Android的系统架构和其操作系统一样,采用了分层的架构。从架构图看,Android分为四个层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层
系统内核
Android 是运行于Linux kernel之上,但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux 里支持的功能,Android 大都没有支持,包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以Bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android 为了达到商业应用,必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份,例如Android将驱动程序移到 Userspace,使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。Bionic/Libc/Kernel/ 并非标准的Kernel header files。Android 的 Kernel header 是利用工具由 Linux Kernel header 所产生的,这样做是为了保留常数、数据结构与宏。
Android 的 Linux kernel控制包括安全(Security),存储器管理(Memory Management),程序管理(Process Management),网络堆栈(Network Stack),驱动程序模型(Driver Model)等。下载Android源码之前,先要安装其构建工具 Repo来初始化源码。Repo 是 Android 用来辅助Git工作的一个工具。
后缀简介
APK是安卓应用的后缀,是AndroidPackage的缩写,即Android安装包(apk)。APK是类似Symbian Sis或Sisx的文件格式。通过将APK文件直接传到Android模拟器或Android手机中执行即可安装。apk文件和sis一样,把android sdk编译的工程打包成一个安装程序文件,格式为apk。 APK文件其实是zip格式,但后缀名被修改为apk,通过UnZip解压后,可以看到Dex文件,Dex是Dalvik VM executes的全称,即Android Dalvik执行程序,并非Java ME的字节码而是Dalvik字节码。
总结下我们发现Android在运行一个程序时首先需要UnZip,然后类似Symbian那样直接执行安装,和Windows Mobile中的PE文件有区别,这样做对于程序的保密性和可靠性不是很高,通过dexdump命令可以反编译,但这样做符合发展规律,微软的 Windows Gadgets或者说WPF也采用了这种构架方式。
在Android平台中dalvik vm的执行文件被打包为apk格式,最终运行时加载器会解压然后获取编译后androidmanifest.xml文件中的permission分支相关的安全访问,但仍然存在很多安全限制,如果你将apk文件传到/system/app文件夹下会发现执行是不受限制的。
最终我们平时安装的文件可能不是这个文件夹,而在android rom中系统的apk文件默认会放入这个文件夹,它们拥有着root权限。
硬件抽像层
Android 的HAL(硬件抽像层)是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开,让 Android 不至过度依赖 Linux kernel,以达成 Kernel independent 的概念,也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。
HAL stub 是一种代理人(Proxy)的概念,Stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向 HAL“提供”操作函数(Operations),并由 Android runtime 向 HAL 取得 Stub 的Operations,再 Callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 Stub(代理人)。Runtime 只要说明“类型”,即 Module ID,就可以取得操作函数。
中介软件
操作系统与应用程序的沟通桥梁,应用分为两层:函数层(Library)和虚拟机(Virtual Machine)。 Bionic是 Android 改良libc的版本。Android 同时包含了Webkit,所谓的Webkit 就是Apple Safari 浏览器背后的引擎。Surface flinger 是就2D或3D的内容显示到屏幕上。Android使用工具链(Toolchain)为Google自制的Bionic Libc。
Android采用OpenCORE作为基础多媒体框架。Open CORE可分7大块:PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework(PVMF)、Operating System Compatibility Library(OSCL)、Common、OpenMAX。
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