android系統原理與開發要點

㈠ android系統開發要用哪些知識

android 技術內幕系統卷
第1章 准備工作 /1 1.1 深入認識android /2 1.1.1 android的系統構架 /2 1.1.2 android的初始化流程 /5 1.1.3 各個層次之間的相互關系 /8 1.1.4 android系統開發（移植）和應用開發 /11 1.2 獲取和編譯android的源碼 /13 1.2.1 環境配置 /13 1.2.2 獲取android源碼 /14 1.2.3 編譯android的源碼及其工具包 /16 1.2.4 運行android系統 /21 1.3 開發環境搭建 /23 1.3.1 應用開發環境搭建 /23 1.3.2 源碼開發環境搭建 /26 1.4 android源碼結構 /32 1.5 小結 /33 第2章 android的內核機制和結構剖析 /34 2.1 linux與android的關系 /35 .2.1.1 為什麼會選擇linux /35 2.1.2 android不是linux /35 2.2 android對linux內核的改動 /37 2.2.1 goldfish /37 2.2.2 yaffs2 /38 2.2.3 藍牙 /39 2.2.4 調度器（scheler）/39 2.2.5 android新增的驅動 /40 2.2.6 電源管理 /41 2.2.7 雜項 /41 2.3 android對linux內核的增強 /42 2.3.1 alarm（硬體時鍾）/43 2.3.2 ashmem（匿名內存共享）/46 2.3.3 low memory killer（低內存管理）/52 2.3.4 logger（日誌設備）/56 2.3.5 android pmem /65 2.3.6 switch /79 2.3.7 timed gpio /88 2.3.8 android ram console /94 2.4 小結 /99 第3章 android的ipc機制--binder /100 3.1 binder概述 /101 3.1.1 為什麼選擇binder /101 3.1.2 初識binder /102 3.2 binder驅動的原理和實現 /102 3.2.1 binder驅動的原理 /102 3.2.2 binder驅動的實現 /103 3.3 binder的構架與實現 /132 3.3.1 binder的系統構架 /132 3.3.2 binder的機制和原理 /133 3.4 小結 /150 第4章 電源管理 /151 4.1 電源管理概述 /152 4.2 電源管理結構 /152 4.3 android的電源管理機制 /153 4.4 android電源管理機制的實現 /154 4.5 小結 /187 第5章 驅動的工作原理及實現機制 /188 5.1 顯示驅動（framebuffer）/189 5.1.1 framebuffer的工作原理 /189 5.1.2 framebuffer的構架 /190 5.1.3 framebuffer驅動的實現機制 /190 5.2 視頻驅動（v4l和v4l2）/201 5.2.1 v4l2介紹 /201 5.2.2 v4l2的原理和構架 /201 5.2.3 v4l2的實現 /202 5.3 音頻驅動（oss和alsa）/208 5.3.1 oss與alsa介紹 /208 5.3.2 oss的構架與實現 /209 5.3.3 alsa的構架與實現 /213 5.4 mtd驅動 /214 5.4.1 mtd驅動的功能 /214 5.4.2 mtd驅動的構架 /215 5.4.3 mtd驅動的原理及實現 /215 5.5 event輸入設備驅動 /223 5.5.1 input的系統構架 /223 5.5.2 event輸入驅動的構架 /224 5.5.3 event輸入驅動的原理 /224 5.5.4 event輸入驅動的實現 /225 5.6 藍牙驅動（bluetooth）/235 5.6.1 bluetooth驅動的構架 /235 5.6.2 bluez的原理及實現 /237 5.7 wlan驅動（wi-fi）/244 5.7.1 wlan構架 /244 5.7.2 wi-fi驅動的實現原理 /245 5.8 小結 /245 第6章 原生庫的原理及實現 /246 6.1 系統c庫（bionic libc）/247 6.1.1 bionic libc功能概述 /247 6.1.2 bionic libc實現原理 /248 6.2 功能庫 /258 6.2.1 webkit構架與實現 /258 6.2.2 多媒體框架與實現 /275 6.2.3 android sqlite框架及原理 /285 6.3 擴展庫 /289 6.3.1 skia底層庫分析 /289 6.3.2 opengl底層庫分析 /299 6.3.3 android-openssl實現及運用 /306 6.3.4 freetype及font engine manager /317 6.3.5 freetype結構體系和渲染流程 /317 6.4 原生服務 /328 6.4.1 audioflinger實現 /328 6.4.2 surfaceflinger實現 /341 6.5 小結 /353 第7章 硬體抽象層的原理與實現 /354 7.1 硬體抽象層的實現原理 /355 7.1.1 android hal構架 /355 7.1.2 android hal的實現 /357 7.2 android overlay構架與實現 /361 7.2.1 android overlay系統構架 /361 7.2.2 overlay hal框架與實現 /362 7.2.3 overlay與surfacefinger /369 7.3 android camera 構架與實現 /375 7.3.1 android camera系統構架 /375 7.3.2 camera hal框架與實現 /377 7.3.3 camera本地實現 /385 7.4 android audio hal實現 /394 7.4.1 audio hal框架 /395 7.4.2 android默認的audio hal實現 /398 7.4.3 mp功能的audio hal實現 /400 7.4.4 基於a2dp的藍牙音頻設備hal實現 /402 7.4.5 模擬器上的audio hal實現 /403 7.5 android ril實現 /404 7.5.1 android ril構架 /404 7.5.2 radiooptiongs實現 /407 7.5.3 libril庫實現 /409 7.5.4 reference-ril庫實現 /415 7.5.5 rild守護進程實現 /418 7.5.6 request流程分析 /423 7.5.7 response流程分析 /427 7.6 android sensor hal實現 /434 7.6.1 android sensor構建 /434 7.6.2 sensor hal介面 /435 7.6.3 sensor hal實現 /438 7.7 android wifi hal實現 /441 7.7.1 android wifi系統構架 /441 7.7.2 wpa_supplicant框架 /442 7.7.3 wifi hal實現 /444 7.8 android藍牙本地實現 /447 7.8.1 android藍牙構架 /447 7.8.2 bluez結構體系 /448 7.8.3 bluez適配層 /452 7.9 android 定位實現 /453 7.9.1 定位系統構架 /453 7.9.2 gps hal實現 /454 7.10 android power hal實現 /459 7.11 android vibrator hal實現 /461 7.12 小結 /462 第8章 dalvik虛擬機的構架、原理與實現 /463 8.1 dalvik虛擬機概述 /464 8.1.1 什麼是dalvik虛擬機 /464 8.1.2 dalvik虛擬機的功能 /464 8.1.3 dalvik虛擬機與java虛擬機的區別 /465 8.2 dalvik構架與實現 /466 8.2.1 dalvik系統構架 /466 8.2.2 dx和dexmp工具 /468 8.2.3 .dex文件格式解析 /470 8.2.4 dalvik內部機制 /487 8.2.5 dalvik進程管理 /492 8.2.6 dalvik內存管理 /501 8.2.7 dalvik載入器 /509 8.2.8 dalvik解釋器 /517 8.2.9 dalvik jit /519 8.3 jni的構架與實現 /523 8.3.1 jni構架 /523 8.3.2 jni實現 /524 8.4 小結 /526 第9章 android 核心庫 /527 9.1 android核心庫簡介 /528 9.2 android系統api /529 9.2.1 android包 /529 9.2.2 android資源包 /529 9.2.3 apicheck機制 /529 9.3 小結 /532 後記 /533

㈡ Android系統原理及開發要點詳解的前 言

Android 是Google歷經數年和投資數億美元開發出來的智能手機系統，Google也發起了圍繞Android的組織——開放手機聯盟，其英文全稱為「Open Handset Alliance」。
隨著各大移動終端生產商大力開發和生產基於Android的移動智能設備，Android迅速得到業界和社會的認可，並成為整個產業的熱點，基於Android平台的各類人才逐漸成為各大企業競相爭奪的焦點。
Android系統是一個開放的系統，任何公司、個人開發者、愛好者都可以參與其中。對於技術工作者，Android不僅是一個智能手機的系統，也可以作為學習嵌入式Linux系統的較完整的軟體平台。
Android是一個較新的系統和技術，因此介紹Android的資料和書籍還比較少，尤其簡體中文的書籍，相對更少。本書《Android系統原理及開發要點詳解》 是一本綜合介紹Android系統的書，集合了Androidin社區多位專家作者的經驗，精心編寫而成。
Android 作為一個龐大的系統，包括了Linux操作系統、各種本地程序、虛擬機和運行環境、Java框架和Java應用程序多方面的內容。這對於初學者是一個非常大的挑戰，因此對於學習、研究進而開發Android系統來說，掌握系統的脈絡和使用恰當的學習方法是非常重要的，這也是本書的組織主旨。
本書特點
為了適應Android系統的情況，本書在內容的編排和組織上具有以下一些重要特點。
保持完整性和層次性
本書緊緊把握Android系統的4個層次，分章節介紹，並且有重點地介紹了Android整個系統的代碼結構、編譯系統、相關工具、各部分組織等全局性內容。這將讓讀者即使只花費較短的時間，也可以獲得對Android系統大致的感性理解。
提供清晰的框架
Android是一個有數百兆大小的較大系統，各部分之間是有機聯系的，這就要求Android的學習和開發者需要具有一些軟體架構方面的知識。本書為Android整體和重點模塊繪制了大量的框圖，這樣非常有利於幫助讀者直觀地理解系統。本書在講述每一個部分時，均列出相關代碼的路徑，幫助讀者對應著進行快速、高效地學習。
抓核心內容
Android系統已經發布了若干個版本：1.0、1.5（cupcake）、1.6（donut）和2.0（eclair），從開發的角度，各個版本在同時使用，這對於學習者是一個較大的挑戰。因此本書作者通過把握Android演進中脈絡，盡量總結出共性的內容展示給讀者。在某些部分，在講解代碼的同時，突出概念性的內容。本書力求通過一本教材，給讀者一個長期的、穩定的學習方法和思路。
開發細節
Android 包含眾多的軟體、程序和工具，涉及軟體開發各個方面。在實際的開發過程中，很多內容並不需要開發者去改動。本書從工程的角度出發，偏重開發中常用的內容，對於開發中較少涉及的部分，僅做精煉的大致介紹。本書重點介紹顯示機制、輸入機制、音頻/視頻系統的移植層、多媒體系統的構建、電話系統的構建、連接系統的構建、感測器的移值、應用開發中最常涉及的部分，在每段講解中，穿插了開發中可以使用的一些技巧。
本書內容
本書的各個章節及其組織方式如下所示。
第1章「Android系統概述」，概述Android系統方面的內容，包括智能手機平台的發展歷程、Android系統的特點、Android的3種開發工作，以及Android的2種不同的開發方式。
第2章「Android系統開發綜述」，介紹Android系統開發的綜述性內容，包括工具使用、獲得代碼、編譯系統、模擬器運行、SDK使用等。
第3章「Android的Linux內核與驅動程序」，介紹Android內核的特點、Android中使用的專用驅動程序、Android系統可能使用的標准設備驅動。
第4章「Android的底層庫和程序」，介紹Android系統的基礎程序，以本地程序為主。
第5章「Android的Java虛擬機和Java環境」，這是介於本地和Java層之間的相關內容，主要介紹Android的Java虛擬機Dalvik的基本概念、Android Java程序的環境、JNI的使用方法，以及Java框架的啟動流程等。
第6章「Android的GUI系統」，包括Android GUI系統架構、底層的pixelflinger和libui庫、Surface系統、Skia和2D圖形系統、Android的OpenGL和3D圖形系統等內容。
第7章「Android的Audio系統」，主要是音頻的輸入輸出環節，音頻系統從驅動程序、本地框架到Java框架都具有內容。
第8章「Android的Video輸入輸出系統」，介紹Android的Video輸入輸出系統，包括Overlay系統和Camera系統兩個部分，前者只有本地的內容，後者各個層次均有內容。
第9章「Android的多媒體系統」，介紹Android的多媒體系統的核心部分，包括Android中多媒體系統的業務、結構、多媒體系統的核心框架、OpenCore系統結構和使用等內容。
第10章「Android的電話部分」，介紹Android系統在電話方面的功能，Android是智能手機系統，電話是其核心部分。
第11章「Android的連接部分」，主要包括WiFi、藍牙及定位系統等，這些Android的連接部分也具有從驅動層到Java應用層的結構。
第12章「Android的感測器系統」，感測器系統涉及Android的各個層次，具有完整的結構，相比其他系統，感測器系統的各個層次都比較簡單。
第6～12章分模塊介紹Android的幾個核心系統，主要是本地框架和Java框架方面的內容，兼顧應用程序和驅動層，這是本書的重點。
第13章「Android應用程序概述及框架」，介紹Android應用程序層的基本概念和應用程序框架，這部分內容是Android自下而上的第4個層次，可以基於源代碼或者SDK開發，它們之間的差別非常小。
第14章「Android應用程序的主要方面」，介紹Android應用程序層開發的各個方面，基本上是橫向內容，包括應用程序的基本控制、各種UI元素的使用、圖形API使用3個方面的內容。
第15章「Android應用程序的設計思想」，本章的內容是基於通用的應用程序和GUI程序的通用設計思想，結合Android系統自身的特點，提出一些值得注意的問題和設計方法。
本書讀者
本書適應廣大的讀者群，力求在Android的系統移植、應用程序開發、系統框架改進方面給讀者全面的支持。不同的讀者在學習本書時，應該使用不同的方法。
Android初級開發者：在本書指引下閱讀代碼，搭建系統開發環境，對於Android應用程序的開發者，重點關注後3章的內容。
Android中、高級開發者：通過本書的引導，學習系統架構，關注開發要點，並盡量使用手機系統的通用設計思想、軟體工程思想、系統工程思想來指導Android系統學習。
嵌入式Linux系統學習者：將Android作為一個集Linux核心和應用層程序於一體的系統進行學習，並可以利用Android的模擬環境運行和調試程序。
讀者在學習本書的過程中，應盡量對照本書的框圖和手頭的Android源代碼，這樣可以達到事半功倍的效果。本書在重點代碼中加上大量的注釋，幫助讀者閱讀，對於非重點的代碼，不佔用本書的篇幅，讀者可以參考開放的源代碼。可以採用順序讀和重點讀相結合的方式學習本書，順序讀關注系統框架，重點讀關注開發要點。
本書作者
本書在編寫過程中提煉和綜合Android早期開發者的經驗、中國大陸Androidin社區的開發成果，以及各位專家的經驗和技術，這是本書出版的知識源泉。本書主要由Androidin社區的兩名核心技術專家韓超和梁泉領銜規劃和編著，韓超統稿。總部設在南加州、專注於Android平台並提供其移動應用開發及解決方案的邁奔無線（mAPPn Inc.）也投入技術和人力參與了本書的工作。
參與本書編寫的還有於仕林、張宇、張超等人，趙家維、黃亮、沈楨、徐威特、楊鈺等參與了審校工作。
由於時間倉促，可能依然存在一些錯誤和問題，請讀者見諒，歡迎讀者討論和指點。