第1篇 初识Android系统

第1章　准备知识.................................................................................................................................................... 2

1.1　Linux内核参考书籍..................................................................................................................................... 2

1.2　Android应用程序参考书籍......................................................................................................................... 3

1.3　下载、编译和运行Android源代码............................................................................................................. 3

1.3.1　下载Android源代码............................................................................................................................. 4

1.3.2　编译Android源代码............................................................................................................................. 4

1.3.3　运行Android模拟器............................................................................................................................. 5

1.4　下载、编译和运行Android内核源代码..................................................................................................... 6

1.4.1　下载Android内核源代码...................................................................................................................... 6

1.4.2　编译Android内核源代码...................................................................................................................... 7

1.4.3　运行Android模拟器............................................................................................................................. 8

1.5　开发**个Android应用程序..................................................................................................................... 8

1.6　单独编译和打包Android应用程序模块................................................................................................... 11

1.6.1　导入单独编译模块的mmm命令........................................................................................................ 11

1.6.2　单独编译Android应用程序模块......................................................................................................... 12

1.6.3　重新打包Android系统镜像文件......................................................................................................... 12

第２章　硬件抽象层........................................................................................................................................... 13

2.1　开发Android硬件驱动程序....................................................................................................................... 14

2.1.1　实现内核驱动程序模块..................................................................................................................... 14

2.1.2　修改内核Kconfig文件........................................................................................................................ 21

2.1.3　修改内核Makefile文件....................................................................................................................... 22

2.1.4　编译内核驱动程序模块..................................................................................................................... 22

2.1.5　验证内核驱动程序模块..................................................................................................................... 23

2.2　开发C可执行程序验证Android硬件驱动程序........................................................................................ 24

2.3　开发Android硬件抽象层模块................................................................................................................... 26

2.3.1　硬件抽象层模块编写规范................................................................................................................. 26

2.3.2　编写硬件抽象层模块接口................................................................................................................. 29

2.3.3　硬件抽象层模块的加载过程............................................................................................................. 33

2.3.4　处理硬件设备访问权限问题............................................................................................................. 36

2.4　开发Android硬件访问服务.....................................

前言

Android系统自2008年9月发布**个版本1.0以来,截至2015年9月发布**版本6.0,一共存在十多个版本。本书2012年10月发布**版时，选择了Android 2.3的源代码来分析Android系统的实现，主要是因为就当时而言，它的基础架构是*稳定的，而且也是使用*广泛的。

本书的特点是通过情景分析来分析Android源码，目标是让读者阅读了本书之后，能够自已去阅读和分析Android源码。自**版发布以来，本书经历了6次复印，得到了读者的热烈反馈和建议。基于这些反馈和建议，本应根据Android**发布版本6.0对本书进行升级，但是思虑再三，我们还是选择了原来的Android 2.3来修订本书，原因如下所示：

1. Android版本更新很快。即使根据当前的**发布版本更新本书，等到本书发布时，内容也会落后**发布版本的一到两个版本左右。

2. 本书涉及到的内容都是Android系统的核心基础架构。这些内容在后来的版本中，都是灵魂般地稳定存在。例如，智能指针、HAL、Binder IPC和四大组件管理等。

3. 技术发展日新月异，但是万变不离其宗。掌握了本书的内容，可以更好地学习和理解Android系统的其它模块。笔者就是在本书内容的基础上对UI系统、Dalvik虚拟机、构建系统、SEAndroid安全机制、ART虚拟机和Chromium浏览器进行研究的（http://blog.csdn.net/luoshengyang），起到的效果是事半功倍的。

基于上述原因，我们根据读者的52个反馈和建议（http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/8116866），重新修订了本书，希望本书能够继续有志于深入研究Android的读者服务。同时也非常读者的反馈和建议，你们的支持是笔者持续研究和分享Android系统技术的动力所在。由于提供反馈和建议的读者众多，这里不能一一列出，具体可以参考上述反馈和建议链接，笔者由衷地感谢！

 

本书内容

全书分为初识Android系统篇、Android专用驱动系统篇和Android应用程序框架篇三个部分。

初识Android系统篇包含三个章节的内容,主要介绍Android系统的基础知识。第1章介绍与Android系统有关的参考书籍，以及Android源代码工程环境的搭建方法；第2章介绍Android系统的硬件抽象层；第3章介绍Android系统的智能指针。读者可能会觉得奇怪，为什么一开始就介绍Android系统的硬件抽象层呢？因为涉及硬件，它似乎是一个深奥的知识点。其实不然，Android系统的硬件抽象层无论是从实现上，还是从使用上，它的层次都是非常清晰的，而且从下到上涵盖了整个Android系统，包括Android系统在用户空间和内核空间的实现。内核空间主要涉及硬件驱动程序的编写方法，而用户空间涉及运行时库层、应用程序框架层及应用程序层。因此，尽早学习Android系统的硬件抽象层，有助于我们从整体上去认识Android系统，以便后面可以更好地分析它的源代码。在分析Android系统源代码的过程中，经常会碰到智能指针，第3章我们就重点分析Android系统智能指针的实现原理，也是为了后面可以更好地分析Android系统源代码。

Android专用驱动系统篇包含三个章节的内容。我们知道，Android系统是基于Linux内核来开发的，但是由于移动设备的CPU和内存配置都要比PC低，因此，Android系统并不是完全在Linux内核上开发的，而是在Linux内核里面添加了一些专用的驱动模块来使它更适合于移动设备。这些专用的驱动模块同时也形成了Android系统的坚实基础，尤其是Logger日志驱动程序、Binder进程间通信驱动程序，以及Ashmem匿名共享内存驱动程序，它们在Android系统中被广泛地使用。在此篇中，我们分别在第4章、第5章和第6章分析Logger日志系统、Binder进程间通信系统和Ashmem共享内存系统的实现原理，为后面深入分析Android应用程序的框架打下良好的基础。

Android应用程序框架篇包含十个章节的内容。我们知道，在移动平台中,Android系统和iOS系统比的是谁的应用程序更丰富、质量更高、用户体验更好, 谁就能取得*终的胜利。因此，每个平台都在尽**努力吸引第三方开发者来为其开发应用程序。这就要求平台必须提供良好的应用程序架构，以便第三方开发者可以将更多的精力集中在应用程序的业务逻辑上，从而开发出数量更多、质量更高和用户体验更好的应用程序。在此篇中，我们将从组件、进程、消息和安装四个维度来分析Android应用程序的实现框架。第7章到第10章分析Android应用程序四大组件Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider的实现原理；第11章和第12章分析Android应用程序进程的启动过程；第13章到第15章分析Android应用程序的消息处理机制；第16章分析Android应用程序的安装和显示过程。学习了这些知识之后，我们就可以掌握Android系统的精髓了。

 

本书特点

本书从初学者的角度出发，结合具体的使用情景，在纵向和横向上对Android系统的源代码进行了全面、深入、细致的分析。在纵向上，采用从下到上的方式，分析的源代码涉及了Android系统的内核层(Linux Kernel)、硬件抽象层(HAL)、运行时库层(Runtime)、应用程序框架层(Application Framework)以及应用程序层(Application)，这有利于读者从整体上掌握Android系统的架构。在横向上，从Android应用程序的组件、进程、消息以及安装四个角度出发，全面地剖析Android系统的应用程序框架层，这有利于读者深入地理解Android应用程序的架构以及运行原理。