Android与LinuxWord格式.docx
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它基于ARM构架增加的Gold-Fish平台,以及yaffs2FLASH文件系统等。
4.Android专有的驱动程序
除了上面这些不同点之外,Android还对Linux设备驱动进行了增强,主要如下所示。
1)AndroidBinder基于OpenBinder框架的一个驱动,用于提供Android平台的进程间通信(InterProcessCommunication,IPC)功能。
源代码位于drivers/staging/android/binder.c。
2)Android电源管理(PM)一个基于标准Linux电源管理系统的轻量级Android电源管理驱动,针对嵌入式设备做了很多优化。
源代码位于:
kernel/power/earlysuspend.c
kernel/power/consoleearlysuspend.c
kernel/power/fbearlysuspend.c
kernel/power/wakelock.c
kernel/power/userwakelock.c
3)低内存管理器(LowMemoryKiller)比Linux的标准的OOM(OutOfMemory)机制更加灵活,它可以根据需要杀死进程以释放需要的内存。
源代码位于drivers/staging/Android/lowmemorykiller.c。
4)匿名共享内存(Ashmem)为进程间提供大块共享内存,同时为内核提供回收和管理这个内存的机制。
源代码位于mm/ashmem.c。
5)AndroidPMEM(Physical)PMEM用于向用户空间提供连续的物理内存区域,DSP和某些设备只能工作在连续的物理内存上。
源代码位于drivers/misc/pmem.c。
6)AndroidLogger一个轻量级的日志设备,用于抓取Android系统的各种日志。
源代码位于drivers/staging/android/logger.c。
7)AndroidAlarm提供了一个定时器,用于把设备从睡眠状态唤醒,同时它还提供了一个即使在设备睡眠时也会运行的时钟基准。
源代码位于drivers/rtc/alarm.c。
8)USBGadget驱动一个基于标准LinuxUSBgadget驱动框架的设备驱动,Android的USB驱动是基于gaeget框架的。
源代码位于drivers/usb/gadget/。
9)AndroidRamConsole为了提供调试功能,Android允许将调试日志信息写入一个被称为RAMConsole的设备里,它是一个基于RAM的Buffer。
源代码位于drivers/staging/android/ram_console.c。
10)Androidtimeddevice提供了对设备进行定时控制的功能,目前支持vibrator和LED设备。
源代码位于drivers/staging/android/timed_output.c(timed_gpio.c)。
11)Yaffs2文件系统Android采用Yaffs2作为MTDnandflash文件系统,源代码位于fs/yaffs2/目录下。
Yaffs2是一个快速稳定的应用于NAND和NORFlash的跨平台的嵌入式设备文件系统,同其他Flash文件系统相比,Yaffs2能使用更小的内存来保存其运行状态,因此它占用内存小。
Yaffs2的垃圾回收非常简单而且快速,因此能表现出更好的性能。
Yaffs2在大容量的NANDFlash上的性能表现尤为突出,非常适合大容量的Flash存储。
上面这些要点足以说明Android不是Linux。
看来,只要把Linux内核编程学好,想要做Android底层开发工作入门还是比较轻松的。
在这里先总体浏览一下Android对Linux内核进行了哪些改动,在以后对Android做移植时就需要对这些改动加以调整了。
1、Goldfish
Android模拟器通过运行一个Goldfish的虚拟CPU.Goldfish来运行arm926t指令集(arm926t属于armv5构架),并且仿真了输入/输出,比如键盘输入和LCD输出。
这个模拟器其实是在qemu之上开发的,输入/输出是基于libSDL的。
既然Goldfish是被模拟器运行的虚拟CPU,那么当Android在真实的硬件设备上运行时,我们就需要去掉它,因此,只有知道Google对Goldfish做了哪些具体改动之后才能正确地去掉。
据统计,Android内核对Goldfish的改动主要涉及44个文件,具体汇总如下。
这里被改动的文件前面加了Chg标记,在新增的文件前面加了New标记。
1、Chg:
arch/arm/Makefile添加CONFIG_ARCH_GOLDFISH
2、New:
arch/arm/configs/goldfish_defconfig默认配置文件
3、New:
arch/arm/mach-goldfish/Kconfig为GoldfishCPU添加Kernel配置文件
4、New:
arch/arm/mach-goldfish/Makefile添加board-goldfish.o
5、New:
arch/arm/mach-goldfish/Makefile.boot为GoldfishCPU进行启动配置
6、New:
arch/arm/mach-goldfish/audio.cAudio的输入/输出
7、New:
arch/arm/mach-goldfish/board-goldfish.c中断请求、输入/输出等
8、New:
arch/arm/mach-goldfish/pdev_bus.c设备总线
9、New:
arch/arm/mach-goldfish/pm.c电源管理
10、New:
arch/arm/mach-goldfish/switch.cSwitch控制
11、New:
arch/arm/mach-goldfish/timer.c获取和设置时间
12、Chg:
arch/arm/mm/Kconfig添加ARCH_GOLDFISH到支持列表
13、Chg:
drivers/char/Makefile添加goldfish_tty
14、New:
drivers/char/goldfish_tty.cTTY驱动
15、Chg:
drivers/input/keyboard/Kconfig为Goldfish的键盘事件添加配置文件
16、Chg:
drivers/input/keyboard/Makefile添加goldfish_events事件
17、New:
drivers/input/keyboard/goldfish_events.cGoldfish键盘驱动
18、Chg:
drivers/mmc/host/Kconfig添加Kernel配置选项GoldfishMMC卡
19、Chg:
drivers/mmc/host/Makefile添加GoldfishMMC卡驱动
20、New:
drivers/mmc/host/goldfish.c多媒体驱动
21、Chg:
drivers/mtd/devices/Kconfig为Goldfish的NANDflashdevice添加Kernel配置选项
22、Chg:
drivers/mtd/devices/Makefile添加goldfish_nand
23、New:
drivers/mtd/devices/goldfish_nand.cNANDflash驱动
24、New:
drivers/mtd/devices/goldfish_nand_reg.hNANDflash驱动
25、Chg:
drivers/power/Kconfig为Goldfish的battery(电池)驱动添加kernel配置选项
26、Chg:
drivers/power/Makefile添加Goldfish电池
27、New:
drivers/power/goldfish_battery.c能源和电池状态驱动
28、Chg:
drivers/rtc/Kconfig为Goldfish的rtc(时钟)驱动添加Kernel配置选项
29、Chg:
drivers/rtc/Makefile添加rtc-goldfish
30、New:
drivers/rtc/rtc-goldfish.c实时时钟驱动
31、Chg:
drivers/video/Kconfig添加Goldfish的framebuffer
32、Chg:
drivers/video/Makefile添加Goldfish的framebuffer
33、New:
drivers/video/goldfishfb.cframebuffer驱动
34、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/dma.h
35、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/entry-macro.S
36、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/hardware.h
37、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/io.h
38、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/irqs.h
39、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/memory.h
40、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/system.h
41、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/timer.h
42、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/timex.h
43、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/uncompress.h
44、New:
include/asm-arm/arch-goldfish/vmalloc.h
2、YAFFS2
不同于PC机(文件是存储在硬盘上的),手机使用FLASH作为存储介质。
HTC的G1使用的是NANDFLASH——这种存储目前已经相当普及了,而且种类也颇多(如SLC、MLC等),存储密度也越来越高(已经出现几十GB大小的NANDFLASH),价格也越来越低。
YAFFS2是专门用在FLASH上的文件系统,YAFFS2是“YetAnotherFlashFileSystem,2ndedition”的缩写。
YAFFS2为Linux内核提供了一个高效访问NANDFLASH的接口。
但是NANDFLASH的支持并不包含在标准的2.6.25内核中,所以Google在其中添加了对NANDFLASH的支持。
据统计,为了支持YAFFS2,Google一共改动和增加了以下35个文件:
fs/Kconfig添加YAFFS配置
2、Chg:
fs/Makefile添加YAFFS
以下为新增的YAFFS2:
1、New:
fs/yaffs2/Kconfig18New:
fs/yaffs2/yaffs_mtddif2.h
fs/yaffs2/Makefile19New:
fs/yaffs2/yaffs_nand.c
fs/yaffs2/devextras.h20New:
fs/yaffs2/yaffs_nand.h
fs/yaffs2/moduleconfig.h21New:
fs/yaffs2/yaffs_nandemul2k.h
fs/yaffs2/yaffs_checkptrw.c22New:
fs/yaffs2/yaffs_packedtags1.c
fs/yaffs2/yaffs_checkprtw.h23New:
fs/yaffs2/yaffs_packedtags1.h
fs/yaffs2/yaffs_ecc.c24New:
fs/yaffs2/yaffs_packedtags2.c
fs/yaffs2/yaffs_ecc.h25New:
fs/yaffs2/yaffs_packedtags2.h
fs/yaffs2/yaffs_fs.c26New:
fs/yaffs2/yaffs_qsort.c
fs/yaffs2/yaffs_getblockinfo.h27New:
fs/yaffs2/yaffs_qsort.h
fs/yaffs2/yaffs_guts.c28New:
fs/yaffs2/yaffs_tagscompat.c
12、New:
fs/yaffs2/yaffs_guts.h29New:
fs/yaffs2/yaffs_tagscompat.h
13、New:
fs/yaffs2/yaffs_mtdif.c30New:
fs/yaffs2/yaffs_tagsvaliditiy.c
fs/yaffs2/yaffs_mtdif.h31New:
fs/yaffs2/yaffs_tagsvalidity.h
15、New:
fs/yaffs2/yaffs_mtddif1.c32New:
fs/yaffs2/yaffsinterface.h
16、New:
fs/yaffs2/yaffs_mtddif1.h33New:
fs/yaffs2/yportenv.h
fs/yaffs2/yaffs_mtddif2.c
3、蓝牙
在蓝牙通信协议栈里Google修改了10个文件。
这些改动修复了一些与蓝牙耳机相关的明显的Bug,以及一些与蓝牙调试和访问控制相关的函数,具体如下所示。
drivers/bluetooth/Kconfig添加HCIUARTDebug
drivers/bluetooth/hci_II.c如果HCIUARTDebug定义在Kernel配置中,则添加BT_DBG()宏
3、Chg:
net/bluetooth/Kconfig添加配置选项L2CAP,HCI_CORE,HCI_SOCK,以及通用接口和语音
4、Chg:
net/bluetooth/af_bluetooth.c如果CONFIG_Android_PARANOID_NETWORK被定义,则添加蓝牙功能的安全检查
5、Chg:
net/bluetooth/hci_event.c修正蓝牙的加密Bug和增加语音的支持
6、Chg:
net/bluetooth/rfcomm/core.c修正Bug
7、Chg:
net/bluetooth/rfcomm/sock.c修复Bug
8、Chg:
net/bluetooth/sco.c禁用SCO链接
9、Chg:
include/net/bluetooth/hci_core.h禁用LMP_ESCO
10、Chg:
include/net/bluetooth/rfcomm.h在rfcomm_dlc中添加“out”参数
4、调度器(Scheduler)
Android内核还修改了与进程调度和时钟相关的策略。
只改动了5个文件,如下:
kernel/sched.c添加NORMALIZED_SLEEPER
kernel/sched_fair.c修改内核的调度方式
kernel/softirq.c修改为CPU调度
kernel/time/tick-sched.c修改为CPU调度
include/linux/tick.h如果CONFIG_NO_HZ被定义,则添加tick_nohz_update_stopped_sched_tick()
5、Android新增的驱动
Android在Linux的基础上新增了许多特有的驱动,如下所示。
1)IPCBinder一种IPC(进程间通信)机制。
它的进程能够为其他进程提供服务——通过标准的Linux系统调用API。
IPCBinder的概念起源于一家名为Be.Inc的公司,在Google之前就已经被Palm软件采用了。
2)LowMemoryKiller其实内核里已经有一个类似的功能,名称为oomkiller(outofmemorykiller)。
当内存不够的时候,该策略会试图结束一个进程。
3)Ashmem匿名共享内存。
该功能使得进程间能够共享大块的内存。
比如说,系统可以使用Ashmem保存一些图标,多个应用程序可以访问这个共享内存来获取这些图标。
Ashmem为内核提供了一种回收这些使用完的共享内存块的方法,如果某个进程试图访问这些已经被回收的内存块,它将会得到错误的返回值,以便它重新进行内存块分配和数据初始化。
4)RAMConsoleandLogDevice为了调试方便,Android添加了一个功能,使调试信息可以输入到一个内存块中。
此外,Android还添加了一个独立的日志模块,这样用户空间的进程就能够读写日志消息,以及调试打印信息等。
5)AndroidDebugBridge嵌入式设备的调试的确比较麻烦,为了便于调试,Google设计了这个调试工具,可以简称为ADB,使用USB作为连接方式,ADB可以看做是连接Android设备和PC机的一套协议。
除了这些主要的功能之外,Android还增加了诸如real-timeclock、switch、timedGPIO等功能,所有这些改动和增加包含在以下28个文件之中。
drivers/Kconfig进入配置文件
drivers/Makefile添加switch,驱动等
drivers/Android/Kconfig添加BINDER_IPC、POWER、POWER_STAT、POWER_ALARM、LOGGER、RAM_CONSOLE、TIMED_GPIO、PARANOID_NETWORK到配置中
drivers/Android/Makefile添加binder.o、power.o、alarm.o、logger.o、ram_console.o、timed_gpio
drivers/Android/alarm.c系统硬件时钟和实时时钟管理
drivers/Android/binder.cIPC机制(Binder)
drivers/Android/logger.cGoogle的日志API
drivers/Android/ram_console.cRAM控制台和日志设备方便调试[1]
drivers/Android/timed_gpio.cGoogle的GPIO定时驱动
drivers/switch/Kconfig为GPIO添加配置选项
drivers/switch/Makefile引入GPIO驱动
drivers/switch/switch_class.c
drivers/switch/switch_gpio.c
14、Chg:
drivers/usb/gadget/Kconfig添加ADB配置选项
drivers/usb/gadget/Makefile编译ADB所需的配置选项
drivers/usb/gadget/Android_adb.cADB驱动
include/linux/Android_aid.h添加AIDs、INET、networking
18、New:
include/linux/Android_alarm.h时钟功能设置
19、New:
include/linux/Android_timed_gpio.hGPIO结构体
include/linux/ashmem.hAndroid共享内存
21、New:
include/linux/binder.hBinderIPCAPI定义
22、New:
include/linux/logger.hLogger定义
include/linux/switch.hGPIOswitch接口
24、Chg:
mm/Makefile添加ashmem.o
25、New:
mm/ashmem.c内存共享实现
drivers/misc/Kconfig添加LOW_MEMORY_KILLER配置选项
27、Chg:
drivers/misc/Makefile添加lowmemorykiller.c
28、New:
drivers/misc/lowmemorykiller.c当内存过低时,选择并结束进程
6、电源管理
电源管理(PowerManagement)对于移动设备来说相当重要,也是最为复杂和开发难度最高的一个功能。
Google添加了一个新的电源管理系统,不包含原有的apm和dpm等。
这项改动主要涉及以下5个文件:
include/linux/Android
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