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Android内核和驱动程序

2013年08月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3236字 ⁄ 字号 评论关闭

转自:http://gmier.com/books/understanding-android-system/chapter2-kernel

 

我们说Android系统是基于Linux系统的,最根本的原因就在于Android采用了Linux内核。

2.1 Android内核特性

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,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 PMEMPhysical

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 Switch
  • 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。

2.2 Android 内核配置

Android是基于Linux的,对于一个新的设备,我们首先要编译一个支持Android的Kernel,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:

表2-1:Android内核配置选项(Required Enabled)

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

表2-2:Android内核配置选项(Required Disabled)

CONFIG_YAFFS_DISABLE_LAZY_LOAD
DNOTIFY

表2-3:Android内核配置选项(Recommended Enabled)

ANDROID_PMEM
ANDROID_RAM_CONSOLE
ANDROID_RAM_CONSOLE_ERROR_CORRECTION
SCHEDSTATS
DEBUG_PREEMPT
DEBUG_MUTEXES
DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
DEBUG_INFO
FRAME_POINTER
CPU_FREQ
CPU_FREQ_TABLE
CPU_FREQ_DEFAULT_GOV_ONDEMAND
CPU_FREQ_GOV_ONDEMAND
CRC_CCITT
EMBEDDED
INPUT_TOUCHSCREEN
I2C
I2C_BOARDINFO
LOG_BUF_SHIFT=17
SERIAL_CORE
SERIAL_CORE_CONSOLE

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
- git checkout original/android-goldfish-2.6.29 -b android-goldfish-2.6.29
- export ARCH=arm
- export CROSS_COMPILE=arm-eabi-
- export PATH=<CROSS_COMPIL_TOOLCHAIN_PATH_DIR>:$PATH
- make goldfish_defconfig
- make

编译完成后就得到了Android Emulator (Goldfish)的内核 arch/arm/boot/zImage

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