• Android内核和驱动篇Android内核介绍


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    已经有一些的文章介绍Android内核了,本系列篇将从Linux内核的角度来分析Android的内核,希望给初学者提够有用的信息。本章将简单的介绍Android内核的全貌,起到一个抛砖引玉的作用。从下一篇开始将详细介绍每一个Android内核驱动程序及其作用。

    Android内核是基于Linux 2.6内核的(目前最新开发版本是2.6.31),它是一个增强内核版本,除了修改部分Bug外,它提供了用于支持Android平台的设备驱动,其核心驱动主要包括:

    Android Binder,基于OpenBinder框架的一个驱动,用于提供Android平台的进程间通讯(IPC,inter-process communication)。
        源代码位于drivers/staging/android/binder.c


    Android电源管理(PM),一个基于标准Linux电源管理系统的轻量级的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


    低内存管理器(Low Memory Killer),相对于Linux标准OOM(Out Of Memory)机制更加灵活,它可以根据需要杀死进程来释放需要的内存。
        源代码位于drivers/staging/android/lowmemorykiller.c


    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


    Android PMEM(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

    Android Logger,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


    Android Alarm,提供了一个定时器用于把设备从睡眠状态唤醒,同时它也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

    USB Gadget驱动,一个基于标准Linux USB gadget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/


    Android Ram Console,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RAM Console的设备里,它是一个基于RAM的Buffer。
        源代码位于drivers/staging/android/ram_console.c。

    Android timed device,提供了对设备进行定时控制功能,目前支持vibrator和LED设备。
        源代码位于drivers/staging/android/timed_output.c(timed_gpio.c)。

    Yaffs2文件系统,Android采用Yaffs2作为MTD nand flash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NOR Flash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使用更小的内存来保存他的运行状态,因此它占用内存小;Yaffs2的垃圾回收非常简单而且快速,因此能达到更好的性能;Yaffs2在大容量的NAND Flash上性能表现尤为明显,非常适合大容量的Flash存储。


    Android内核添加或修改的文件很多,下面的列表描述了Android Emulator内核的文件:

    drivers/misc/kernel_debugger.c
    drivers/misc/pmem.c
    drivers/misc/qemutrace/qemu_trace_sysfs.c
    drivers/misc/qemutrace/qemu_trace.c
    drivers/misc/qemutrace/qemu_trace.h
    drivers/misc/uid_stat.c
    drivers/staging/android/lowmemorykiller.c
    drivers/staging/android/logger.c
    drivers/staging/android/timed_output.h
    drivers/staging/android/ram_console.c
    drivers/staging/android/timed_gpio.c
    drivers/staging/android/logger.h
    drivers/staging/android/binder.h
    drivers/staging/android/binder.c
    drivers/staging/android/timed_output.c
    drivers/staging/android/timed_gpio.h
    drivers/rtc/alarm.c
    drivers/rtc/rtc-goldfish.c
    drivers/net/pppolac.c
    drivers/net/ppp_mppe.c
    drivers/net/pppopns.c
    drivers/video/goldfishfb.c
    drivers/switch/switch_class.c
    drivers/switch/switch_gpio.c
    drivers/char/dcc_tty.c
    drivers/char/goldfish_tty.c
    drivers/watchdog/i6300esb.c
    drivers/input/misc/gpio_event.c
    drivers/input/misc/gpio_input.c
    drivers/input/misc/gpio_output.c
    drivers/input/misc/keychord.c
    drivers/input/misc/gpio_axis.c
    drivers/input/misc/gpio_matrix.c
    drivers/input/keyreset.c
    drivers/input/keyboard/goldfish_events.c
    drivers/input/touchscreen/synaptics_i2c_rmi.c
    drivers/usb/gadget/android.c
    drivers/usb/gadget/f_adb.h
    drivers/usb/gadget/f_mass_storage.h
    drivers/usb/gadget/f_adb.c
    drivers/usb/gadget/f_mass_storage.c
    drivers/mmc/host/goldfish.c
    drivers/power/goldfish_battery.c
    drivers/leds/ledtrig-sleep.c
    drivers/mtd/devices/goldfish_nand_reg.h
    drivers/mtd/devices/goldfish_nand.c
    kernel/power/earlysuspend.c
    kernel/power/consoleearlysuspend.c
    kernel/power/fbearlysuspend.c
    kernel/power/wakelock.c
    kernel/power/userwakelock.c
    kernel/cpuset.c
    kernel/cgroup_debug.c
    kernel/cgroup.c
    mm/ashmem.c
    include/linux/ashmem.h
    include/linux/switch.h
    include/linux/keychord.h
    include/linux/earlysuspend.h
    include/linux/android_aid.h
    include/linux/uid_stat.h
    include/linux/if_pppolac.h
    include/linux/usb/android.h
    include/linux/wifi_tiwlan.h
    include/linux/android_alarm.h
    include/linux/keyreset.h
    include/linux/synaptics_i2c_rmi.h
    include/linux/android_pmem.h
    include/linux/kernel_debugger.h
    include/linux/gpio_event.h
    include/linux/wakelock.h
    include/linux/if_pppopns.h
    net/ipv4/sysfs_net_ipv4.c
    net/ipv4/af_inet.c
    net/ipv6/af_inet6.c
    net/bluetooth/af_bluetooth.c
    security/commoncap.c
    fs/proc/base.c



    Android内核配置
    Android是基于Linux对于一个新的设备,我们首先要编译一个支持AndroidKernel,那么如何使你的Kernel Android化呢?除了要移植前面提到的驱动之外,就是如何配置你的Kernel来支持Android平台,这可以参考Goldfish的内核配置文件 - arch/arm/configs/goldfish_defconfig
    一般来说,我们会基于一个平台标准内核配置选项来配置Android内核,你可以根据具体的硬件平台来选择Android内核的配置选项,可以参考下面的Android内核配置列表:

    一般需要支持的内核选项

    ANDROID_PARANOID_NETWORK
    ASHMEM
    CONFIG_FB_MODE_HELPERS
    CONFIG_FONT_8x16
    CONFIG_FONT_8x8
    CONFIG_YAFFS_SHORT_NAMES_IN_RAM
    DAB
    EARLYSUSPEND
    FB
    FB_CFB_COPYAREA
    FB_CFB_FILLRECT
    FB_CFB_IMAGEBLIT
    FB_DEFERRED_IO
    FB_TILEBLITTING
    HIGH_RES_TIMERS
    INOTIFY
    INOTIFY_USER
    INPUT_EVDEV
    INPUT_GPIO
    INPUT_MISC
    LEDS_CLASS
    LEDS_GPIO
    LOCK_KERNEL
    LkOGGER
    LOW_MEMORY_KILLER
    MISC_DEVICES
    NEW_LEDS
    NO_HZ
    POWER_SUPPLY
    PREEMPT
    RAMFS
    RTC_CLASS
    RTC_LIB
    SWITCH
    SWITCH_GPIO
    TMPFS
    UID_STAT
    UID16
    USB_FUNCTION
    USB_FUNCTION_ADB
    USER_WAKELOCK
    VIDEO_OUTPUT_CONTROL
    WAKELOCK
    YAFFS_AUTO_YAFFS2
    YAFFS_FS
    YAFFS_YAFFS1
    YAFFS_YAFFS2

    但是Android推荐不要支持下面两个功能:
    CONFIG_YAFFS_DISABLE_LAZY_LOAD
    DNOTIFY

    配置好后,就可以用Toolchain来编译内核了。编译内核比较简单,以Emulator的kernel为例:
        - git clone git://android.kernel.org/kernel/common.git kernel-emulator
        - cd kernel-emulator
        - export ARCH=arm
        - export CROSS_COMPILE=arm-eabi-
        - export PATH=<CROSS_COMPIL_TOOLCHAIN_PATH_DIR>PATH
        - make goldfish_defconfig
        - make


    砖就抛到这了,玉在下一篇推出《Android Binder驱动》

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