Android 系統開發學習雜記(轉)

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http://blog.csdn.net/shagoo/article/details/6709430

> 開發環境
1、安裝 Eclipse 和 android-sdk 並解壓安裝
2、Eclipse 安裝 AVD 外掛程式 https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/ 並配置 SDK Location
3、開啟 SDK Manager 安裝 android packages 並配置 Virtual device（比如名為：Android_2.2）
4、啟動 Virtual device，執行：emulator.exe -avd Android_2.2，或者直接從 Eclipse 啟動

> 安裝程式
1、安裝：adb install xxx.apk
2、重裝：adb install -r xxx.apk
3、卸載：adb uninstall com.android.xxx
程式安裝位置為：/data/app/，設定檔在/data/data下

> 系統磁碟分割
# adb shell
# mount
rootfs / rootfs ro 0 0
tmpfs /dev tmpfs rw,mode=755 0 0
devpts /dev/pts devpts rw,mode=600 0 0
proc /proc proc rw 0 0
sysfs /sys sysfs rw 0 0
none /acct cgroup rw,cpuacct 0 0
tmpfs /mnt/asec tmpfs rw,mode=755,gid=1000 0 0
none /dev/cpuctl cgroup rw,cpu 0 0
/dev/block/mtdblock0 /system yaffs2 ro 0 0
/dev/block/mtdblock1 /data yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0
/dev/block/mtdblock2 /cache yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0
/dev/block/vold/179:0 /mnt/sdcard vfat rw,dirsync,nosuid,nodev,noexec,uid=1000,gid=1015,fmask=0702,dmask=0702,allow_utime=0020,codepage=cp437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,utf8,errors=remount-ro 0 0
/dev/block/vold/179:0 /mnt/secure/asec vfat rw,dirsync,nosuid,nodev,noexec,uid=1000,gid=1015,fmask=0702,dmask=0702,allow_utime=0020,codepage=cp437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,utf8,errors=remount-ro 0 0
tmpfs /mnt/sdcard/.android_secure tmpfs ro,size=0k,mode=000 0 0
以上就是 Android 系統的分區結構，可見其掛載方式和 Linux 非常類似，熟悉 Linux 的朋友應該能很容易的看出這些分區的作用大概是什麼。其中需要說明一下的可能是 /dev/block/mtdblock* 這幾個核心分區（寫入 ROM 的），他們都是使用 yaffs2 檔案系統（基於 FLASH 儲存），其中是 /system 這個分區只有特殊的 ro 唯讀許可權，由此可見 Android 在安全性設計方面所下的一些功夫。另外 /dev/block/vold 據說是設計來替代 udev 的功能，主要用於支援一些熱插拔裝置。

> 目錄概覽
# ls -l
dr-x------ root     root              2011-08-18 10:36 config
drwxrwx--- system   cache             2011-06-21 05:32 cache
lrwxrwxrwx root     root              2011-08-18 10:36 sdcard -> /mnt/sdcard
drwxr-xr-x root     root              2011-08-18 10:36 acct
drwxrwxr-x root     system            2011-08-18 10:36 mnt
lrwxrwxrwx root     root              2011-08-18 10:36 d -> /sys/kernel/debug
lrwxrwxrwx root     root              2011-08-18 10:36 etc -> /system/etc
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:06 system
drwxr-xr-x root     root              1970-01-01 00:00 sys
drwxr-x--- root     root              1970-01-01 00:00 sbin
dr-xr-xr-x root     root              1970-01-01 00:00 proc
-rwxr-x--- root     root        12995 1970-01-01 00:00 init.rc
-rwxr-x--- root     root         1677 1970-01-01 00:00 init.goldfish.rc
-rwxr-x--- root     root       107412 1970-01-01 00:00 init
-rw-r--r-- root     root          118 1970-01-01 00:00 default.prop
drwxrwx--x system   system            2011-08-12 06:54 data
drwx------ root     root              2010-01-28 00:59 root
drwxr-xr-x root     root              2011-08-18 10:36 dev
以上是 Android 根目錄下檔案目錄，根據之前的分區結構可以大致看出每個目錄的所處位置和大致功能，以下是幾個重要目錄/檔案的說明：
1、mnt                掛載點目錄
2、etc                系統主要設定檔
3、system            Android 系統檔案
4、sys                Linux 核心檔案
5、proc                運行時檔案
6、init.rc            啟動指令碼
7、default.prop        系統屬性設定檔
8、data                使用者程式目錄
9、dev                裝置檔案

# ls -l /system
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:03 usr
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:07 app
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:05 lib
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:07 etc
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:06 framework
-rw-r--r-- root     root         1532 2010-06-30 20:58 build.prop
drwxr-xr-x root     shell             2010-06-30 21:04 xbin
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:00 tts
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:00 media
drwxr-xr-x root     root              2010-06-30 21:00 fonts
drwxr-xr-x root     shell             2010-06-30 21:04 bin
drw-rw-rw- root     root              2011-08-18 10:36 lost+found
以上是 system 目錄下面的主要檔案目錄下面也簡單介紹一下：
1、usr            使用者檔案夾，包含共用、鍵盤配置、時間地區檔案等
2、app            常規下載的應用程式，這些 apk 包都是受保護的哦
3、lib            系統底層庫，如平台執行階段程式庫等
4、etc            系統的設定檔，比如APN存取點設定等核心配置等
5、framework    Android 系統平台核心 framework 的檔案
6、build.prop    Android 系統屬性設定檔
7、xbin            常用開發工具，比如 tcpdump/sqlite3 等
8、bin            系統工具，比如 ps/cp/pm 等

# ls -l /data
drwx------ root     root              2011-06-22 02:32 property
drwxrwx--t system   misc              2011-06-21 05:32 misc
drwxrwx--x shell    shell             2011-06-21 05:32 local
drwxrwx--x system   system            2011-06-21 05:32 app-private
drwx------ system   system            2011-06-21 05:33 backup
drwxrwxr-x system   system            2011-08-12 06:54 anr
drwxrwx--x system   system            2011-08-20 06:50 app
drwxrwx--x system   system            2011-08-20 06:50 data
drwxr-x--- root     log               2011-06-21 05:32 dontpanic
drwxrwx--x system   system            2011-08-20 06:50 dalvik-cache
drwxrwxr-x system   system            2011-08-22 06:40 system
drwxrwx--- root     root              2011-06-21 05:32 lost+found
可以看到 /data 目錄下結構都和應用有關，這裡我們不做細究了，大家知道一下我們平時安裝的使用者應用/遊戲程式都被安裝在 /data/app 下就可以了。

# set
ANDROID_ASSETS=/system/app
ANDROID_BOOTLOGO=1
ANDROID_DATA=/data
ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE=9,32768
ANDROID_ROOT=/system
ASEC_MOUNTPOINT=/mnt/asec
BOOTCLASSPATH=/system/framework/core.jar:/system/framework/ext.jar:/system/framework/framework.jar:/system/framework/android.policy.jar:/system/framework/services.jar
EXTERNAL_STORAGE=/mnt/sdcard
IFS=‘
‘
LD_LIBRARY_PATH=/system/lib
OPTIND=1
PATH=/sbin:/system/sbin:/system/bin:/system/xbin
PS1=‘# ‘
PS2=‘> ‘
PS4=‘+ ‘
PWD=/
_=/system/xbin
從系統變數我們也可以看到一些系統使用中的重要目錄。

> 進程分析
# ps
USER     PID   PPID  VSIZE  RSS     WCHAN    PC         NAME
root      1     0     312    220   c009b74c 0000ca4c S /init
root      2     0     0      0     c004e72c 00000000 S kthreadd
root      3     2     0      0     c003fdc8 00000000 S ksoftirqd/0
root      4     2     0      0     c004b2c4 00000000 S events/0
... ...
root      27    1     740    196   c0158eb0 afd0d8ac S /system/bin/sh
system    28    1     808    204   c01a94a4 afd0db4c S /system/bin/servicemanager
root      29    1     3736   372   ffffffff afd0e1bc S /system/bin/vold
root      30    1     3716   336   ffffffff afd0e1bc S /system/bin/netd
... ...
system    59    33    183396 25580 ffffffff afd0db4c S system_server
app_0     108   33    134184 14876 ffffffff afd0eb08 S com.android.inputmethod.pinyin
radio     112   33    147300 15804 ffffffff afd0eb08 S com.android.phone
app_25    122   33    149408 19932 ffffffff afd0eb08 S com.android.launcher
system    124   33    136708 13172 ffffffff afd0eb08 S com.android.settings
app_0     148   33    148892 18044 ffffffff afd0eb08 S android.process.acore
... ...
從這裡我們可以看出和 Linux 一樣所有進程的入口都是 init，接下來的系統進程也和 Linux 類似，再接下來就是一些系統的精靈（Native Service），最後是系統重要的應用程式。通過這個列表大家也可以看出 Android 啟動過程的一些端倪。

> 核心對比
Android 核心和標準的 Linux 核心一樣，主要實現記憶體管理、進程調度、處理序間通訊等功能。就最新的 Android 核心代碼版本 cupcake（其中Linux核心版本為2.6.27）的核心源碼樹的根目錄結構看，Android 核心源碼與標準 Linux 核心並無不同，但是經過與標準 Linux 核心原始碼進行詳細對比，可以發現，Android核心與標準Linux核心在檔案系統、處理序間通訊機制、記憶體管理等方面存在不同。
1、檔案系統：
不同於案頭系統與伺服器，行動裝置大多採用的不是硬碟而是採用 Flash 作為儲存介質。因此，Android 核心中增加了標準 Linux 專用於 Flash 的檔案系統 YAFFS2。對 NAND/Flash 晶片有著良好的支援。YAFFS2 是日誌結構的檔案系統，提供了損耗平衡和掉電保護，可以有效地避免意外斷電對檔案系統一致性和完整性的影響。YAFFS2按階層設計，分為檔案管理介面、內部實現層和NAND，簡化了其本身與系統的接 EI 設計，能更方便地整合到系統當中。經過測試證明，YAFFS2 效能比支援 NOR 型快閃記憶體的 JFFS2 檔案系統更加優秀。
2、處理序間通訊機制：
Android 增加了一種進程間的通訊機制 IPC Binder。Binder 通過守護進程 Service Manager 管理系統中的服務，負責進程問的資料交換。各進程通過 Binder 訪問同一塊共用記憶體，以達到資料通訊的機制。從應用程式層的角度看，進程通過訪問資料守護進程擷取用於資料交換的程式架構介面，調用並通過介面共用資料，而其他進程要訪問資料，也只需與程式架構介面進行互動，方便了程式員開發需要互動資料的應用程式。
3、記憶體管理：
在記憶體管理模組，Android 核心採用了一種不同於標準 Linux 核心的低記憶體管理原則。在標準Linux核心當中，使用一種叫做 OOM(Out of Memory) 的低記憶體管理原則；當記憶體不足時，系統檢查所有的進程，並對進程進行限制評分，獲得最高分的進程將被關閉（核心進程除外），而 Android 系統採用的則是一種叫作 LMK(Low Memory Killer) 的機制，這種機制將進程按照重要性進行分級、分組，記憶體不足時，將處於最低層級組的進程關閉。例如，在行動裝置當中，UI介面處於最進階別，所以該進程永遠不會被中止。這樣，在終端使用者看來，系統是穩定啟動並執行。同時，Android 新增加了一種記憶體共用的處理方式 Ashmem(Anonymous Shared Memory 匿名共用記憶體)。通過Ashmem，進程間可以匿名自由共用具名的記憶體塊，這種共用方式在標準 Linux 當中也是不被支援的。
4、電源管理：
由於 Android 主要用於行動裝置，電源管理就顯得尤為重要。因此，在Android核心當中增加了一種新的電源管理策略。目前，Android 採用的是一種較為簡單的電源管理策略，通過開關螢幕、開關螢幕背光、開關鍵盤背光、開關按鈕背光和調整螢幕亮度來實現電源管理，並沒有實現休眠和待機功能。目前有三種途徑判斷調整電源管理策略：RPC調用、電池狀態改變和電源設定。它通過廣播 Intent 或直接調用 API 的方式來與其他模組進行聯絡，電源管理策略同時還有自動關機機制，當電力低於最低可接受程度時，系統將自動關機。另外，Android 的電源管理模組還會根據使用者行為，自動調整螢幕亮度。
5、驅動及其他：
相對於標準核心，Android 核心還添加了字元輸出裝置、映像顯示裝置、鍵盤輸入裝置、RTC 裝置、USBDevice 裝置等相關裝置驅動，增加了日誌(Logger)系統，使應用程式可以訪問日誌訊息，使開發人員獲得更大的自由。

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