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2.2 Android对Linux内核的改动
Android从多个方面对Linux内核进行了改动与增强，下面将对此进行详细介绍和分析。
2.2.1 Goldfish
Android模拟器通过运行一个Goldfish的虚拟CPU.Goldfish来运行arm926t指令集（arm926t属于armv5构架），并且仿真了输入/输出，比如键盘输入和LCD 输出。这个模拟器其实是在qemu之上开发的，输入/输出是基于libSDL的。既然Goldfish是被模拟器运行的虚拟CPU，那么当 Android 在真实的硬件设备上运行时，我们就需要去掉它，因此，只有知道 Google 对Goldfish做了哪些具体改动之后才能正确地去掉。据统计，Android 内核对Goldfish的改动主要涉及44个文件，具体汇总如下。
说明 本书中在被改动的文件前面加了Chg标记，在新增的文件前面加了New标记。
1 Chg arch/arm/Makefile 添加CONFIG_ARCH_GOLDFISH 2 New arch/arm/configs/goldfish_defconfig 默认配置文件 3 New arch/arm/mach-goldfish/Kconfig 为Goldfish CPU添加Kernel配置文件 4 New arch/arm/mach-goldfish/Makefile 添加board-goldfish.o 5 New arch/arm/mach-goldfish/Makefile.boot 为Goldfish CPU进行启动配置 6 New arch/arm/mach-goldfish/audio.c Audio 的输入/输出 7 New arch/arm/mach-goldfish/board-goldfish.c 中断请求、输入/输出等 8 New arch/arm/mach-goldfish/pdev_bus.c 设备总线 9 New arch/arm/mach-goldfish/pm.c 电源管理 10 New arch/arm/mach-goldfish/switch.c Switch控制 11 New arch/arm/mach-goldfish/timer.c 获取和设置时间 12 Chg arch/arm/mm/Kconfig 添加ARCH_GOLDFISH到支持列表 13 Chg drivers/char/Makefile 添加goldfish_tty 14 New drivers/char/goldfish_tty.c TTY驱动 15 Chg drivers/input/keyboard/Kconfig 为Goldfish的键盘事件添加配置文件 16 Chg drivers/input/keyboard/Makefile 添加goldfish_events事件 17 New drivers/input/keyboard/goldfish_events.c Goldfish键盘驱动 18 Chg drivers/mmc/host/Kconfig 添加Kernel配置选项Goldfish MMC卡 19 Chg drivers/mmc/host/Makefile 添加Goldfish MMC卡驱动 20 New drivers/mmc/host/goldfish.c 多媒体驱动 21 Chg drivers/mtd/devices/Kconfig 为Goldfish的NAND flash device添加Kernel配置选项 22 Chg drivers/mtd/devices/Makefile 添加goldfish_nand 23 New drivers/mtd/devices/goldfish_nand.c NAND flash驱动 24 New drivers/mtd/devices/goldfish_nand_reg.h NAND flash驱动 25 Chg drivers/power/Kconfig 为Goldfish的battery（电池）驱动添加kernel配置选项 26 Chg drivers/power/Makefile 添加Goldfish电池 27 New drivers/power/goldfish_battery.c 能源和电池状态驱动 28 Chg drivers/rtc/Kconfig 为Goldfish的rtc（时钟）驱动添加Kernel配置选项 29 Chg drivers/rtc/Makefile 添加rtc-goldfish 30 New drivers/rtc/rtc-goldfish.c 实时时钟驱动 31 Chg drivers/video/Kconfig 添加Goldfish的framebuffer 32 Chg drivers/video/Makefile 添加Goldfish的framebuffer 33 New drivers/video/goldfishfb.c framebuffer驱动 34 New include/asm-arm/arch-goldfish/dma.h 35 New include/asm-arm/arch-goldfish/entry-macro.S 36 New include/asm-arm/arch-goldfish/hardware.h 37 New include/asm-arm/arch-goldfish/io.h 38 New include/asm-arm/arch-goldfish/irqs.h 39 New include/asm-arm/arch-goldfish/memory.h 40 New include/asm-arm/arch-goldfish/system.h 41 New include/asm-arm/arch-goldfish/timer.h 42 New include/asm-arm/arch-goldfish/timex.h 43 New include/asm-arm/arch-goldfish/uncompress.h 44 New include/asm-arm/arch-goldfish/vmalloc.h
2.2.2 YAFFS2
不同于PC机（文件是存储在硬盘上的），手机使用FLASH作为存储介质。HTC的G1使用的是NANDFLASH——这种存储目前已经相当普及了，而且种类也颇多（如SLC、MLC等），存储密度也越来越高（已经出现几十GB大小的NANDFLASH），价格也越来越低。
YAFFS2是专门用在FLASH上的文件系统，YAFFS2是“Yet Another Flash File System， 2nd edition”的缩写。YAFFS2为Linux内核提供了一个高效访问NANDFLASH的接口。但是NANDFLASH 的支持并不包含在标准的 2.6.25 内核中，所以 Google 在其中添加了对NANDFLASH的支持。据统计，为了支持YAFFS2，Google一共改动和增加了以下35个文件：
1 Chg fs/Kconfig 添加YAFFS配置 2 Chg fs/Makefile 添加YAFFS
以下为新增的YAFFS2：
1 New fs/yaffs2/Kconfig 18 New fs/yaffs2/yaffs_mtddif2.h 2 New fs/yaffs2/Makefile 19 New fs/yaffs2/yaffs_nand.c 3 New fs/yaffs2/devextras.h 20 New fs/yaffs2/yaffs_nand.h 4 New fs/yaffs2/moduleconfig.h 21 New fs/yaffs2/yaffs_nandemul2k.h 5 New fs/yaffs2/yaffs_checkptrw.c 22 New fs/yaffs2/yaffs_packedtags1.c 6 New fs/yaffs2/yaffs_checkprtw.h 23 New fs/yaffs2/yaffs_packedtags1.h 7 New fs/yaffs2/yaffs_ecc.c 24 New fs/yaffs2/yaffs_packedtags2.c 8 New fs/yaffs2/yaffs_ecc.h 25 New fs/yaffs2/yaffs_packedtags2.h 9 New fs/yaffs2/yaffs_fs.c 26 New fs/yaffs2/yaffs_qsort.c 10 New fs/yaffs2/yaffs_getblockinfo.h 27 New fs/yaffs2/yaffs_qsort.h 11 New fs/yaffs2/yaffs_guts.c 28 New fs/yaffs2/yaffs_tagscompat.c 12 New fs/yaffs2/yaffs_guts.h 29 New fs/yaffs2/yaffs_tagscompat.h 13 New fs/yaffs2/yaffs_mtdif.c 30 New fs/yaffs2/yaffs_tagsvaliditiy.c 14 New fs/yaffs2/yaffs_mtdif.h 31 New fs/yaffs2/yaffs_tagsvalidity.h 15 New fs/yaffs2/yaffs_mtddif1.c 32 New fs/yaffs2/yaffsinterface.h 16 New fs/yaffs2/yaffs_mtddif1.h 33 New fs/yaffs2/yportenv.h 17 New fs/yaffs2/yaffs_mtddif2.c
2.2.3 蓝牙
在蓝牙通信协议栈里Google修改了10个文件。这些改动修复了一些与蓝牙耳机相关的明显的Bug，以及一些与蓝牙调试和访问控制相关的函数，具体如下所示。
1 Chg drivers/bluetooth/Kconfig 添加HCI UART Debug 2 Chg drivers/bluetooth/hci_II.c 如果HCI UART Debug定义在Kernel配置中，则添加BT_DBG()宏 3 Chg net/bluetooth/Kconfig 添加配置选项L2CAP,HCI_CORE,HCI_SOCK，以及通用接口和语音 4 Chg net/bluetooth/af_bluetooth.c 如果CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK被定义，则添加蓝牙功能的安全检查 5 Chg net/bluetooth/hci_event.c 修正蓝牙的加密Bug和增加语音的支持 6 Chg net/bluetooth/rfcomm/core.c 修正Bug 7 Chg net/bluetooth/rfcomm/sock.c 修复Bug 8 Chg net/bluetooth/sco.c 禁用SCO链接 9 Chg include/net/bluetooth/hci_core.h 禁用LMP_ESCO 10 Chg include/net/bluetooth/rfcomm.h 在rfcomm_dlc中添加“out”参数
2.2.4 调度器（Scheduler）
Android内核还修改了与进程调度和时钟相关的策略。只改动了5个文件，如下：
1 Chg kernel/sched.c 添加NORMALIZED_SLEEPER 2 Chg kernel/sched_fair.c 修改内核的调度方式 3 Chg kernel/softirq.c 修改为CPU调度 4 Chg kernel/time/tick-sched.c 修改为CPU调度 5 Chg include/linux/tick.h 如果 CONFIG_NO_HZ 被定义，则添加 tick_nohz_ update_ stopped_sched_tick()
2.2.5 Android新增的驱动
Android在Linux的基础上新增了许多特有的驱动，如下所示。
1）IPC Binder 一种IPC（进程间通信）机制。它的进程能够为其他进程提供服务——通过标准的Linux系统调用API。IPC Binder的概念起源于一家名为Be.Inc的公司，在Google之前就已经被Palm软件采用了。
2）Low Memory Killer 其实内核里已经有一个类似的功能，名称为 oom killer（out of memory killer）。当内存不够的时候，该策略会试图结束一个进程。
3）Ashmem 匿名共享内存。该功能使得进程间能够共享大块的内存。比如说，系统可以使用 Ashmem 保存一些图标，多个应用程序可以访问这个共享内存来获取这些图标。Ashmem 为内核提供了一种回收这些使用完的共享内存块的方法，如果某个进程试图访问这些已经被回收的内存块，它将会得到错误的返回值，以便它重新进行内存块分配和数据初始化。
4）RAM Console and Log Device 为了调试方便，Android添加了一个功能，使调试信息可以输入到一个内存块中。此外，Android 还添加了一个独立的日志模块，这样用户空间的进程就能够读写日志消息，以及调试打印信息等。
5）Android Debug Bridge 嵌入式设备的调试的确比较麻烦，为了便于调试，Google设计了这个调试工具，可以简称为ADB，使用USB作为连接方式，ADB可以看做是连接Android设备和PC机的一套协议。
除了这些主要的功能之外，Android还增加了诸如 real-time clock、switch、timed GPIO等功能，所有这些改动和增加包含在以下28个文件之中。
1 Chg drivers/Kconfig 进入配置文件 2 Chg drivers/Makefile 添加switch，驱动等 3 New drivers/android/Kconfig 添加 BINDER_IPC、POWER、POWER_STAT、POWER_ ALARM、LOGGER、RAM_CONSOLE、TIMED_GPIO、PARANOID_NETWORK到配置中 4 New drivers/android/Makefile 添加binder.o、power.o、alarm.o、logger.o、ram_console.o、timed_gpio 5 New drivers/android/alarm.c 系统硬件时钟和实时时钟管理 6 New drivers/android/binder.c IPC机制（Binder） 7 New drivers/android/logger.c Google的日志API
8 New drivers/android/ram_console.c RAM控制台和日志设备方便调试9 New drivers/android/timed_gpio.c Google的GPIO定时驱动 10 New drivers/switch/Kconfig 为GPIO添加配置选项 11 New drivers/switch/Makefile 引入GPIO驱动 12 New drivers/switch/switch_class.c 13 New drivers/switch/switch_gpio.c 14 Chg drivers/usb/gadget/Kconfig 添加ADB配置选项 15 Chg drivers/usb/gadget/Makefile 编译ADB所需的配置选项 16 New drivers/usb/gadget/android_adb.c ADB驱动 17 New include/linux/android_aid.h 添加AIDs、INET、networking 18 New include/linux/android_alarm.h 时钟功能设置 19 New include/linux/android_timed_gpio.h GPIO结构体 20 New include/linux/ashmem.h Android共享内存 21 New include/linux/binder.h Binder IPC API定义 22 New include/linux/logger.h Logger定义 23 New include/linux/switch.h GPIO switch接口 24 Chg mm/Makefile 添加ashmem.o 25 New mm/ashmem.c 内存共享实现 26 Chg drivers/misc/Kconfig 添加LOW_MEMORY_KILLER配置选项 27 Chg drivers/misc/Makefile 添加lowmemorykiller.c 28 New drivers/misc/lowmemorykiller.c 当内存过低时，选择并结束进程
2.2.6 电源管理
电源管理（Power Management）对于移动设备来说相当重要，也是最为复杂和开发难度最高的一个功能。Google添加了一个新的电源管理系统，不包含原有的apm和dpm等。这项改动主要涉及以下5个文件：
1 New include/linux/android_power.h 定义电源管理API 2 New drivers/android/power.c 电源管理API实现 3 Chg drivers/input/evdev.c 修改Android电源处理方式 4 Chg fs/inotify_user.c 修改Android电源处理方式 5 Chg kernel/power/process.c 修改Android电源处理方式
2.2.7 杂项
除了上述改动之外，还有一些小改动，如新增的额外调试功能、键盘背光控制、TCP 网络管理等，共涉及36个文件，如下所示。
1 New Documentation/vm/pagemap.txt 2 Chg arch/arm/Kconfig 添加HAVE_LATENCYTOP_SUPPORT和ARCH_GOLDFISH 3 Chg arch/arm/kernel/process.c 添加dump_task_regs方法 4 Chg arch/arm/kernel/signal.c 解决系统无法重新启动的问题 5 Chg arch/arm/kernel/stacktrace.c 改进调试栈跟踪 6 Chg arch/arm/mm/abort-ev6.S 7 Chg drivers/char/Kconfig 添加Memory device driver和Goldfish TTY driver 8 Chg drivers/char/mem.c 使编译结果输出到/dev/kmem and/dev/mem 9 Chg drivers/leds/Kconfig 当CPU运行时打开LEDS，但是屏幕是关闭的 10 Chg drivers/leds/Makefile 添加编译ledtrig-sleep.o 11 New drivers/leds/ledtrig-sleep.c 睡眠（当关闭屏幕后CPU仍然运行） 12 Chg drivers/rtc/class.c 修正实时时钟误差的Bug 13 Chg fs/fat/dir.c 添加VFAT_IOCTL_GET_VOLUME_ID到fat_dir_ioctl() 14 Chg fs/fat/inode.c 15 Chg fs/proc/base.c 当内存不足时调整/proc文件 16 Chg fs/proc/proc_misc.c 修正kpagecount_read和kpageflags_read返回的一些错误 17 Chg fs/proc/task_mmu.c 简化add_to_pagemap中的错误检查 18 Chg include/asm-arm/elf.h 添加ELF_CORE_COPY_TASK_REGS()宏调用dump_task_regs(...) 19 Chg include/linux/mm.h 添加shmem_set_file(...)函数原型 20 Chg include/linux/msdos_fs.h 添加VFAT_IOCTL_GET_VOLUME_ID宏 21 Chg kernel/hrtimer.c 修复run_hrtimer_pending错误 22 Chg init/Kconfig 添加PANIC_TIMEOUT默认为0 23 Chg kernel/panic.c 设置默认的panic_timeout：从kernel配置到PANIC_TIMEOUT 24 Chg kernel/power/console.c 修复虚拟控制台的错误信息 25 Chg kernel/printk.c 修复printk错误 26 Chg mm/filemap.c 修正filemap_fault 27 Chg mm/shmmem.c 重构shmem_zero_setup 28 Chg mm/tiny-shmem.c 重构shmem_zero_setup 29 Chg include/linux/sockios.h 添加SIOCKILLADDR控制 30 Chg include/net/tcp.h 添加tcp_v4_nuke_addr函数 31 Chg net/ipv4/Makefile 如果设置CONFIG_SYSFS，编译sysfs_net_ipv4 32 Chg net/ipv4/af_inet_c 如果定义CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK，则添加安全检查 33 Chg net/ipv4/devinet.c 添加SIOCKILLADDR 34 Chg net/ipv4/sysfs_net_ipv4.c 控制TCP窗口长度 35 Chg net/ipv4/tcp_ipv4.c 添加tcp_v4_nuke_addr函数 36 Chg net/ipv6/af_inet6.c 如果定义CONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORK，则添加安全检查
上面这些看似简单，但是非常重要，当大家进行系统级应用开发和程序移植时都需要研究这些文件。对于每个文件的具体改动方式和实现，我们需要进一步查看Android的内核源代码，这是后面将要详细讲解的内容。