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一.认识android的架构
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Android其本质就是在标准的Linux系统上增加了Java虚拟机Dalvik，并在Dalvik虚拟机上搭建了一个JAVA的application framework，所有的应用程序都是基于JAVA的application framework之上。
android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。
二.搭建环境
搭建开发环境
对国内的开发者来说最痛苦的是无法去访问android开发网站。为了更好的认识世界，对程序员来说，会翻墙也是的一门技术，带你去领略墙外的世界，好了，不废话了, 国内开发者访问(androiddevtools) 上面已经有了所有你要的资源，同时可以下载到我们的主角framework
但是这样的搭建只能去阅读源代码，我们无法去更进一步去实现自己的rom,我们看到锤子的系统在早期的开放rom是自己从新实现了framework的代码，现在看起来他成功了，所以我们还要去搭建android系统的源码编译环境。
搭建源码编译环境
三.开始主题
在一开始写c程序的时候都有一个运行的入口，比如
#include iostream
#include cmath
#include algorithm
using namespace std;
//这里的main就是应用的入口
int main(int argc, const char * argv[]){
return 0;
}
在计算机网络原理中我们用socket实现一个服务器端，不断的接听客户端的访问，而且他的代码是这样实现的：
#include winsock2.h
#pragma comment(lib, "WS2_32.lib")
#include stdio.h
void main()
{
WORD wVersionRequested;//版本号
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);//2.2版本的套接字
//加载套接字库,如果失败返回
err = WSAStartup(wVersionRequested, wsaData);
if (err != 0)
{
return;
}
//判断高低字节是不是2,如果不是2.2的版本则退出
if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 ||
HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2)
{
return;
}
//创建流式套接字,基于TCP(SOCK_STREAM)
SOCKET socSrv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//Socket地址结构体的创建
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);//转换Unsigned long型为网络字节序格
addrSrv.sin_family = AF_INET;//指定地址簇
addrSrv.sin_port = htons(6000);
//指定端口号,除sin_family参数外,其它参数都是网络字节序,因此需要转换
//将套接字绑定到一个端口号和本地地址上
bind(socSrv, (SOCKADDR*)addrSrv, sizeof(SOCKADDR));//必须用sizeof，strlen不行
listen(socSrv, 5);
SOCKADDR_IN addrClient;//字义用来接收客户端Socket的结构体
int len = sizeof(SOCKADDR);//初始化参数,这个参数必须进行初始化，sizeof
//循环等待接受客户端发送请求
while (1)
{
//等待客户请求到来；当请求到来后，接受连接请求，
//返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept）。
//此时程序在此发生阻塞
SOCKET sockConn = accept(socSrv, (SOCKADDR*)addrClient, len);
char sendBuf[100];
sprintf(sendBuf, "Welcome %s to JoyChou",
inet_ntoa(addrClient.sin_addr));//格式化输出
//用返回的套接字和客户端进行通信
send(sockConn, sendBuf, strlen(sendBuf)+1, 0);//多发送一个字节
//接收数据
char recvBuf[100];
recv(sockConn, recvBuf, 100, 0);
printf("%s\\n", recvBuf);
closesocket(sockConn);
}
}
他采用了一个while死循环去监听客户端的请求。
先上源代码
public final class ActivityThread {
public static void main(String[] args) {
SamplingProfilerIntegration.start();
CloseGuard.setEnabled(false);
Environment.initForCurrentUser();
EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());
Security.addProvider(new AndroidKeyStoreProvider());
final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
Process.setArgV0("pre-initialized");
Looper.prepareMainLooper();
//从中可以看到为app开辟了一个线程进入了looper之中
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
AsyncTask.init();
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
}
看到源码失望了，没有一个while循环啊，其实用了他方法实现
//用一个looper的机制循环监听响应
Looper.prepareMainLooper();
Looper.loop();
进一步深入代码
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
// 在这里看到了一个循环监听消息
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(" Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println(" Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
android应用开发框架是 Application Framework. 其系统架构由5部分组成，分别是：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。第二部分将详细介绍这5个部分。下面自底向上分析各层。Android架构1、Linux KernelAndroid基于Linux 2.6提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux Kernel也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。 如果你学过计算机网络知道OSI/RM，就会知道分层的好处就是使用下层提供的服务而为上层提供统一的服务，屏蔽本层及以下层的差异，当本层及以下层发生了变化不会影响到上层。也就是说各层各尽其职，各层提供固定的SAP（Service Access Point），专业点可以说是高内聚、低耦合。 如果你只是做应用开发，就不需要深入了解Linux Kernel层。2、Android RuntimeAndroid包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android应用程序是Dalvik虚拟机中的实例，运行在他们自己的进程中。Dalvik虚拟机设计成，在一个设备可以高效地运行多个虚拟机。Dalvik虚拟机可执行文件格式是.dex，dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。 大多数虚拟机包括JVM都是基于栈的，而Dalvik虚拟机则是基于寄存器的。两种架构各有优劣，一般而言，基于栈的机器需要更多指令，而基于寄存器的机器指令更大。dx 是一套工具，可以将 Java .class 转换成 .dex 格式。一个dex文件通常会有多个.class。由于dex有时必须进行最佳化，会使文件大小增加1-4倍，以ODEX结尾。 Dalvik虚拟机依赖于Linux 内核提供基本功能，如线程和底层内存管理。3、LibrariesAndroid包含一个C/C++库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通过Android的应用程序框架（application framework）暴露给开发者。下面列出一些核心库： 系统C库--标准C系统库（libc）的BSD衍生，调整为基于嵌入式Linux设备 媒体库--基于PacketVideo的OpenCORE。这些库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及静态图像文件，包括MPEG4、 H.264、 MP3、 AAC、 AMR、JPG、 PNG 界面管理--管理访问显示子系统和无缝组合多个应用程序的二维和三维图形层 LibWebCore--新式的Web浏览器引擎,驱动Android 浏览器和内嵌的web视图 SGL--基本的2D图形引擎 3D库--基于OpenGL ES 1.0 APIs的实现。库使用硬件3D加速或包含高度优化的3D软件光栅 FreeType --位图和矢量字体渲染 SQLite --所有应用程序都可以使用的强大而轻量级的关系数据库引擎4、Application Framework通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、设置闹钟、向状态栏添加通知等等，很多很多。 开发者可以完全使用核心应用程序所使用的框架APIs。应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，任何应用程序都能发布他的功能且任何其他应用程序可以使用这些功能（需要服从框架执行的安全限制）。这一机制允许用户替换组件。 所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括： 视图（View）--丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序。包括包括列表、网格、文本框、按钮，甚至是内嵌的网页浏览器 内容提供者（Content Providers）--使应用程序能访问其他应用程序（如通讯录）的数据，或共享自己的数据 资源管理器（Resource Manager）--提供访问非代码资源，如本地化字符串、图形和布局文件 通知管理器（Notification Manager）--使所有的应用程序能够在状态栏显示自定义警告 活动管理器（Activity Manager）--管理应用程序生命周期,提供通用的导航回退功能5、ApplicationsAndroid装配一个核心应用程序集合，包括电子邮件客户端、SMS程序、日历、地图、浏览器、联系人和其他设置。所有应用程序都是用Java编程语言写的。更加丰富的应用程序有待我们去开发！ 从上面我们知道Android的架构是分层的，非常清晰，分工很明确。Android本身是一套软件堆迭(Software Stack)，或称为「软件迭层架构」，迭层主要分成三层：操作系统、中间件、应用程序。从上面我们也看到了开源的力量，一个个熟悉的开源软件在这里贡献了自己的一份力量。
总线知识，比如PCI、USB总线。芯片知识。驱动其实就是对设备上一些寄存器的配置、CPU与设备本身的通讯以及对不同命令的处理。
像荣品电子的6818开发板、4418开发板都属于中低端，5260开发板属于中高端。当然，要更高端的开发板也有，不过一般做研发、自学这些都已经够了。主要是根据你的学习目的和要求来选择，还有费用水平。
驱动开发的技巧：
驱动开发有套路的不管是用户态驱动还是内核态驱动，基本按照这个套路走，就不会有大问题。特别是初级用户态驱动，是一层很薄的软件，就像一个洋葱剥几层就看到最里面的东西，没太多技术。大部分驱动由于主要做控制和初始化，涉及不到复杂的算法，所以其实编码阶段大部分都不会太难。
