Android内核开发学习笔记

2019-11-07 22:47:56

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来源：转载

供稿：网友

前言

本文是通过学习了卢俊系列博客做的一篇学习记录文章。记录个人觉得比较有用的部分内容，该系列博文主要讲解了Android系统的开机过程和优化的分析处理。最近也在处理开机优化的问题，特此记录之。

Android内核开发：序

Android内核开发：开发板选购

Android内核开发：理解和掌握repo工具

下载manifest仓库

repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest 如果要选择特定版本的Android源码，或者在已下载的源码基础上切换到其他版本，则可以使用-b选项： repo init -u git://git.omapzoom.org/platform/manifest.git -b android-5.0.2_r1 然后使用repo sync同步代码 repo sync

mainfest.xml文件清单

上面提到了repo init需要初始化一个manifest仓库，仓库中含有一个很重要的manifest.xml文件清单，其实这个manifest.xml并不复杂的，它就是用XML文件的格式记录了本项目依赖的各个Git仓库的名称、地址，以及分支等信息。常用的元素如下所示：

manifest 最顶层的XML元素remote 设置远程git服务器的属性，如名称、根URL地址等PRoject 需要clone的Git仓库，path表示本机路径，name表示远程版本库的相对路径copyfile 执行拷贝操作，把URL/src地址的文件拷贝到./ $src地址的文件拷贝到./$ dest

repo几个常用的命令

repo init // 初始化repo仓库repo sync // 下载源码repo start // 创建分支repo checkout //切换分支repo branches //查看分支repo status //查看文件状态

Android内核开发：源码的版本与分支详解

查看android源码分支和版本

git –git-dir .repo/manifests/.git/ branch -a

或者

cd .repo/manifests git branch -a | cut -d / -f 3

如果要切换的其他分支，执行下面的命令即可

repo init -b android-4.2.2_r1 repo sync

Android内核开发：系统编译输出的镜像文件

Android内核开发：系统分区与镜像文件的烧写

Android内核开发：图解Android系统的启动过程

主要分析下init程序，它是分析Android启动过程中最核心的程序。代码路径：system/core/init/init.c init程序最核心的工作主要有3点： 1. 创建和挂载一些系统目录/设备节点，设置权限，如：/dev, /proc, and /sys 2. 解析 init.rc 和 init.hardware.rc，并启动属性服务，以及一系列的服务和进程。 3. 显示boot logo，默认是“Android”字样

最重要的是第二步，这个过程中会启动系统所需功能的各种服务。主要分为本地服务和Android服务，它们都会在ServiceManager中进行注册。

本地服务本地服务是指运行在C++层的系统守护进程，一部分有init进程直接启动，它们定义在init.rc脚本中，还有一部分本地服务是由这些本地服务启动，如果mediaserver服务会启动AudioFlinger，MediaPlayerService，以及CameraService等本地服务。每一个由init直接启动的本地服务都是一个独立的linux进程，可以通过adb shell top查看相应的进程。Android服务 Android服务是指运行在Dalvik虚拟机进程中的服务。 init进程会执行app_process程序，创建Zygote进程，它是Android系统最重要的进程，后续所有的Android应用程序都是由它fork出来的。 Zygote进程会先fork出SystemServer进程，SystemServer进程就会启动所有的Android核心服务。例如：Activity Manager、Window Manager、Power Manager等等服务。当所服务启动完毕后，SystemServer会打印出”Making services ready”,然后通过Activity Manager启动Home界面，并发送“ACTION_BOOT_COMPLETED”广播消息。 SystemServer进程添加的服务都属于SystemServer进程。

下图为Android系统启动过程：

Android内核开发：如何统计系统的启动时间

2个概念：

Android是基于Linux内核的系统，因此Android的启动过程是分为两个阶段的，第一个阶段就是Linux内核的启动，第二个阶段就是Android框架的启动（包括核心服务和程序）。

Android的log系统是独立于Linux内核的log系统的。Linux内核通过printk打印的log信息，这些log写入到了/dev/kmsg文件中，在Shell终端可以通过dmesg命令查看这些log信息。Android框架则是通过Logger驱动打印log信息，这些log并没有归并到kmesg文件中，而是单独存储的，位于/dev/log目录下，在Shell终端可以通过logcat命令来查看。

通过dmesg命令抓取Linux内核的log信息

adb shell dmesg > D:/dmesg.txt

Android系统把Log分为了四类，不同的类别记录不同的Log信息：

main - 主要的Log信息，大部分应用级别的Log信息都在这里 events - 系统事件相关的Log信息 radio - 无线/电话相关的Log信息 system - 低级别的系统调试Log信息

logcat默认抓取的是main信息，如果想抓取指定类别的log信息的方法，在logcat命令后加-b参数，例如：

$ adb logcat -d -v time -b "main" > D:/main.txt$ adb logcat -d -v time -b "events" > D:/events.txt$ adb logcat -d -v time -b "system" > D:/system.txt$ adb logcat -d -v time -b "radio" > D:/radio.txt

查看系统启动时间

adb logcat -d -b events | grep “boot”

Android内核开发：学会分析系统的启动log

通过dmesg抓取log信息

adb shell dmesg > D:/dmesg.txt

在dmesg.txt中搜索几个关键字 Zygote、system_server、mediaserver等关键字可以获取相关模块的开机耗时信息。

Android内核开发：系统启动速度优化

Android系统的启动优化主要分为三大部分： 1. Bootloader优化 2. Linux Kernel的剪裁与优化 3. Android OS部分的剪裁与优化

下面主要讲Android os部分的优化 1. 精简preload的classes和resource frameworks/base/preload-classes frameworks/base/core/res/res/values/arrays.xml 2. 精简native service和java service system/core/rootdir/init.rc frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java 3. 精简预装的apk文件 build/target/product/xxxx.mk device///xxxx.mk vendor/…./xxxx.mk 4. 减少内核的log打印级别 system/core/rootdir/init.rc 5. 其他优化手段 - 优化启动动画，降低帧率和图片尺寸 - 精简系统，减小boot.img文件大小，可以显著减少启动过程中加载和解压boot.img的时间 - 预先创建一些目录和文件，而不是在init过程中创建

Android内核开发：浅析APK的安装过程

Android内核开发：从源码树中删除出厂的app应用

Android内核开发：在源码树中添加新的app应用

不带jni本地代码LOCAL_PATH:= $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE_TAGS := engLOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files)LOCAL_PACKAGE_NAME := HelloWorldinclude $(BUILD_PACKAGE)含有jni本地代码LOCAL_PATH:= $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE_TAGS := engLOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files)LOCAL_PACKAGE_NAME := HelloWorldLOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES := libmynativeinclude $(BUILD_PACKAGE)include $(call all-makefiles-under,$(LOCAL_PATH))

JNI目录下的Android.mk文件(假设jni目录下有inc和src目录)

LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := libmynativeLOCAL_SRC_FILES := src/mynative.cLOCAL_C_INCLUDES += $(JNI_H_INCLUDE)LOCAL_C_INCLUDES += $(LOCAL_PATH)/incinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

含有jni本地代码，并且本地代码依赖第三方库（.a或者so）假设本地代码依赖的第三方库为：encoder.a 和 decoder.so

修改上述jni目录下的Android.mk

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libencoderLOCAL_SHARED_LIBRARIES := libdecoder

修改HelloWorld目录下的Android.mk文件（encoder.a 和 decoder.so 都拷贝到工程根目录）

include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := libencoderLOCAL_SRC_FILES := encoder.aLOCAL_MODULE_TAGS := engLOCAL_MODULE_CLASS := STATIC_LIBRARIESLOCAL_MODULE_SUFFIX := .ainclude $(BUILD_PREBUILT)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := libdecoderLOCAL_SRC_FILES := decoder.soLOCAL_MODULE_TAGS := engLOCAL_MODULE_CLASS := SHARED_LIBRARIESLOCAL_MODULE_SUFFIX := .soinclude $(BUILD_PREBUILT)