论文部分内容阅读
[摘 要]分析Android平台系统架构，通过对最新Android源代码的解析，将其与标准Linux内核源码比较，详细解析Android内核的功能更新，讨论Android 内核与标准Linux内核之间的不同以及Android在移动平台的优势，并对Android在各种内核之间做出一个定位，介绍了Ubuntu环境下Android内核的获取与编译。
[关键词]Android；linux；内核；编译
中图分类号：G354.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）33-0119-01
1、概述
随着嵌入式技术的飞速发展，移动智能平台的运行速度和所集成的功能获得了极大提升。藉此，由Google主导的开放手机联盟OHA顺势在2008年推出了Android移动终端平台。Android是一个开放、自由的移动终端平台[1]，它的发布，打破了诺基亚 Symbian操作系统操作系统在传统智能手机平台上的垄断地位，同 时，其平台化的优势也大大丰富各种手持式设备软件的功能。
2、Android 系统架构
Android是 Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统，它是一 个移动终端平台，包括了移动电话工作所需的全部软件，由操作系统、中间件、 UI 及应用程序组成。
Android系统架构自底向上由以下4个层次组成[2]：基于Linux的内核模 块、运行时库与其他库、应用程序框架、应用程序。
第一层：Linux 操作系统和Android系统扩展，由C语言实现。
第二层：系统库层与Android运行时环境，由C/C++实现。
第三层：Android应用程序框架隐藏在每个应用后面的是一系列服务和统。
第四层：Android应用程序
Android 应用程序层由运行在Android设备上的所有应用共同构成，它不仅 包括通话、短信、联系人等系统应用，还包括其他后续安装到设备中的第三方应用。3、Android 内核分析
2.1 内核在操作系统中的地位
Android基于Linux操作系统，由硬件、系统内核、系统服务和应用程序等 四大部分组成。其中，内核是最核心的部分，其主要作用在于与计算机硬件进 行交互，实现对硬件的编程控制和接口操作，调度访问硬件资源，同时向应用 程序提供一个高级的执行环境和对硬件的虚拟接口。主要功能包括：中断服务 程序、进程调度程序、进程地址空间的内存管理、進程间通信。
2.2 Android内核
为了对比分析Android内核，在Ubuntu操作系统上搭建了Android内核 的编译开发平台，通过repo，下载最新的Android内核代码版本Jelly Bean。
经过与标准Linux内核源代码进行详细对比，可以发现，Android内核与标 准Linux内核在文件系统、进程间通信机制、内存管理等方面存在不同。
（1）文件系统
Android内核中增加了标准Linux内核中没有采纳的YAFFS2文件系统。
（2）进程间通信机制
Binder是一种进程间通信机制，其实是提供远程过程调用（RPC）功能。在
Android系统的Binder机制中，由一系统组件组成，分别是 Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序，其中 Client、Server 和 Service Manager 运行在用户空间，Binder驱动程序运行内核空间。
（3）内存管理
在内存管理模块，Android内核采用了一种不用于标准 Linux内核的低内
存管理策略。Android系统采用的则是一种叫作LMK（Low Memory Killer）的 机制，这种机制将进程按照重要性进行分级、分组。内存不足时，将处于最低级别组的进程关闭。
4、Android 内核获取与编译
下面以Ubuntu 13.04操作系统为例，讲解在 Ubuntu 13.04系统下如何搭建
Android内核编译开发平台。在Ubuntu上搭建Android内核编译环境，具体步 骤如下：
（1）准备系统环境， 需要的软件包列表 flex， bison，gperf， libsdl-dev， libesd0-
dev，libwxgtk2.6-dev（optional）， build-essential， zip，curl；（2）安装JDK的 1.7 版本；（3）安装 repo；（4）在主文件目录建立一个bin文件夹并加入到环境变量当中；（5）下载repo脚本，将它的属性改为可执行curl http：//android.git.kernel.org/repo> ～/bin/repo chmod a+x～/bin/repo；（6）创建一个保存源码的目录 mkdir coredroid cd coredroid（7）获取Android内核代码：git clone git：//android.git.kernel.org/kernel/co mmon.git
经过以上步骤，最新版本Android内核就被下载到文件夹 coredroid当中。make 编译完成后生成 zImage文件， 可用模拟器测试运行cd mydroid/out/cupcake/out/target/product/genericemulator -image system.img -data userdata.img -ramdisk ramdisk.img -kernel～/coredroid/common /arch/arm/boot/zIma ge
5、结语
Android 内核由标准Linux内核优化得来，其继承了Linux 内核的各种优点，保留了标准Linux内核的主体架构。同时，Android 按照移动平台的需求，在文件系统、内存管理、进程间通信机制、电源管理等方面进行了修改，添加相关的驱动程序及必要的新功能，但是与大多数精简的嵌入式 Linux操作系统相比，Android很大程度上保留了标准Linux的基本架构，因此，Android系统应用范 围更加广泛，拓展性更强。
参考文献
[1] Code Home.Android -An Open Handset Alliance Project.[EB/OL] http：//code.google.com/android/what -is -android.
[2] 公磊，周聪.基于 Android 的移动终端应用程序开发与研[M].人民邮电出版社，2007
[3] 赵炯.Linux内核完全注释[M].机械工业出版社，2004.
[4] 陈莉君.Linux内核的分析及应用[J].西安邮电学院学报.
[关键词]Android；linux；内核；编译
中图分类号：G354.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）33-0119-01
1、概述
随着嵌入式技术的飞速发展，移动智能平台的运行速度和所集成的功能获得了极大提升。藉此，由Google主导的开放手机联盟OHA顺势在2008年推出了Android移动终端平台。Android是一个开放、自由的移动终端平台[1]，它的发布，打破了诺基亚 Symbian操作系统操作系统在传统智能手机平台上的垄断地位，同 时，其平台化的优势也大大丰富各种手持式设备软件的功能。
2、Android 系统架构
Android是 Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统，它是一 个移动终端平台，包括了移动电话工作所需的全部软件，由操作系统、中间件、 UI 及应用程序组成。
Android系统架构自底向上由以下4个层次组成[2]：基于Linux的内核模 块、运行时库与其他库、应用程序框架、应用程序。
第一层：Linux 操作系统和Android系统扩展，由C语言实现。
第二层：系统库层与Android运行时环境，由C/C++实现。
第三层：Android应用程序框架隐藏在每个应用后面的是一系列服务和统。
第四层：Android应用程序
Android 应用程序层由运行在Android设备上的所有应用共同构成，它不仅 包括通话、短信、联系人等系统应用，还包括其他后续安装到设备中的第三方应用。3、Android 内核分析
2.1 内核在操作系统中的地位
Android基于Linux操作系统，由硬件、系统内核、系统服务和应用程序等 四大部分组成。其中，内核是最核心的部分，其主要作用在于与计算机硬件进 行交互，实现对硬件的编程控制和接口操作，调度访问硬件资源，同时向应用 程序提供一个高级的执行环境和对硬件的虚拟接口。主要功能包括：中断服务 程序、进程调度程序、进程地址空间的内存管理、進程间通信。
2.2 Android内核
为了对比分析Android内核，在Ubuntu操作系统上搭建了Android内核 的编译开发平台，通过repo，下载最新的Android内核代码版本Jelly Bean。
经过与标准Linux内核源代码进行详细对比，可以发现，Android内核与标 准Linux内核在文件系统、进程间通信机制、内存管理等方面存在不同。
（1）文件系统
Android内核中增加了标准Linux内核中没有采纳的YAFFS2文件系统。
（2）进程间通信机制
Binder是一种进程间通信机制，其实是提供远程过程调用（RPC）功能。在
Android系统的Binder机制中，由一系统组件组成，分别是 Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序，其中 Client、Server 和 Service Manager 运行在用户空间，Binder驱动程序运行内核空间。
（3）内存管理
在内存管理模块，Android内核采用了一种不用于标准 Linux内核的低内
存管理策略。Android系统采用的则是一种叫作LMK（Low Memory Killer）的 机制，这种机制将进程按照重要性进行分级、分组。内存不足时，将处于最低级别组的进程关闭。
4、Android 内核获取与编译
下面以Ubuntu 13.04操作系统为例，讲解在 Ubuntu 13.04系统下如何搭建
Android内核编译开发平台。在Ubuntu上搭建Android内核编译环境，具体步 骤如下：
（1）准备系统环境， 需要的软件包列表 flex， bison，gperf， libsdl-dev， libesd0-
dev，libwxgtk2.6-dev（optional）， build-essential， zip，curl；（2）安装JDK的 1.7 版本；（3）安装 repo；（4）在主文件目录建立一个bin文件夹并加入到环境变量当中；（5）下载repo脚本，将它的属性改为可执行curl http：//android.git.kernel.org/repo> ～/bin/repo chmod a+x～/bin/repo；（6）创建一个保存源码的目录 mkdir coredroid cd coredroid（7）获取Android内核代码：git clone git：//android.git.kernel.org/kernel/co mmon.git
经过以上步骤，最新版本Android内核就被下载到文件夹 coredroid当中。make 编译完成后生成 zImage文件， 可用模拟器测试运行cd mydroid/out/cupcake/out/target/product/genericemulator -image system.img -data userdata.img -ramdisk ramdisk.img -kernel～/coredroid/common /arch/arm/boot/zIma ge
5、结语
Android 内核由标准Linux内核优化得来，其继承了Linux 内核的各种优点，保留了标准Linux内核的主体架构。同时，Android 按照移动平台的需求，在文件系统、内存管理、进程间通信机制、电源管理等方面进行了修改，添加相关的驱动程序及必要的新功能，但是与大多数精简的嵌入式 Linux操作系统相比，Android很大程度上保留了标准Linux的基本架构，因此，Android系统应用范 围更加广泛，拓展性更强。
参考文献
[1] Code Home.Android -An Open Handset Alliance Project.[EB/OL] http：//code.google.com/android/what -is -android.
[2] 公磊，周聪.基于 Android 的移动终端应用程序开发与研[M].人民邮电出版社，2007
[3] 赵炯.Linux内核完全注释[M].机械工业出版社，2004.
[4] 陈莉君.Linux内核的分析及应用[J].西安邮电学院学报.