Android系统移植讲解

Android系统移植讲解公社•Linux公社（LinuxIDC.com）于2006年9月25日注册并开通网站，Linux现在已经成为一种广受关注和支持的一种操作系统，IDC是互联网数据中心，LinuxIDC就是关于Linux的数据中心。•LinuxIDC.com提供包括Ubuntu，Fedora，SUSE技术，以及最新IT资讯等Linux专业类网站。硬件需求•RAM：512MB•FLASH：256MB•CPU：ARM平台指令集要求ARM9Family以上，ARMv5以上指令集，mips平台指令集要求MIPS32revision2-Little-Endian,O32软件需求•Linux2.6以上版本，目前froyo(v2.2)对应于linux2.6.32-linux2.6.35版本，最好是使用android官方网可以下载到的代码【目前linux2.6.23官方网下不了，最低也是linux2.6.25】•Android源码移植主要四大模块•1、bootload运行起来，无论使用u-boot还是fastboot，主要是关于flash分区问题•2、linuxkernel主要涉及到androiddriver层驱动代码•3、android系统移植•4、应用程序移植【后面则详细讲解各个模块的移植过程】Bootload•一般使用u-boot或者fastboot，主要的工作就是flash分区问题，一般划分为如下几个分区：1、fastboot【快速启动，裸板启动区】2、recovery【系统恢复分区】recovery就好比外套，fastboot就好比内裤3、kernel【linux内核分区】4、system【android核心系统分区】5、userdata【用户数据分区】6、factorydata【工厂数据分区】linuxkernel由于android系统对于linuxkernel的限制，首先是要选定合适的kernel版本，然后剩下的工作就是整个一个全新的kernel代码，系统移植有三份kernel代码需要集成•1、机顶盒厂商提供的linux源码,包含有针对平台的驱动代码及修改•2、官方网站下载的linux源码,与厂商的版本可能有所不同•3、增加了androidlinuxdriver的源码,这部分已经从linuxkernel中分离开来，需要单独移植所以首要的问题是将三份统一到一起，目标是支持厂商驱动，支持android驱动以及更新到一定linux内核版本（androiddriver+sdkdriver+linuxkernel）这部分工作需要深入到linuxkerneldriver层代码，一定的技术功底+细心Kernel移植要点•1、尽可能将硬件平台相关的代码从旧版移植到新版本•2、针对硬件平台相关的代码，以旧版本为主，毕竟旧版的是可以正常运行的版本，•3、非硬件平台相关代码尽量使用新版本•4、若遇到不知如何处理问题，先跳过，记录下该文件及修改点，这部分需要多参考部份原码进行移植•5、对于配置.config文件，需要根据相关功能进行修改及配置,可以从模拟器上拿到config.gz文件解开即可•6、编译及测式，采用nfs挂载根文件系统，一般遇到kernelpanic错误时，打开kerneldebug，printk加打印，或者disable此功能进行调试我的移植过程(一)•1、移植boot-loader和linux2.6内核到目标平台上，让linux内核可以启动起来，基本的驱动运行正常•2、修改内核配置文件，打开Android必须的驱动，比如binder，logger，ashemem,pmem等•3、为了提高启动速度，采用ramdisk，将android文件系统的部分内容压缩到内核中•4、根据分区表修改内核启动参数，例如mem=352Mconsole=ttyAMA0,115200root=/dev/mtdblock2rootfstype=yaffs2rw启动的第一个应用程序是/init•5、确保控制台的设置和硬件保持一致，如：硬件上串口用的是UART1，则内核启动参数中设置有console=ttyAMA0与启动参数中保持一致我的移植过程(二)•6、修改android源代码system/core/rootdir目录下的init.rc文件，android默认yaffs2文件系统，所以制作system.img也是yaffs2及linuxkernel配置成支持yaffs2文件系统,首先将android文件系统修改成可读写mountrootfsrootfs/rwremount•7、编译busybox将其加入到system中作为命令使用总结：•android的移植按如下流程：•1、androidlinux内核的普通驱动移植，让内核可以在目标平台上运行起来。•2、正确挂载文件系统，确保内核启动参数和android源代码system/core/rootdir目录下的init.rc中的文件系统挂载正确。•3、调试控制台，让内核启动参数中的console参数以及android源代码system/core/init/init.c中的console_name设置和硬件保持一致•4、打开android相关的驱动(logger,binder等)，串口输入logcat看logger驱动起来，没有的话调试logger驱动。Android系统移植Android从Linux系统启动有4个步骤；1、init进程启动(system\core\init\中的main函数)init进程，它是一个由内核启动的用户级进程。内核自行启动（已经被载入内存，开始运行，并已初始化所有的设备驱动程序和数据结构等）之后，就通过启动一个用户级程序init的方式，完成引导进程，此后android将接管所有工作，这里涉及到两个脚本文件：init.rc及init.xxx.rc【arch】2、Native服务启动Servicemanager和zygote进程就奠定了Android的基础。Zygote这个进程起来才会建立起真正的Android运行空间，主要是Zytote创建JAVA虚拟机,装载classes等【受精卵，典型的C/S结构，请求生产，fork子进程，ok,生了】启动步骤3、SystemServer服务循环框架Android服务启动不停的通过Zygotefork新的进程,并建立了一大堆服务，并addService到serviceManager，Android的所有服务循环框架都是建立SystemServer@(SystemServer.java）上4、Home启动启动完所有的Android服务后，然后启动第一个home应用程序，即第一个启动HomeActivity应用程序总体启动框架图示HAL接口实现•Android系统的移植就是kernel+HAL层接口实现【不过这是最理想的做法了，实现上简单的这么做难道很大的】•HardwareAbtractionLayer，即硬件抽象层，目的就是使用自已平台的硬件适配层为系统加速，发挥硬件平台的最大性能,未定义则使用软实现。•HAL层调用方式JNI-通用硬件模块-硬件模块-内核驱动接口，即androidframeworks中JNI调用/hardware/libhardware/hardware.c中定义的hw_get_module函数来获取硬件模块，然后调用硬件模块中的方法，硬件模块中的方法直接调用内核接口完成相关功能接口层调用关系HAL接口定义原则•1、同类设备有多个时只定义一个设备名称，调用open函数全部打开【对于设备打开需要很多资源的并且很少使用的可以后续分配内存，以便内存浪费】•2、接口定义以效率为先，发挥平台最大性能•3、模块划分明确，方便调试及集成•4、类型的结构充分利用CStruct的数据排列特性：基本结构体放置在最前面，本地私有放置在后面，满足了抽象的需要，以structhw_module_tcommon;及structhw_device_tcommon;置前主要模块介绍•hardware.h通用硬件模块头文件•gralloc.h主要定义graphicsdevice，至少需要双缓冲framebuffer，硬件没有则使用ashemem或pmem实现•copybit.h2D加速函数，如blit/stretch•overlay.h加速视频数据输出，叠加于主显示区之上，机顶盒上一般使用视频层输出•tuner.h锁频功能定义•demux.h解复用功能定义•media.h媒体播放功能定义，包含avdec/output,并且虚拟定义了videowindow概念•OpenGl3D接口实现，移植平台前期可以先行使用软件libagl.soHAL后续解读•生成的所有模块都以*.so动态库，各个动态库之间定义了一个hal_common.so用于各个动态间全局变量调用，对上层接口透明•下面直接讲解HAL层代码头文件Linux公社•Linux公社（LinuxIDC.com）于2006年9月25日注册并开通网站，Linux现在已经成为一种广受关注和支持的一种操作系统，IDC是互联网数据中心，LinuxIDC就是关于Linux的数据中心。•LinuxIDC.com提供包括Ubuntu，Fedora，SUSE技术，以及最新IT资讯等Linux专业类网站。关于图形部分移植•1、如果处理器只有2D硬件加速而没有3D硬件加速，则可以利用opengl中的libagl，实现封装在libagl里的copybit，即libagl+copybit•2、如果处理器2D/3D硬件加速均有，那么可以丢开copybit，去实现openGLES2D/3DAPI的加速功能•3、对于hisi来说，有专门的2D和3D硬件加速，但由于3D对于数据(surfcae或者纹理)搬移速度不理想(40ms-7ms差异)，所以实现glDrawArrays实现copybit功能实现加速逻辑加载流程（egl.cpp)•全局变量gEGLImpl定义IMPL_HARDWARE=0,IMPL_SOFTWARE•利用egl_init_drivers_locked填充gEGLImp数组变量,即加载不同的动态（硬件和软件加速驱动）libGLES_android.so软件库【libagl】libGLES_HWxxxxx.so硬件库OpenGl的函数赋值于hooks结构•利用配置文件/system/lib/egl/egl.cfg进行选择•loader.open-load_driver进行函数指针赋值Copybit功能实现（2D加速）•主要包含块搬移及位图拉伸或旋转的功能,实现copybit_device_t结构即可•基本调用层次关系,对于OpenGl调用补充下：•可选宏定义LIBAGL_USE_GRALLOC_COPYBITSglDrawArrays-drawPrimitivesTriangleFan-copybit调用到平台Copybit函数，使用2D对surfaceFlinger实现块搬移LayerBufferOpenGlCopybit硬件抽象层硬件支持，hisi即为TDE层图形系统层次关系显示FrameBuffer在系统中就是一段内存,GDI的工作就是把需要输出的内容放入到该段内存的某个位置,ui层调用代码FramebufferNativewindow.cpp图形缓冲区管理•接口体现在gralloc.h接口中，实现硬件FrameBuffer内存管理及共享缓存管理•接口调用逻辑：•gralloc_device_open根据不同情况:gpu分配空间,调用gralloc_alloc,hisi统一使用fb实现fb分配空间,调用fb_device_open，打开/dev/fb0其它内存分配,调用gralloc_alloc_buffer使用PMEM或者ASHMEM•mapFrameBufferLocked真正分配fb缓冲区函数，这里一次性打开所