", "()Ljava/lang/String;", (void*)android_location_GpsLocationProvider_get_internal_state},
26. {"native_update_network_state", "(ZIZLjava/lang/String;)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_update_network_state },
27. };

这里定义了GPS所有向上层提供的JNI本地方法，这些本地方法是如何与硬件适配层交互的呢？我们看其中一个本地方法android_location_GpsLocationProvider_start：

1. static jboolean android_location_GpsLocationProvider_start(JNIEnv* env, jobject obj)
2. {
3. const GpsInterface* interface = GetGpsInterface(env, obj);
4. if (interface)
5. return (interface->start() == 0);
6. else
7. return false;
8. }

它调用了GetGpsInterface获得GpsInterface接口，然后直接调用该接口的start回调函数。GetGpsInterface方法定义如下：

1. static const GpsInterface* GetGpsInterface(JNIEnv* env, jobject obj) {
2. // this must be set before calling into the HAL library
3. if (!mCallbacksObj)
4. mCallbacksObj = env->NewGlobalRef(obj);
5. if (!sGpsInterface) {
6. sGpsInterface = get_gps_interface();
7. if (!sGpsInterface || sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks) != 0) {
8. sGpsInterface = NULL;
9. return NULL;
10. }
11. }
12. return sGpsInterface;
13. }

这个函数返回了sGpsInterface，而sGpsInterface又是从get_gps_interface()获得的，我们继续查看get_gps_interface()函数的实现：

1. static const GpsInterface* get_gps_interface() {
2. int err;
3. hw_module_t* module;
4. const GpsInterface* interface = NULL;
5. err = hw_get_module(GPS_HARDWARE_MODULE_ID, (hw_module_t const**)&module);
6. if (err == 0) {
7. hw_device_t* device;
8. err = module->methods->open(module, GPS_HARDWARE_MODULE_ID, &device);
9. if (err == 0) {
10. gps_device_t* gps_device = (gps_device_t *)device;
11. interface = gps_device->get_gps_interface(gps_device);
12. }
13. }
14. return interface;
15. }

这里面调用hw_get_module加载硬件适配模块.so文件，接着通过hw_device_t接口调用open()函数，实际执行gps/loc_api/llibloc_api/gps.c定义的open_gps函数，而后调用gps_device_t接口的get_gps_interface函数，此函数也是在gps.c中定义的，最后返回硬件适配层中loc_eng.cpp文件的sLocEngInterface，从而打通了上层到底层的通道。

2.3 Java Framework

GPSFramework源码位于：frameworks/base/location

2.3.1接口和类简介

首先对GPSFramework重要的接口和类作一个简单的介绍

• 接口

GpsStatus.Listener	用于当Gps状态发生变化时接收通知
GpsStatus.NmeaListener	用于接收Gps的NMEA数据
LocationListener	用于接收当位置信息发生变化时，LocationManager发出的通知

• 类

Address	地址信息类
Criteria	用于根据设备情况动态选择provider
Geocoder	用于处理地理编码信息
GpsSatellite	用于获取当前卫星状态
GpsStatus	用于获取当前Gps状态
Location	地理位置信息类
LocationManager	用于获取和操作gps系统服务
LocationProvider	抽象类，用于提供位置提供者（Locationprovider）

2.3.2 使用Gps编程接口

下面，我们用一个代码示例说明如何在应用层写一个简单的gps程序。

• 首先在AndroidManifest.xml中添加位置服务权限:

1. <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
2. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
3. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FIND_LOCATION" />
4. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"></uses-permission>

• 接着获取位置信息：

1. //获取位置服务
2. LocationManager locationManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
3. Criteria criteria = new Criteria();
4. // 获得最好的定位效果
5. criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);  //设置为最大精度
6. criteria.setAltitudeRequired(false);  //不获取海拔信息
7. criteria.setBearingRequired(false);  //不获取方位信息
8. criteria.setCostAllowed(false);  //是否允许付费
9. criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW);  // 使用省电模式
10. // 获得当前的位置提供者
11. String provider = locationManager.getBestProvider(criteria, true);
12. // 获得当前的位置
13. Location location = locationManager.getLastKnownLocation(provider);
14. Geocoder gc = new Geocoder(this);
15. List<Address> addresses = null;
16. try {
17. //根据经纬度获得地址信息
18. addresses = gc.getFromLocation(location.getLatitude(), location.getLongitude(), 1);
19. } catch (IOException e) {
20. e.printStackTrace();
21. } if (addresses.size() > 0) {
22. //获取address类的成员信息
23. Sring msg = “”;
24. msg += "AddressLine：" + addresses.get(0).getAddressLine(0)+ "\n";
25. msg += "CountryName：" + addresses.get(0).getCountryName()+ "\n";
26. msg += "Locality：" + addresses.get(0).getLocality() + "\n";
27. msg += "FeatureName：" + addresses.get(0).getFeatureName();
28. }

• 设置侦听，当位置信息发生变化时，自动更新相关信息

1. //匿名类，继承自LocationListener接口
2. private final LocationListener locationListener = new LocationListener() {
3. public void onLocationChanged(Location location) {
4. updateWithNewLocation(location);//更新位置信息
5. }
6. public void onProviderDisabled(String provider){
7. updateWithNewLocation(null);//更新位置信息
8. }
9. public void onProviderEnabled(String provider){ }
10. public void onStatusChanged(String provider, int status,Bundle extras){ }
11. };
12. //更新位置信息
13. private void updateWithNewLocation(Location location) {
14. if (location != null) {
15. //获取经纬度
16. double lat = location.getLatitude();
17. double lng = location.getLongitude();
18. }
19. //添加侦听
20. locationManager.requestLocationUpdates(provider, 2000, 10,locationListener);

2.3.3接口和类分析

下面对相关的类或接口进行分析，LocationManager的代码文件位于： frameworks/base/location/Java/location/LocationManager.java

我们看其构造函数：

1. public LocationManager(ILocationManager service) {
2. mService = service;
3. }

其中mService为ILocationManager接口类型，构造函数的参数为service，外部调用时传入LocationManagerService实例。LocationManager是Android系统的gps位置信息系统服务，在稍后将会对其进行分析。由带参构造函数实例化LocationManager类的方式用得不多，一般用的方式是由getSystemService获得LocationManagerService服务，再强制转换为LocationManager。例如在2.3.2中的代码示例中是这样获取gps服务的：

1. LocationManager locationManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);

这里的Context.LOCATION_SERVICE为”location”，标识gps服务。

LocationManagerService服务是整个GpsFramework的核心，首先看它是如何加载的，代码文件位于：frameworks/base/services/java/com/android/server/systemserver.java

1. …//省略其他代码
2. LocationManagerService location = null;
3. …//省略其他代码
4. try {
5. Slog.i(TAG, "Location Manager");
6. location = new LocationManagerService(context);
7. ServiceManager.addService(Context.LOCATION_SERVICE, location);
8. } catch (Throwable e) {
9. Slog.e(TAG, "Failure starting Location Manager", e);
10. }

此处向ServiceManger系统服务管理器注册了新的服务，其名称为”location”，类型为LocationManagerService。注册此服务后，Java应用程序可通过ServiceManager获得LocationManagerService的代理接口ILocationManager.Stub，从而调用LocationManagerService提供的接口函数。ILocationManager位于：

frameworks/base/location/java/location/ILocationManager.aidl，其代码如下：

1. /**
2. * System private API for talking with the location service.
3. *
4. * {@hide}
5. */
6. interface ILocationManager
7. {
8. List<String> getAllProviders();
9. List<String> getProviders(in Criteria criteria, boolean enabledOnly);
10. String getBestProvider(in Criteria criteria, boolean enabledOnly);
11. boolean providerMeetsCriteria(String provider, in Criteria criteria);
12. void requestLocationUpdates(String provider, in Criteria criteria, long minTime, float minDistance,
13. boolean singleShot, in ILocationListener listener);
14. void requestLocationUpdatesPI(String provider, in Criteria criteria, long minTime, float minDistance,
15. boolean singleShot, in PendingIntent intent);
16. void removeUpdates(in ILocationListener listener);
17. void removeUpdatesPI(in PendingIntent intent);
18. boolean addGpsStatusListener(IGpsStatusListener listener);
19. void removeGpsStatusListener(IGpsStatusListener listener);
20. // for reporting callback completion
21. void locationCallbackFinished(ILocationListener listener);
22. boolean sendExtraCommand(String provider, String command, inout Bundle extras);
23. void addProximityAlert(double latitude, double longitude, float distance,
24. long expiration, in PendingIntent intent);
25. void removeProximityAlert(in PendingIntent intent);
26. Bundle getProviderInfo(String provider);
27. boolean isProviderEnabled(String provider);
28. Location getLastKnownLocation(String provider);
29. // Used by location providers to tell the location manager when it has a new location.
30. // Passive is true if the location is coming from the passive provider, in which case
31. // it need not be shared with other providers.
32. void reportLocation(in Location location, boolean passive);
33. boolean geocoderIsPresent();
34. String getFromLocation(double latitude, double longitude, int maxResults,
35. in GeocoderParams params, out List<Address> addrs);
36. String getFromLocationName(String locationName,
37. double lowerLeftLatitude, double lowerLeftLongitude,
38. double upperRightLatitude, double upperRightLongitude, int maxResults,
39. in GeocoderParams params, out List<Address> addrs);
40. void addTestProvider(String name, boolean requiresNetwork, boolean requiresSatellite,
41. boolean requiresCell, boolean hasMonetaryCost, boolean supportsAltitude,
42. boolean supportsSpeed, boolean supportsBearing, int powerRequirement, int accuracy);
43. void removeTestProvider(String provider);
44. void setTestProviderLocation(String provider, in Location loc);
45. void clearTestProviderLocation(String provider);
46. void setTestProviderEnabled(String provider, boolean enabled);
47. void clearTestProviderEnabled(String provider);
48. void setTestProviderStatus(String provider, int status, in Bundle extras, long updateTime);
49. void clearTestProviderStatus(String provider);
50. // for NI support
51. boolean sendNiResponse(int notifId, int userResponse);
52. }

android系统通过ILocationManager.aidl文件自动生成IlocationManager.Stub代理接口，在Java客户端获取LocationManagerService的方式如下：

1. ILocationManager mLocationManager;
2. IBinder b = ServiceManager.getService(Context.LOCATION_SERVICE);
3. mLocationManager = IlocationManager.Stub.asInterface(b);

客户端通过mLocationManager即可操作LocationMangerService继承自ILocationManager.Stub的的公共接口。之前提到了通过getSystemSerivice方式也可以获得LocationManagerService，但getSystemService()返回的是Object，必须转换为其他接口，我们可以看到之前的是强制转换为LocationManager类型，而此处由ServiceManager.getService返回IBinder接口，再通过ILocationManager.Stub转换为ILocationManager类型，是更加规范的做法。

LocationMangerService的代码文件位于：

frameworks/base/services/java/com/android/server/LocationMangerService.java

我们首先看其中的systemReady()函数

1. void systemReady() {
2. // we defer starting up the service until the system is ready
3. Thread thread = new Thread(null, this, "LocationManagerService");
4. thread.start();
5. }

此处启动自身服务线程，因LocationMangerService继承自Runnable接口，当启动此线程后，会执行继承自Runnable接口的run()函数，我们看run()函数的定义：

1. public void run()
2. {
3. Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
4. Looper.prepare();
5. mLocationHandler = new LocationWorkerHandler();
6. initialize();
7. Looper.loop();
8. }

此处调用了initialize()进行初始化，initialize()函数定义如下：

1. private void initialize() {
2. //...省略其他代码
3. loadProviders();
4. //...省略其他代码
5. }

此处调用了loadProviders()函数，loadProviders()函数调用了_loadProvidersLocked()，其代码如下：

1. private void _loadProvidersLocked() {
2. // Attempt to load "real" providers first
3. if (GpsLocationProvider.isSupported()) {
4. // Create a gps location provider
5. GpsLocationProvider gpsProvider = new GpsLocationProvider(mContext, this);
6. mGpsStatusProvider = gpsProvider.getGpsStatusProvider();
7. mNetInitiatedListener = gpsProvider.getNetInitiatedListener();
8. addProvider(gpsProvider);
9. mGpsLocationProvider = gpsProvider;
10. }
11. // create a passive location provider, which is always enabled
12. PassiveProvider passiveProvider = new PassiveProvider(this);
13. addProvider(passiveProvider);
14. mEnabledProviders.add(passiveProvider.getName());
15. // initialize external network location and geocoder services
16. if (mNetworkLocationProviderPackageName != null) {
17. mNetworkLocationProvider =
18. new LocationProviderProxy(mContext, LocationManager.NETWORK_PROVIDER,
19. mNetworkLocationProviderPackageName, mLocationHandler);
20. addProvider(mNetworkLocationProvider);
21. }
22. if (mGeocodeProviderPackageName != null) {
23. mGeocodeProvider = new GeocoderProxy(mContext, mGeocodeProviderPackageName);
24. }
25. updateProvidersLocked();
26. }

在这里对GpsLocationProvider和NetworkLocationProvider类作了初始化，并添加到provider集合中。GpsLocationProvider和NetworkLocationProvider继承自LocationProviderInterface接口，分别代表两种位置提供者(LocationProvider)：

（1）LocationManager.GPS_PROVIDER：GPS模式，精度比较高，但是慢而且消耗电力，而且可能因为天气原因或者障碍物而无法获取卫星信息，另外设备可能没有GPS模块（2）LocationManager.NETWORK_PROVIDER：通过网络获取定位信息，精度低，耗电少，获取信息速度较快，不依赖GPS模块。

Android提供criteria类，可根据当前设备情况动态选择位置提供者。我们在之前2.3.2的代码示例中，有这样一句代码：

1. // 获得当前的位置提供者
2. String provider = locationManager.getBestProvider(criteria, true);

getBestProvider其实是根据Criteria的条件遍历mProviders集合，返回符合条件的provider名称。我们再看GpsLocationProvider的实现，其代码文件位于：

frameworks/base/services/java/com/android/server/location/GpsLocationProvider.java

在GpsLocationProvider的构造函数中：

1. public GpsLocationProvider(Context context, ILocationManager locationManager) {
2. //...省略部分代码
3. IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
4. intentFilter.addAction(Intents.DATA_SMS_RECEIVED_ACTION);
5. intentFilter.addDataScheme("sms");
6. intentFilter.addDataAuthority("localhost","7275");
7. context.registerReceiver(mBroadcastReciever, intentFilter);
8. intentFilter = new IntentFilter();
9. intentFilter.addAction(Intents.WAP_PUSH_RECEIVED_ACTION);
10. try {
11. intentFilter.addDataType("application/vnd.omaloc-supl-init");
12. } catch (IntentFilter.MalformedMimeTypeException e) {
13. Log.w(TAG, "Malformed SUPL init mime type");
14. }
15. context.registerReceiver(mBroadcastReciever, intentFilter);
16. //...省略部分代码
17. // wait until we are fully initialized before returning
18. mThread = new GpsLocationProviderThread();
19. mThread.start();
20. while (true) {
21. try {
22. mInitializedLatch.await();
23. break;
24. } catch (InterruptedException e) {
25. Thread.currentThread().interrupt();
26. }
27. }
28. }

这里注册了广播接受者mBroadcastReciever，用于接收广播消息，消息过滤在intentFilter中定义。下面看它接收广播消息时的动作：

1. private final BroadcastReceiver mBroadcastReciever = new BroadcastReceiver() {
2. @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
3. String action = intent.getAction();
4. if (action.equals(ALARM_WAKEUP)) {
5. if (DEBUG) Log.d(TAG, "ALARM_WAKEUP");
6. startNavigating(false);
7. } else if (action.equals(ALARM_TIMEOUT)) {
8. if (DEBUG) Log.d(TAG, "ALARM_TIMEOUT");
9. hibernate();
10. } else if (action.equals(Intents.DATA_SMS_RECEIVED_ACTION)) {
11. checkSmsSuplInit(intent);
12. } else if (action.equals(Intents.WAP_PUSH_RECEIVED_ACTION)) {
13. checkWapSuplInit(intent);
14. }
15. }
16. };

当接收ALARM_EAKEUP时，执行startNavigating函数，当接收到ALARM_TIMEOUT广播时，执行hibernate函数。这两个函数很关键，下面看他们的实现：

1. private void startNavigating(boolean singleShot) {
2. //...省略部分代码
3. if (!native_set_position_mode(mPositionMode, GPS_POSITION_RECURRENCE_PERIODIC,
4. interval, 0, 0)) {
5. mStarted = false;
6. Log.e(TAG, "set_position_mode failed in startNavigating()");
7. return;
8. }
9. if (!native_start()) {
10. mStarted = false;
11. Log.e(TAG, "native_start failed in startNavigating()");
12. return;
13. }
14. //...省略部分代码
15. }

看到没有，这里调用了native_set_position_mode和native_start方法，而这些方法正是我们之前在JNI适配层提到的注册的本地方法。同样的，hibernate函数调用了JNI提供的native_stop方法。我们再看GpsLocationProvider的内部私有函数：

可以看到所有这些本地方法，都是在JNI层注册的，GpsLocationProvider类是从JNI层到Framework层的通道。

下面回到LocationManagerService，分析如何获取最新的位置信息(Location)，获取最新的location的函数是getLastKnownLocation，其实现如下：

1. private Location _getLastKnownLocationLocked(String provider) {
2. checkPermissionsSafe(provider);
3. LocationProviderInterface p = mProvidersByName.get(provider);
4. if (p == null) {
5. return null;
6. }
7. if (!isAllowedBySettingsLocked(provider)) {
8. return null;
9. }
10. return mLastKnownLocation.get(provider);
11. }

这里mLastKnownLocation类型为HashMap<String,Location>，所以mLastKnownLocation.get(provider)表示通过provider的名称在哈希字典中获取相应的location，那么这些location是什么时候被存入到哈希字典中的呢？

我们回到LocationManagerService的run函数：

1. public void run()
2. {
3. Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
4. Looper.prepare();
5. mLocationHandler = new LocationWorkerHandler();
6. initialize();
7. Looper.loop();
8. }

这里对类型为LocationWorkerHandler的变量进行初始化，LocationWorkerHandler是在LocationManagerService的一个内部类，它继承自Handler类，Handler是Android系统用于应用程序内部通信的组件，内部通信指同个进程的主线程与其他线程间的通信，Handler通过Message或Runnable对象进行通信。我们继续看LocationWorkerHandler的实现：

1. private class LocationWorkerHandler extends Handler {
2. @Override
3. public void handleMessage(Message msg) {
4. try {
5. if (msg.what == MESSAGE_LOCATION_CHANGED) {
6. // log("LocationWorkerHandler: MESSAGE_LOCATION_CHANGED!");
7. synchronized (mLock) {
8. Location location = (Location) msg.obj;
9. String provider = location.getProvider();
10. boolean passive = (msg.arg1 == 1);
11. if (!passive) {
12. // notify other providers of the new location
13. for (int i = mProviders.size() - 1; i >= 0; i--) {
14. LocationProviderInterface p = mProviders.get(i);
15. if (!provider.equals(p.getName())) {
16. p.updateLocation(location);
17. }
18. }
19. }
20. if (isAllowedBySettingsLocked(provider)) {
21. handleLocationChangedLocked(location, passive);
22. }
23. }
24. } else if (msg.what == MESSAGE_PACKAGE_UPDATED) {
25. //...省略部分代码
26. }
27. }
28. } catch (Exception e) {
29. // Log, don't crash!
30. Slog.e(TAG, "Exception in LocationWorkerHandler.handleMessage:", e);
31. }
32. }
33. }

这里重写Handle类的handleMessage方法，处理用Handle接收的Message对象消息。当接受到位置信息变化的消息MESSAGE_LOCATION_CHANGED时，调用p.updateLocationhandleLocationChangedLocked方法，其实现如下：

1. private void handleLocationChangedLocked(Location location, boolean passive) {
2. //...省略部分代码
3. // Update last known location for provider
4. Location lastLocation = mLastKnownLocation.get(provider);
5. if (lastLocation == null) {
6. mLastKnownLocation.put(provider, new Location(location));
7. } else {
8. lastLocation.set(location);
9. }
10. //...省略部分代码
11. }

可以看到是在handleLocationChangedLocked函数中实现对lastknownlocation的更新的，那么在LocationWorkerHandler类中处理的MESSAGE_LOCATION_CHANGED消息是谁发送出来的呢？答案是在LocationManagerService类的reportLocation函数中：

1. public void reportLocation(Location location, boolean passive) {
2. if (mContext.checkCallingOrSelfPermission(INSTALL_LOCATION_PROVIDER)
3. != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
4. throw new SecurityException("Requires INSTALL_LOCATION_PROVIDER permission");
5. }
6. mLocationHandler.removeMessages(MESSAGE_LOCATION_CHANGED, location);
7. Message m = Message.obtain(mLocationHandler, MESSAGE_LOCATION_CHANGED, location);
8. m.arg1 = (passive ? 1 : 0);
9. mLocationHandler.sendMessageAtFrontOfQueue(m);
10. }

此处构造了新的Message对象，然后发送到消息队列的首位置。在GpsLocationProvider类的reportLocation函数中，有这样一段代码：

1. try     {
2. mLocationManager.reportLocation(mLocation, false);
3. } catch (RemoteException e) {
4. Log.e(TAG, "RemoteException calling reportLocation");
5. }

所以实际是由GpsLocationProvider主动调用LocationManagerService的reportLocation方法，从而更新最新的位置信息。

实际上，GpsLocationoProvider的reportLocation对应了硬件适配层中的GpsCallbacks结构体中的回调函数gps_location_callback

1. /** Callback with location information. 向上层传递GPS位置信息
2. *  Can only be called from a thread created by create_thread_cb.
3. */
4. typedef void (* gps_location_callback)(GpsLocation* location);

那么GpsLocationProvider中的reportLocation函数是如何与GpsCallbacks的gps_location_callback挂钩的呢？我们回到JNI适配层的代码文件：

frameworks/base/services/jni/com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp

其中定义的GetGpsInterface函数：

1. static const GpsInterface* GetGpsInterface(JNIEnv* env, jobject obj) {
2. // this must be set before calling into the HAL library
3. if (!mCallbacksObj)
4. mCallbacksObj = env->NewGlobalRef(obj);
5. if (!sGpsInterface) {
6. sGpsInterface = get_gps_interface();
7. if (!sGpsInterface || sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks) != 0) {
8. sGpsInterface = NULL;
9. return NULL;
10. }
11. }
12. return sGpsInterface;
13. }

这里面的sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks)调用了GpsInterface的init回调函数，即初始化GpsCallbacks结构体变量sGpsCallbacks，sGpsCallbacks定义如下：

1. GpsCallbacks sGpsCallbacks = {
2. sizeof(GpsCallbacks),
3. location_callback,
4. status_callback,
5. sv_status_callback,
6. nmea_callback,
7. set_capabilities_callback,
8. acquire_wakelock_callback,
9. release_wakelock_callback,
10. create_thread_callback,
11. };

我们再次看GpsCallbacks的定义（其代码文件在硬件适配层的头文件gps.h中）：

1. typedef struct {
2. size_t      size;
3. gps_location_callback location_cb;
4. gps_status_callback status_cb;
5. gps_sv_status_callback sv_status_cb;
6. gps_nmea_callback nmea_cb;
7. gps_set_capabilities set_capabilities_cb;
8. gps_acquire_wakelock acquire_wakelock_cb;
9. gps_release_wakelock release_wakelock_cb;
10. gps_create_thread create_thread_cb;
11. } GpsCallbacks;

比较sGpsCallbacks与GpsCallbacks，可以看到location_callback与gps_location_callback对应。再看location_callback函数的定义：

1. static void location_callback(GpsLocation* location)
2. {
3. JNIEnv* env = AndroidRuntime::getJNIEnv();
4. env->CallVoidMethod(mCallbacksObj, method_reportLocation, location->flags,
5. (jdouble)location->latitude, (jdouble)location->longitude,
6. (jdouble)location->altitude,
7. (jfloat)location->speed, (jfloat)location->bearing,
8. (jfloat)location->accuracy, (jlong)location->timestamp);
9. checkAndClearExceptionFromCallback(env, __FUNCTION__);
10. }

这里面利用JNI调用了Java语言的方法method_reportLocation，method_reportLocation是一个jmethodID变量，表示一个由Java语言定义的方法。下面我们看method_reportLocation的赋值代码：

1. static void android_location_GpsLocationProvider_class_init_native(JNIEnv* env, jclass clazz) {
2. method_reportLocation = env->GetMethodID(clazz, "reportLocation", "(IDDDFFFJ)V");
3. //...省略部分代码
4. }

这里表示method_reportLocation指向Java类clazz里的方法reportLocation，那么这个Java类clazz是不是表示GpsLocationProvider呢？我们找到注册JNI方法的方法表：

1. tatic JNINativeMethod sMethods[] = {
2. /* name, signature, funcPtr */
3. {"class_init_native", "()V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native},
4. //...省略部分代码
5. }

这里说明_GpsLocationProvider_class_init_native对应的native方法名称是class_init_native，下面我们只要确定在Java中的某个类A调用了class_init_native方法，即可以说明A类的reportLocation函数是GpsCallbacks的回调函数。

我们回到GpsLocationProvider的代码文件：

frameworks/base/services/java/com/android/server/location/GpsLocationProvider.java

其中有一段代码：

1. static { class_init_native(); }

说明是在GpsLocationProvider中调用了class_init_native方法，从而说明GpsLocationProvider的reportLocation函数是GpsCallbacks的回调函数，即当Gps设备的位置信息发生变化时，它调用GpsLocationProvider的回调函数reportLocation，继而调用LocationManagerService的reportLocation函数，从而更新应用层的位置信息。