【IT168技術】我們知道Android是一個開源系統，但是並不徹底，而且Android從多個方面對Linux內核進行了改動與增強，盡管一度和Linux基金會在內核方面鬧得不愉快，但是最終也達成了和解。下面將對此進行詳細介紹和分析。
1 、Goldfish
Android模擬器通過運行一個Goldfish的虛擬CPU.Goldfish來運行arm926t指令集(arm926t屬於armv5構架)，並且仿真了輸入/輸出，比如鍵盤輸入和LCD 輸出。這個模擬器其實是在qemu之上開發的，輸入/輸出是基於libSDL的。既然Goldfish是被模擬器運行的虛擬CPU，那麼當Android在真實的硬件設備上運行時，我們就需要去掉它，因此，只有知道Google對Goldfish做了哪些具體改動之後才能正確地去掉。據統計，Android 內核對Goldfish的改動主要涉及44個文件，具體匯總如下。
說明 本書中在被改動的文件前面加了Chg標記，在新增的文件前面加了New標記。
1Chgarch/arm/Makefile添加CONFIG_ARCH_GOLDFISH
2Newarch/arm/configs/goldfish_defconfig默認配置文件
3Newarch/arm/mach-goldfish/Kconfig為Goldfish CPU添加Kernel配置文件
4Newarch/arm/mach-goldfish/Makefile添加board-goldfish.o
5Newarch/arm/mach-goldfish/Makefile.boot為Goldfish CPU進行啟動配置
6Newarch/arm/mach-goldfish/audio.c Audio的輸入/輸出
7Newarch/arm/mach-goldfish/board-goldfish.c中斷請求、輸入/輸出等
8Newarch/arm/mach-goldfish/pdev_bus.c設備總線
9Newarch/arm/mach-goldfish/pm.c電源管理
10Newarch/arm/mach-goldfish/switch.cSwitch控制
11Newarch/arm/mach-goldfish/timer.c獲取和設置時間
12Chgarch/arm/mm/Kconfig添加ARCH_GOLDFISH到支持列表
13Chgdrivers/char/Makefile添加goldfish_tty
14Newdrivers/char/goldfish_tty.cTTY驅動
15Chgdrivers/input/keyboard/Kconfig為Goldfish的鍵盤事件添加配置文件
16Chgdrivers/input/keyboard/Makefile添加goldfish_events事件
17Newdrivers/input/keyboard/goldfish_events.cGoldfish鍵盤驅動
18Chgdrivers/mmc/host/Kconfig添加Kernel配置選項Goldfish MMC卡
19Chgdrivers/mmc/host/Makefile添加Goldfish MMC卡驅動
20Newdrivers/mmc/host/goldfish.c多媒體驅動
21Chgdrivers/mtd/devices/Kconfig為Goldfish的NAND flash device添加Kernel配置選項
22Chgdrivers/mtd/devices/Makefile添加goldfish_nand
23Newdrivers/mtd/devices/goldfish_nand.cNAND flash驅動
24Newdrivers/mtd/devices/goldfish_nand_reg.hNAND flash驅動
25Chgdrivers/power/Kconfig為Goldfish的battery(電池)驅動添加kernel配置選項
26Chgdrivers/power/Makefile添加Goldfish電池
27Newdrivers/power/goldfish_battery.c能源和電池狀態驅動
28Chgdrivers/rtc/Kconfig為Goldfish的rtc(時鐘)驅動添加Kernel配置選項
29Chgdrivers/rtc/Makefile添加rtc-goldfish
30Newdrivers/rtc/rtc-goldfish.c實時時鐘驅動
31Chgdrivers/video/Kconfig添加Goldfish的framebuffer
32Chgdrivers/video/Makefile添加Goldfish的framebuffer
33Newdrivers/video/goldfishfb.cframebuffer驅動
34Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/dma.h
35Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/entry-macro.S
36Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/hardware.h
37Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/io.h
38Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/irqs.h
39Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/memory.h
40Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/system.h
41Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/timer.h
42Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/timex.h
43Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/uncompress.h
44Newinclude/asm-arm/arch-goldfish/vmalloc.h
2 、YAFFS2
不同於PC機(文件是存儲在硬盤上的)，手機使用FLASH作為存儲介質。HTC的G1使用的是NANDFLASH——這種存儲目前已經相當普及了，而且種類也頗多(如SLC、MLC等)，存儲密度也越來越高(已經出現幾十GB大小的NANDFLASH)，價格也越來越低。
YAFFS2是專門用在FLASH上的文件系統，YAFFS2是“Yet Another Flash File System，2nd edition”的縮寫。YAFFS2為Linux內核提供了一個高效訪問NANDFLASH的接口。但是NANDFLASH的支持並不包含在標准的2.6.25內核中，所以Google在其中添加了對NANDFLASH的支持。據統計，為了支持YAFFS2，Google一共改動和增加了以下35個文件：
1Chgfs/Kconfig添加YAFFS配置
2Chg fs/Makefile添加YAFFS
以下為新增的YAFFS2：
1Newfs/yaffs2/Kconfig18Newfs/yaffs2/yaffs_mtddif2.h
2Newfs/yaffs2/Makefile19Newfs/yaffs2/yaffs_nand.c
3Newfs/yaffs2/devextras.h20Newfs/yaffs2/yaffs_nand.h
4Newfs/yaffs2/moduleconfig.h21Newfs/yaffs2/yaffs_nandemul2k.h
5Newfs/yaffs2/yaffs_checkptrw.c22Newfs/yaffs2/yaffs_packedtags1.c
6Newfs/yaffs2/yaffs_checkprtw.h23Newfs/yaffs2/yaffs_packedtags1.h
7Newfs/yaffs2/yaffs_ecc.c24Newfs/yaffs2/yaffs_packedtags2.c
8Newfs/yaffs2/yaffs_ecc.h25Newfs/yaffs2/yaffs_packedtags2.h
9Newfs/yaffs2/yaffs_fs.c26Newfs/yaffs2/yaffs_qsort.c
10Newfs/yaffs2/yaffs_getblockinfo.h27Newfs/yaffs2/yaffs_qsort.h
11Newfs/yaffs2/yaffs_guts.c28Newfs/yaffs2/yaffs_tagscompat.c
12Newfs/yaffs2/yaffs_guts.h29Newfs/yaffs2/yaffs_tagscompat.h
13Newfs/yaffs2/yaffs_mtdif.c30Newfs/yaffs2/yaffs_tagsvaliditiy.c
14Newfs/yaffs2/yaffs_mtdif.h31Newfs/yaffs2/yaffs_tagsvalidity.h
15Newfs/yaffs2/yaffs_mtddif1.c32Newfs/yaffs2/yaffsinterface.h
16Newfs/yaffs2/yaffs_mtddif1.h33Newfs/yaffs2/yportenv.h
17Newfs/yaffs2/yaffs_mtddif2.c
3、 藍牙
在藍牙通信協議棧裡Google修改了10個文件。這些改動修復了一些與藍牙耳機相關的明顯的Bug，以及一些與藍牙調試和訪問控制相關的函數，具體如下所示。
1Chgdrivers/bluetooth/Kconfig添加HCI UART Debug
2Chgdrivers/bluetooth/hci_II.c如果HCI UART Debug定義在Kernel配置中，則添加BT_DBG()宏
3Chgnet/bluetooth/Kconfig添加配置選項L2CAP, HCI_CORE, HCI_SOCK，以及通用接口和語音
4Chgnet/bluetooth/af_bluetooth.c如果CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK被定義，則添加藍牙功能的安全檢查
5Chgnet/bluetooth/hci_event.c修正藍牙的加密Bug和增加語音的支持
6Chgnet/bluetooth/rfcomm/core.c修正Bug
7Chgnet/bluetooth/rfcomm/sock.c修復Bug
8Chgnet/bluetooth/sco.c禁用SCO鏈接
9Chginclude/net/bluetooth/hci_core.h禁用LMP_ESCO
10Chginclude/net/bluetooth/rfcomm.h在rfcomm_dlc中添加“out”參數
4 、調度器(Scheduler)
Android內核還修改了與進程調度和時鐘相關的策略。只改動了5個文件，如下：
1Chgkernel/sched.c添加NORMALIZED_SLEEPER
2Chgkernel/sched_fair.c修改內核的調度方式
3Chgkernel/softirq.c修改為CPU調度
4Chgkernel/time/tick-sched.c修改為CPU調度
5Chginclude/linux/tick.h如果CONFIG_NO_HZ被定義，則添加tick_nohz_ update_ stopped_ sched_tick()
5、 Android新增的驅動
Android在Linux的基礎上新增了許多特有的驅動，如下所示。
1)IPC Binder 一種IPC(進程間通信)機制。它的進程能夠為其他進程提供服務——通過標准的Linux系統調用API。IPC Binder的概念起源於一家名為Be.Inc的公司，在Google之前就已經被Palm軟件采用了。
2)Low Memory Killer 其實內核裡已經有一個類似的功能，名稱為oom killer(out of memory killer)。當內存不夠的時候，該策略會試圖結束一個進程。
3)Ashmem 匿名共享內存。該功能使得進程間能夠共享大塊的內存。比如說，系統可以使用Ashmem保存一些圖標，多個應用程序可以訪問這個共享內存來獲取這些圖標。Ashmem為內核提供了一種回收這些使用完的共享內存塊的方法，如果某個進程試圖訪問這些已經被回收的內存塊，它將會得到錯誤的返回值，以便它重新進行內存塊分配和數據初始化。
4)RAM Console and Log Device 為了調試方便，Android添加了一個功能，使調試信息可以輸入到一個內存塊中。此外，Android還添加了一個獨立的日志模塊，這樣用戶空間的進程就能夠讀寫日志消息，以及調試打印信息等。
5)Android Debug Bridge 嵌入式設備的調試的確比較麻煩，為了便於調試，Google設計了這個調試工具，可以簡稱為ADB，使用USB作為連接方式，ADB可以看做是連接Android設備和PC機的一套協議。
除了這些主要的功能之外，Android還增加了諸如 real-time clock、switch、timed GPIO等功能，所有這些改動和增加包含在以下28個文件之中。
1Chgdrivers/Kconfig進入配置文件
2Chgdrivers/Makefile添加switch，驅動等
3Newdrivers/android/Kconfig添加BINDER_IPC、POWER、POWER_STAT、POWER_ ALARM、LOGGER、RAM_CONSOLE、TIMED_GPIO、PARANOID_NETWORK到配置中
4Newdrivers/android/Makefile添加binder.o、power.o、alarm.o、logger.o、ram_console.o、timed_gpio
5Newdrivers/android/alarm.c系統硬件時鐘和實時時鐘管理
6Newdrivers/android/binder.cIPC機制(Binder)
7Newdrivers/android/logger.cGoogle的日志API
8Newdrivers/android/ram_console.cRAM控制台和日志設備方便調試 [1]
9Newdrivers/android/timed_gpio.cGoogle的GPIO定時驅動
10Newdrivers/switch/Kconfig為GPIO添加配置選項
11Newdrivers/switch/Makefile引入GPIO驅動
12Newdrivers/switch/switch_class.c
13Newdrivers/switch/switch_gpio.c
14Chgdrivers/usb/gadget/Kconfig添加ADB配置選項
15Chgdrivers/usb/gadget/Makefile編譯ADB所需的配置選項
16Newdrivers/usb/gadget/android_adb.cADB驅動
17Newinclude/linux/android_aid.h添加AIDs、INET、networking
18Newinclude/linux/android_alarm.h時鐘功能設置
19Newinclude/linux/android_timed_gpio.hGPIO結構體
20Newinclude/linux/ashmem.hAndroid共享內存
21Newinclude/linux/binder.hBinder IPC API定義
22Newinclude/linux/logger.hLogger定義
23Newinclude/linux/switch.hGPIO switch接口
24Chgmm/Makefile添加ashmem.o
25Newmm/ashmem.c內存共享實現
26Chgdrivers/misc/Kconfig添加LOW_MEMORY_KILLER配置選項
27Chgdrivers/misc/Makefile添加lowmemorykiller.c
28Newdrivers/misc/lowmemorykiller.c當內存過低時，選擇並結束進程
6 、電源管理
電源管理(Power Management)對於移動設備來說相當重要，也是最為復雜和開發難度最高的一個功能。Google添加了一個新的電源管理系統，不包含原有的apm和dpm等。這項改動主要涉及以下5個文件：
1Newinclude/linux/android_power.h定義電源管理API
2Newdrivers/android/power.c電源管理API實現
3Chgdrivers/input/evdev.c修改Android電源處理方式
4Chgfs/inotify_user.c修改Android電源處理方式
5Chgkernel/power/process.c修改Android電源處理方式
7、 雜項
除了上述改動之外，還有一些小改動，如新增的額外調試功能、鍵盤背光控制、TCP 網絡管理等，共涉及36個文件，如下所示。
1NewDocumentation/vm/pagemap.txt
2Chgarch/arm/Kconfig添加HAVE_LATENCYTOP_SUPPORT和ARCH_GOLDFISH
3Chgarch/arm/kernel/process.c添加dump_task_regs方法
4Chgarch/arm/kernel/signal.c解決系統無法重新啟動的問題
5Chgarch/arm/kernel/stacktrace.c改進調試棧跟蹤
6Chgarch/arm/mm/abort-ev6.S
7Chgdrivers/char/Kconfig添加Memory device driver和Goldfish TTY driver
8Chgdrivers/char/mem.c使編譯結果輸出到/dev/kmem and /dev/mem
9Chgdrivers/leds/Kconfig當CPU運行時打開LEDS，但是屏幕是關閉的
10Chgdrivers/leds/Makefile添加編譯ledtrig-sleep.o
11Newdrivers/leds/ledtrig-sleep.c睡眠(當關閉屏幕後CPU仍然運行)
12Chgdrivers/rtc/class.c修正實時時鐘誤差的Bug
13Chgfs/fat/dir.c添加VFAT_IOCTL_GET_VOLUME_ID到fat_dir_ioctl()
14Chg fs/fat/inode.c
15Chgfs/proc/base.c當內存不足時調整/proc文件
16Chgfs/proc/proc_misc.c修正kpagecount_read和kpageflags_read返回的一些錯誤
17Chgfs/proc/task_mmu.c簡化add_to_pagemap中的錯誤檢查
18Chginclude/asm-arm/elf.h添加ELF_CORE_COPY_TASK_REGS()宏調用dump_task_ regs(...)
19Chginclude/linux/mm.h添加shmem_set_file(...)函數原型
20Chginclude/linux/msdos_fs.h添加VFAT_IOCTL_GET_VOLUME_ID宏
21Chgkernel/hrtimer.c修復run_hrtimer_pending錯誤
22Chginit/Kconfig添加PANIC_TIMEOUT默認為0
23Chgkernel/panic.c設置默認的panic_timeout：從kernel配置到PANIC_TIMEOUT
24Chgkernel/power/console.c修復虛擬控制台的錯誤信息
25Chgkernel/printk.c修復printk錯誤
26Chgmm/filemap.c修正filemap_fault
27Chgmm/shmmem.c重構shmem_zero_setup
28Chgmm/tiny-shmem.c重構shmem_zero_setup
29Chginclude/linux/sockios.h添加SIOCKILLADDR控制
30Chginclude/net/tcp.h添加tcp_v4_nuke_addr函數
31Chgnet/ipv4/Makefile如果設置CONFIG_SYSFS，編譯sysfs_net_ipv4
32Chgnet/ipv4/af_inet_c如果定義CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK，則添加安全檢查
33Chgnet/ipv4/devinet.c添加SIOCKILLADDR
34Chgnet/ipv4/sysfs_net_ipv4.c控制TCP窗口長度
35Chgnet/ipv4/tcp_ipv4.c添加tcp_v4_nuke_addr函數
36Chgnet/ipv6/af_inet6.c如果定義CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK，則添加安全檢查
上面這些看似簡單，但是非常重要，當大家進行系統級應用開發和程序移植時都需要研究這些文件。對於每個文件的具體改動方式和實現，我們需要進一步查看Android的內核源代碼，這是後面將要詳細講解的內容。
為了調試方便，Android 添加了一個功能，使得調試信息可以輸入到一個內存塊中。此外， Android 添加了一個獨立的日志模塊，這樣用戶空間的進程能夠讀寫日志消息，調試打印信息等。
