Android和Linux的嵌入式開發差異

最近開始投入Android的懷抱。說來慚愧，08年就聽說這東西，當時也有同事投入去看，因為惡心Java，始終對這玩意無感，沒想到現在不會這個嵌入式都快要沒法搞了。為了不中年失業，所以只能回過頭又來學。

首先還是說Android是基于Linux內核的，所以說骨子里還是linux，但是針對移動端，進行了深度優化。在這里結合GPT還有網上的信息，這里主要針對相比嵌入式Linux的差異，簡單總結一下：

1 首先當然是前后端的分離。

有點類似Openwrt的發展。在之前，linux要開發圖形程序是比較復雜的，QT，還有幾個庫，要么要收費，要么難以學習，最關鍵是和硬件平臺綁定，換到新硬件要做移植。所以谷歌在操盤的時候，直接用Java做了前端GUI。當然，Java以前也有用J2SE做應用的傳統。這樣搞的好處也顯而易見，前端和硬件分離，不管什么硬件，都不用改app代碼了，虛擬機做適配就行了。IOS因為平臺封閉，所以選了類C語言（具體機制空了再看看）。

所以首先的差異就是前端App要用Java開發，所以這個基本上繞不開。框架還是必須要學一下。

在前端App的層面，谷歌提供了Framework，還有大量的原生應用，比如電話，計算器，日歷，email等。簡化了很多開發。

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按照現在主流的分工，不管是Java還是Kotlin，應該都有專門的工程師。這部分對于嵌入式開發工程師我的理解是不用太懂，但是基本框架要懂，app是怎么怎么調用底層的，這個必須要知道。

試手一下CameraX（TODO）-CSDN博客

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2 內核的變化（部分內容來自GPT）

Wakelocks： Android引入了"Wakelocks"機制，用于管理設備的喚醒狀態。這是為了優化移動設備的電源管理，確保在需要時設備保持喚醒狀態。就是俗稱的喚醒鎖，貌似這玩意主要是app層在用。

Low Memory Killer： Android引入了Low Memory Killer機制，用于監測并終止占用過多內存的應用程序進程，以維護系統的內存穩定性。這有助于提高系統的性能和響應能力。

Binder IPC（Inter-Process Communication）： Android使用了自己的進程間通信機制，稱為Binder。Binder允許Android系統中的不同組件進行通信，例如Activity、Service和BroadcastReceiver。據說這玩意類似Windows上的COM機制。

Ashmem： Android引入了Anonymous Shared Memory（Ashmem）機制，用于進程間共享匿名內存區域。這在Android中的共享內存和圖形子系統中使用。

Logger： Android在內核中添加了用于日志記錄的Logger模塊，以支持Android的日志系統。

Android File System（FUSE）： Android引入了FUSE（Filesystem in Userspace）用于文件系統的實現，允許用戶空間程序運行文件系統代碼而不需要修改內核。

安全性增強： Android對Linux內核進行了一些安全性的增強，包括SELinux（Security-Enhanced Linux）的集成，以提高系統的安全性。

調度策略： Android可能會使用不同的調度策略，以適應移動設備的性能和電源管理需求。

庫的替換：好像glibc這些也都換了。

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大部分都是應用層。Binder是一個重頭，因為涉及到接口。其他了解就行，真用到了再去看也可以。

Tee學習（TODO）-CSDN博客

3 驅動層的變化。（部分內容來自GPT）

Linux以前是標準的ioctl接口，Android改成了HAL接口，重要實現都切到了user space，用JNI封裝。這些都要很了解。此外電源管理機制，還有Binder機制要看一下。

內核版本： Linux驅動接口： Linux驅動接口通常是為通用Linux內核設計的，支持各種硬件架構和設備類型。Linux內核在不同的發行版和版本中可能會有一些變化，但整體上是相對一致的。 Android驅動接口： Android使用了經過修改的Linux內核，因此Android驅動接口可能在某些方面與標準的Linux內核驅動接口略有不同。Android還可能引入一些額外的特定于移動設備的驅動需求。

電源管理： Linux驅動接口： Linux提供了通用的電源管理框架，驅動可以利用這些機制進行設備電源的管理。電源管理策略可能因硬件和內核配置而異。 Android驅動接口： Android對電源管理有其專有的需求，引入了Wakelocks等機制，以便更好地適應移動設備的電源管理和喚醒狀態。

進程間通信（IPC）： Linux驅動接口：通常情況下，Linux驅動接口的設計并不直接涉及進程間通信，因為它主要關注設備與內核的交互。 Android驅動接口： Android引入了Binder機制，用于進程間通信。這對于Android中各種組件的通信非常重要，例如Activity、Service和BroadcastReceiver。

設備節點和HAL層： Linux驅動接口：在標準Linux系統中，設備節點通常位于/dev目錄下，用戶空間可以通過這些設備節點與驅動進行通信。 Android驅動接口： Android引入了硬件抽象層（HAL），這是一個在用戶空間和驅動之間的接口層，用于將Android系統與底層硬件驅動隔離開來。HAL層提供了標準接口，使得不同設備的驅動可以以相似的方式與Android系統進行交互。

調度策略： Linux驅動接口： Linux內核使用通用的進程調度策略，適用于各種設備和場景。 Android驅動接口： Android可能對調度策略進行定制，以適應移動設備的特殊需求，例如更好的響應性和電源管理。

驅動總覽：

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這部分是重頭，尤其是HAL層的差異，改的挺大的，必須要懂，而且要很懂。然后Android驅動層的一些實現，FrameBuffer（貌似現在換了），V4L2，ALSA，USB的gaeget框架，可能都要看看。當然，后面這部分也是Linux平臺的玩法，區別不大。?

Android的硬件接口HAL-CSDN博客

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4 安卓運行環境增加的命令

am activity管理器，啟動activity等。直接管理activity的原因可能還是為了調試方便。（猜測）

pm package管理器。這個沒啥好多說的。

svc 服務管理器。和linux標準的service有點接近，但是可以管理的是Android的特定服務，比如藍牙，wifi等等。

input 模擬輸入，主要應該還是用在調試方面。（搞外掛利器？）

getprop/setprop 以前在路由器上，這一套要單獨實現，就是TR069，SNMP之類，現在谷歌整體給你實現了。輕松很多。在嵌入式開發中，這個是大頭。

settings 這個說的主要是設置android。但是和上面的有什么區別呢？還是看了下GPT，setting主要修改和用戶界面相關的東西，主要是app領域。getprop/setprop則更廣，包含一些系統底層屬性，需要的權限也更高，有些要root權限。貌似在嵌入式開發中，主要還是后者。

安卓平臺在本地也集成了一個數據庫，有點類似SQLite。當然，這個就是愛用不用了。

getevent 獲取本地事件。nandread 讀取nand數據。

最后有別于一般用的busybox，安卓用的toolbox，常用命令大同小異。

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要點有兩個，一個是通過getprop/setprop給adb調試接口，另一個是用getevent，inputs去做定位分析，也都不是太難。其他的知道怎么用就行了。

5 用戶層差異

主要就是運行的文件系統，一些重要的守護進程，然后一些工具的了解。

守護進程列表：

安卓啟動流程：

文件結構

重要服務的位置：

文件系統差異（來自GPT）

應用和用戶數據： Android： Android 將應用和用戶數據存儲在 /data 分區中。每個應用程序都有自己的私有數據目錄，其中包含其數據和設置。例如，應用程序的數據庫、緩存和共享首選項通常存儲在 /data/data/<package_name> 目錄下。嵌入式 Linux：在一般的嵌入式 Linux 系統中，應用程序的數據和設置通常存儲在 /usr、/var 或其他指定目錄中。

系統文件和可執行文件： Android： Android 的系統文件和可執行文件通常存儲在 /system 分區中。這包括 Android 操作系統的核心文件、系統應用和一些系統級別的設置。嵌入式 Linux：一般的嵌入式 Linux 系統的系統文件和可執行文件可能分散在不同的目錄中，通常包括 /bin、/sbin、/lib 等。

可變數據和緩存： Android：可變數據和緩存通常存儲在 /cache 分區中。這包括一些臨時文件和緩存，可能會在系統啟動時被清理。嵌入式 Linux：一般的嵌入式 Linux 系統可能將臨時文件和緩存存儲在 /tmp 目錄下。

外部存儲： Android：外部存儲通常映射到 /sdcard，用于存儲用戶的媒體文件、下載內容等。嵌入式 Linux：嵌入式 Linux 系統也可以使用外部存儲，但其掛載點和目錄結構可能不同，具體取決于設備和系統定制。

硬件相關文件： Android： Android 中可能包含一些硬件相關的文件和節點，如 /dev 目錄下的設備節點，用于與硬件交互。嵌入式 Linux：嵌入式 Linux 系統也有 /dev 目錄，但硬件節點的命名和數量可能根據系統的硬件配置而變化。

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和第4點差不多，沒什么難度，用兩次熟悉就可以了，細節要用的時候知道怎么查就行了。

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