Android 嵌入式系统软件开发

1. Android嵌入式系统软件开发 Android Embedded System Software Development 周 庆 国 （zhouqg@lzu.edu.cn） 兰 州 大 学

2. 第二章 Android源码结构分析 2.1源码结构分析Android source 2.2 Android编译系统介绍 2.3 Android 初始化脚本语言介绍

3. 2.1 源码结构分析 总目录 |-- Makefile |-- bionic                (bionic C库) |-- bootable             (启动引导相关代码) |-- build                 (存放系统编译规则及generic等基础开发包配置) |-- cts                  (Android兼容性测试套件标准) |-- dalvik                (dalvik JAVA虚拟机) |-- development     (应用程序开发相关) |-- external              (android使用的一些开源的模组) |-- frameworks       (核心框架——java及C++语言) |-- hardware           (主要保护硬解适配层HAL代码) |-- out                  (编译完成后的代码输出与此目录) |-- packages            (应用程序包) |-- prebuilt              (x86和arm架构下预编译的一些资源) |-- sdk                 (sdk及模拟器） |-- system              (文件系统库、应用及组件——C语言) `-- vendor              (厂商定制代码) 3

4. bionic 目录 |--libc (c库) | |--arch-arm (ARM架构，包含系统调用汇编实现) | |--arch-x86 (x86架构，包含系统调用汇编实现) | |--bionic (由C实现的功能，架构无关) | |--docs (文档) | |--include (头文件) | |--inet (Inet 相关) | |--kernel (Linux内核中的一些头文件) | |--netbsd (nesbsd系统相关) | |--private (一些私有的头文件) | |--stdio (stdio实现) | |--stdlib (stdlib实现) | |--string (string函数实现) | |--tools (几个工具) | |--tzcode (时区相关代码) | |--unistd (unistd实现) | `--zoneifo (时区信息) |-- libdl (libdl实现，dl是动态链接，提供访问动态链接库的功能) 4

5. |--libm (libm数学库的实现) | |--alpha (apaha架构) | |--amd64 (amd64架构) | |--arm (arm架构) | |--bsdsrc (bsd的源码) | |--i386 (i386架构) | |--i387 (i387架构) | |--ia64 (ia64架构) | |--include (头文件) | |--man (数学函数) | |--powerpc (powerpc架构) | |--sparc64 (aparc64架构) | `--src (源代码) |--libstdc++ (libstdc++ C++实现库) | |--include (头文件) | `--src (源代码) |--libthread_db (多线程程序的调试器库) | `--include (头文件) `-- linker (动态链接器) `--arch (支持arm和x86两种架构) 5

6. |--bootloader (适合各种bootloader的通用代码) | `--legacy (估计不能直接使用，可以参考) | |--arch_armv6 (V6架构，几个简单的汇编文件) | |--arch_msm7k (高通7k处理器架构的几个基本驱动) | |--include (通用头文件和高通7k架构头文件) | |--libboot (启动库，都写得很简单) | |--libc (一些常用的C函数) | |--nandwrite (nandwrite函数实现) | `--usbloader (usbloader实现) |-- diskinstaller (android镜像打包器，x86可生产iso) `--recovery (系统恢复相关) |--edify (升级脚本使用的edify脚本语言) |--etc (init.rc恢复脚本) |--minui (一个简单的UI) |--minzip (一个简单的压缩工具) |--mtdutils (mtd工具) |--res (资源) | `--images (一些图片) |--tools (工具) | `--oat (OTA Over The Air Updates升级工具) `-- updater (升级器) 6

7. frameworks 目录 (核心框架----java及C++语言) |-- base (基本内容) | |-- api (xml文件，定义了java的api) | |-- awt (AWT库) | |-- build (空的) | |-- camera (摄像头服务程序库) | |-- cmds (重要命令：am、app_proce等) | |-- core (核心库) | |-- data (字体和声音等数据文件) | |-- docs (文档) | |-- graphics (图形相关) | |-- include (头文件) | |-- keystore (和数据签名证书相关) | |-- libs (库) | |-- location (地区库) | |-- media (媒体相关库) | |-- obex (蓝牙传输库) | |-- opengl (2D-3D加速库) | |-- packages (设置、TTS、VPN程序) | |-- sax (XML解析器) | |-- services (各种服务程序) 7

8. | |--telephony (电话通讯管理) | |--test-runner (测试工具相关) | |--tests (各种测试) | |--tools (一些叫不上名的工具) | |--vpn (VPN) | `--wifi (无线网络) |--opt (可选部分) | |--com.google.android (有个framework.jar) | |--com.google.android.googlelogin (有个client.jar) | `--emoji (standard message elements) `--policies (Product policies are operating system directions aimed at apecific uses) `--base |-- mid (MID设备) `--phone (手机类设备一般用这个，与锁屏有关的代码) 返回首页 8

9. 2.2 Android 编译系统 在build/core中build-system.html中如下阐述： 1. Multiple Targets 2. Non-Recursive Make 3. Rapid Compile-Test Cycles 4. Both Environment and Config File Based Settings 5. Object File Directory / make clean 9

10. Android 编译系统 Android编译系统具有支持多架构（linux-x86、windows、arm等）、多语言（汇编、C、C++、Java等）、多目标、多编译方式。 Android编译系统（build system）集中于Android源码下的build/core下 10

11. Android 编译系统

12. Android 编译系统 main.mk (主控Makefile文件) base_rules.mk (对一些Makefile的变量规则化) config.mk （关于编译参数、编译命令的一些配置） definations.mk （定义了很多编译系统中用到的宏，相当于函数库） Makefile（主要控制生成system.img,ramdisk.img,userdata.img,以及recorvery image，sdk等） Binary.mk ( 控制如何生成目标文件) Clear_vars.mk （清除编译系统中用到的临时变量） Combo/linux-arm.mk (控制如何生成linux-arm二进制文件，包括ARM相关的编译器，编译参数等的设置) Copy_headers.mk （将头文件拷贝到指定目录） 分散于各个目录下的Android.mk (控制生成局部模块的源码，名称所需头文件路径，依赖库等特殊选项) Build/envsetup.mk (编译环境初始化，定义一些实用的shell函数，方便编译使用) 12

13. Android build system的配置部分的主要构成及相互关系 13

14. main.mk l         初始化相关的参数设置(buildspec.mk、 envsetup.mk、config.mk) l         检测编译环境和目标环境 l         决定目标product l         读取product的配置信息及目标平台信息 l         清除输出目录 l         检查版本号 l         读取Board的配置 l         读取所有Module的配置 l         根据配置产生必要的规则(build/core/Makefile) l         生成image 14

15. 不同编译目标对应的文件

16. 不同编译目标对应的脚本关系 16

17. Android.mk写法 (1)首先需要指定LOCAL_PATH变量，用于查找源文件 LOCAL_PATH:=$(call my-dir) (2)Android.mk中可以定义多个编译模块，每个编译模块都是以include $(CLEAR_VARS)开始以include $(BUILD_XXX)结束 17

18. Android.mk语法 include $(CLEAR_VARS)  让GNU MAKEFILE为你清除除LOCAL_PATH以外的所有LOCAL_XXX变量 编译名称(LOCAL_MODULE := <build_name>) 定义一些标记 (LOCAL_MODULE_TAGS := eng development) 决定你的程序需要哪些文件： (LOCAL_SRC_FILES := main.c). 定义是否链接到其他库 (LOCAL_SHARED_LIBRARIES := cutils) include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)表示编译成静态库include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)表示编译成动态库include $(BUILD_EXECUTABLE)表示编译成可执行程序 18

19. Android.mk简单示例 LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := hello LOCAL_SRC_FILES := hello.c include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 19

20. 编译成静态库示例 include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE = libhelloLOCAL_SRC_FILES = hello.cLOCAL_C_INCLUDES = $(INCLUDES)LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libcutilsLOCAL_COPY_HEADERS_TO := libhelloLOCAL_COPY_HEADERS := hello.hinclude $(BUILD_STATIC_LIBRARY) 20

21. 编译成动态库示例 include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE = libhelloLOCAL_SRC_FILES = hello.cLOCAL_C_INCLUDES = $(INCLUDES)LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libcutilsLOCAL_COPY_HEADERS_TO := libhelloLOCAL_COPY_HEADERS := hello.hinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 21

22. 编译成可执行文件 LOCAL_PATH=$(call my-dir) include $(CLEAR_VARS)LOCAL_SRC_FILES:=main.c LOCAL_C_INCLUDE +=$(LOCAL_PATH) LOCAL_MODULE:=helloexe LOCAL_MODULE_TAGS:=enginclude $(BUILD_EXECUTABLE) 22

23. 2.3 Init初始化脚本语言 • init是Linux用户空间的第一个进程（1号进程） • init的职责 • init进程负责创建系统中的几个关键进程 • init还提供一个Property service来管理系统的很多属性 • Init会解析两个配置文件 • 与硬件平台相关的配置文件 • 系统配置文件: init.rc 23

24. Init初始化脚本语言 Android系统具有自己风格的*.rc初始化文件，这些初始化文件的具体语法规则，可以参考源代码树system/core/init/readme.txt文件中的介绍 Init.rc脚本的实例可以参考源代码树 system/core/rootdir/init.rc文件中的介绍 Android的Init初始化脚本语言由Actions、Commands、Services、Options四类组成 24

25. Init初始化脚本语言：语法约束描述 1、所有类型的语句都是基于行的，语句由空格分开的标记组成。当标记中包含空格时，用C语言风格的反斜杠进行转义。用行末的反斜线表示续行。 2、以‘#’开始的行是注释行 3、Actions和Services语句隐含表示一个新的段落的开始。Commands和Options归属于上方最近的一个段落。第一个段落之前的Commands和Options将被忽略。 4、Actions和Services拥有唯一性的名字。如果出现重名，那么后出现的定义将被作为错误而略掉 25

26. Actions Actions由一系列的commands组成，同时拥有一个触发器用来决定Actions何时发生。on <trigger> <command> <command> <command> 26

27. Services Services是由Init启动的程序，并在退出时重启 service <name> <pathname> [ <argument> ] * <option> <option> …… 27

28. Options Options是Services的修饰器，将影响Init如何、何时运行service 28

29. Triggers Triggers（触发器）是用来匹配导致Action发生的某种事件 29

30. Commands 30

31. Properties 返回首页 Init更新一些系统属性来提供洞察它正在做什么 31

32. 谢谢 32 32 32