Android嵌入式系统软件开发

Android嵌入式系统软件开发AndroidEmbeddedSystemSoftwareDevelopment周庆国〔〕兰州大学126.26.3第六章BootChart、Dalvik及Bootloader6.1BootChartDalvikBootloader336.1Bootchartbootchart本是一个开源工具，用可视化的方式对GUN/LINUX的开机启动过程进行性能分析，包括资源的使用，如CPU，磁盘等，各进程的执行时间等信息。Ubuntu系统上执行的命令 sudoaptitudeinstallbootchart编译支持Bootchart的INIT初始化程序 (1)与其他嵌入式Linux系统一样，INIT是Androlid系统的第一个用户空间程序，它位于Android文件系统的根目录〔”/”〕中。INIT被Linux内核调用执行，完成一些初始化步骤和启动所有的其他用户空间程序的工作。 (2)在Android中，INIT读取并执行/init.rc和/init.<machine_name>.rc初始化脚本配置文件里的相关命令来完成相应的初始化工作。 (3)INIT可以编译成支持或不支持Bootchart数据收集的，当然默认是不支持该功能的。为了在Android中使用Bootchart数据收集功能，必须确保Bootchart支持已经编译进INIT程序中。 这里提供了两种方式来重新编译INIT：44Bootchart(a)设置INIT_BOOTCHART标志为真，重新编译整个Android平台 exportINIT_BOOTCHART=true make-j4(b)设置INIT_BOOTCHART标志为真，重新编译init模块 touchsystem/core/init/init.c mINIT_BOOTCHART=true55Bootchart安装新的INIT到系统镜像中 emulator-avd@AVDName-ramdiskout/target/product/generic/ramdisk.img在系统启动的时候触发Bootchart功能 adbshell#echo60>/data/bootchart-start从系统中获取收集到的数据 adbshell#lsdata/bootchart header kernel_pacct proc_diskstats.log proc_ps.log proc_stat.log66Bootchart根据收集到的数据生成图表 bootchartbootchart.tgz lsbootchart.pngbootchart.tgzBootchart将生成PNG格式的图片。当然，可以指定为其他格式的图片。如果有打印用途，那么可以指定为EPS格式的；如果有放大、查看细节等需求，那么可以指定为SVG格式的。77BootchartBootchart中使用到以下一些/proc文件： ①一次性使用的文件〔用来生成Bootchart图表头的信息〕有：/proc/version、/proc/cmdline、/proc/cpuinfo②周期性使用的文件有： /proc/uptime 该文件保存系统正常运行和空闲的时间，以10毫秒为单位 /proc/stat 保存到/data/bootchart/proc_stat.log文件中 /proc/diskstats保存到/data/bootchart/proc_diskstats.log文件中 /proc/[pid]/cmdline保存/data/bootchart/proc_ps.log文件中 /proc/[pid]/stat 保存到/data/bootchart/proc_ps.log文件中返回首页886.2DalvikDalvik是基于存放器，而JVM却是基于栈的，Dalvik移植技术可以将Java.class转换成.dex格式一个dex档通常会有多个.class。由于dex有时必须进行最正确化，会使档案大小增加1-4倍，以ODEX结尾DVM的运行库绝大局部都是用portableC编写的99JNICallBridge作用是把一系列的整型值转变成各种类型的函数参数，并且调用函数。这个调用过程必须符合C函数调用的约定。为了简化移植，JNICallBridge在新平台上通常会使用开源的FFI库，但是，Dalvik移植技术运行不够快，也没有对平台做专门优化，所以，移植JNICallBridge首先应该重新写一个FFI库。JNICallBridge代码位于dalvik/vm/arch/*1010Dalvik编译为了能够更方便的调试dalvik，我们需要编译一个在X86上运行的dalvik和相关工具。编译步骤如下：

a.首先进入到Android源码根目录

b.sourcebuild/envsetup.sh(不是网上有些文章写的只输入build/envsetup.sh)

c.lunch2在此之后可以看到TARGET_PRODUCT为sim。TARGET_ARCH为x86

d.make或者makedalvikvm和makedexdump(make为编译所有程序，比较耗时，有时甚至某些模块编译不过，如为节省时间，可使用makedalvikvm直接编译dalvik,makedexdump直接编译dexdump)

1111Gdb调试dalvik准备在用gdb启动dalvik时，需要设置一些环境，比较繁琐，这里创立一个脚本来简化这些过程，脚本名为grund.sh，放于Android源码根目录。下面为脚本内容。

#!/bin/sh

base=`pwd`

root=$base/out/debug/host/linux-x86/pr/sim/system

exportANDROID_ROOT=$root

bootpath=$root/framework

exportBOOTCLASSPATH=$bootpath/core.jar:$bootpath/ext.jar:$bootpath/framework.jar:$bootpath/android.police.jar

exportANDROID_DATA=/tmp/dalvik_test

mkdir-p$ANDROID_DATA/dalvik-cache

execgdb$root/bin/dalvikvm1212Gdb调试dalvika.准备一个简单的java程序，如hello.java，编译后将hello.jar拷贝至Android源码根目录。〔hello.java与makefile见附录〕b.进入到Android源码根目录c../grund.sh〔执行上述脚本，之后会看到gdb提示符〕d.在gdb提示符后输入“setargs–cphello.jarhello”e.这个时候就可以设置断点，单步跟踪了！如有对gdb不熟的同学，请google之。main()函数为入口函数，先在main.c212行设置断点〔在gdb提示符后输入“b212”〕f.在gdb提示符后输入”r”，OK，我们会看到dalvik被gdb启动执行，然后停于212行，执行JNI_CreateJavaVM函数前先看看gDvm的内容〔输入pgDvm〕。然后执行JNI_CreateJavaVM函数〔输入“n”〕，再看看gDvm的内容。比照执行前后的变化，可大概知道JNI_CreateJavaVM函数所做的事情。1313Gdb调试dalvikg.main.c249行代码用于加载hello.class，在249行设置断点。在此中断后，看下slashClass的内容(输入“pslashClass“)，slashClass正是”hello”字符串。接下来单步进入执行之(输入”s”)，然后查看下函数调用栈(输入”bt”)。可知现在正在执行的是jni.c中的FindClass函数。通过此方法，可知函数指针指向的是何函数。h.main.c255行代码用于取得hello.java中main函数编译后的字节码。类似于g步骤，可知此时执行的函数为jni.c中的GetStaticMethodID函数i.main.c273行代码执行main函数编译后的字节码，类似于g步骤，可知此时执行的函数为jni.c中的2681行。此处为宏定义，不容易找到。但通过gdb调试，可以准确的定位。如此时继续运行程序，”helloworld”就会出现在我们的眼前！1414dexdump查看jar文件Dexdump可执行文件放于out目录下，可使用”findout/-namedexdump”命令来找到dexdump。

“dexdump–fhello.jar”命令可打印jar文件的头部信息。

“dexdump–dhello.jar”可打印所编译的字节码。返回首页15156.3BootLoaderu-boot的编译及配置U-Boot，全称为UniversalBootLoader，即通用Bootloader。通用有两层含义：可以引导多种操作系统、支持多种架构的CPU。针对使用的开发板board/<board_name>，执行：

1、make

<board_name>_config

2、make

all通过分析顶层Makefile和mkconfig两个文件，配置简述过程如下： make<board_name>_config相当于执行./mkconfig<board_name>$2$3$4$5$6 ARCH=$2

CPU=$3

BOARD=$4 VENDOR=$5 SOC=$61616uboot的编译及配置一类是选项，前缀是CONFIG_，用来选择处理器、设备接口、命令、属性等。例如： #define

CONFIG_ARM920T

1 #define

CONFIG_DRIVER_CS89001另一类是参数，前缀是CFG_，用来定义总线频率、串口波特率、Flash地址等参数。例如： #define

CFG_FLASH_BASE

0x00000000 #defineCFG_PROMPT

"=>"文

件

名

称说

明文

件

名

称说

明System.mapU-Boot映像的符号表u-boot.binU-Boot映像原始的二进制格式u-bootU-Boot映像的ELF格式u-boot.srecU-Boot映像的S-Record格式1717uboot的编译及配置其中mkimage是很常用的一个工具，Linux内核映像和ramdisk文件系统映像都可以转换成U-Boot的格式。工

具

名

称说

明工

具

名

称说

明bmp_logo制作标记的位图结构体img2srec转换SREC格式映像envcrc校验u-boot内部嵌入的环境变量mkimage转换U-Boot格式映像gen_eth_addr生成以太网接口MAC地址updaterU-Boot自动更新升级工具1818u-boot启动过程1919u-boot启动过程2020ARM-Linux的启动要求本质上讲，bootloader程序应提供〔最小限度〕如下几个方面： 1、设置和初始化RAM(强制性的) 2、初始化一个串口(可选的) 3、检测机器类型(可选的/强制性的) 4、设置内核启动需要的标记列表(强制性的) 5、调用内核镜像(强制性的)2121ld-script分析ld，GNU连接工具，用于将各目标文件合并在一起，并重新安排他们的数据