Android系统服务开发

内容概要

金大佑

西江大学电子工程学士及硕士学位。大学时期沉迷于Linux，并创建了Linux社团。曾参与LG电子Android项目，目前在瑞萨移动参与Android LTE手机项目。虽然热衷于Android开发，但目前仍在使用非智能手机。主要关注领域是Android平台、SW设计以及ARM架构。希望有一天可以将创建开源项目作为个人爱好。

朴宰永

高丽大学无线电工程学士及硕士学位，进入LG电子后，至今一直从事手机开发业务。十余年开发过程中，从与硬件相关的BSP业务到UI业务，乃至批量生产相关业务均有涉猎，积累了丰富经验。比较关注的领域是无线通信、移动平台、ARM架构、USIM、电源管理。今后想通过授课对社会做出贡献。

文炳元

曾在LG电子参与手机开发，目前在游戏公司负责数据分析。认为程序员的能力不仅在于了解丰富的知识，更在于能够找到解决问题的方法。现在仍然不断努力，希望每天都有新突破。

陈家林

Marvell高级研发经理，有7年多智能手机平台研发经验，专注于Android系统平台，了解系统架构，熟悉多个子模块。尤其在安全领域，知识体系涉及硬件、操作系统、框架层以及应用层，并多次在公开会议、论坛进行演讲。兴趣广泛，爱好电影、篮球、台球、创意和科技数码产品等。

书籍目录

第1 章　Android 系统服务开发　　1

1.1　Android 系统服务开发简介　　2

1.1.1　Android 的出现　　2

1.1.2　移动设备的硬件结构　　5

1.1.3　Android 硬件服务开发概要　　11

1.1.4　本书的叙述方向　　14

1.2　IPC　　16

1.2.1　Android 的进程　　16

1.2.2　进程的fork() 及exec() 函数　　17

1.2.3　Linux 内核的IPC　　19

1.2.4　Linux 管道　　20

1.2.5　网络套接字　　21

1.2.6　UNIX 套接字　　27

1.3　I/O 多路复用　　30

1.3.1　服务器端/ 客户端模型　　30

1.3.2　使用select() 函数的I/O 多路复用　　33

1.3.3　select() 函数示例　　34

1.4　ITC　　36

1.4.1　多线程　　36

1.4.2　Android 的ITC 模型　　39

1.4.3　消息　　42

1.4.4　Looper　　45

1.4.5　Handler　　49

1.4.6　HandlerThread　　54

1.5　守护进程服务分析　　56

1.5.1　普通守护进程程序的结构　　56

1.5.2　生成init 进程的守护进程服务　　58

1.5.3　守护进程与多客户端间的通信　　65

第2 章　RIL　　70

2.1　RIL 简介　　71

2.1.1　RIL 简介　　71

2.1.2　AP 与调制解调器间的相互作用　　72

2.1.3　AP 与调制解调器间的通信：RIL 命令　　73

2.2　RIL 结构　　75

2.2.1　Android 通信栈　　76

2.2.2　Android RIL 的调制解调器控制模型　　77

2.3　RIL 守护进程的结构　　78

2.3.1　RIL 守护进程的构成要素　　79

2.3.2　RIL 事件　　80

2.3.3　RIL 事件调度程序　　81

2.4　RIL 守护进程初始化　　87

2.4.1　守护进程的启动　　87

2.4.2　RIL 守护进程初始化过程　　90

2.4.3　动态加载Vendor RIL 库　　91

2.4.4　生成RIL 事件调度程序　　92

2.4.5　Vendor RIL 初始化　　97

2.4.6　注册Vendor RIL 的Radio控制函数及生成I/O 事件专用套接字　　100

2.5　RIL 事件处理机制　　103

2.5.1　RIL 事件调度程序的运行原理　　103

2.5.2　RIL 事件处理回调函数　　110

2.5.3　RIL req 处理机制　　119

2.5.4　RIL resp 处理机制　　124

2.5.5　RIL ind 处理机制　　129

第3 章　通信框架　　136

3.1　通信框架概要　　137

3.1.1　通信框架的功能　　137

3.1.2　通信框架提供的服务　　139

3.2　通信框架的结构　　140

3.2.1　通信框架的分层构成要素　　140

3.2.2　PhoneApp 类　　142

3.2.3　PhoneProxy 类　　142

3.2.4　Phone 接口　　144

3.2.5　Radio 接口　　146

3.2.6　state tracker 类　　148

3.2.7　CallManager 类　　149

3.2.8　不同版本中通信框架的变化（1.5~4.2）　　151

3.3　通信框架的初始化　　152

3.3.1　Phone 应用程序的生成　　153

3.3.2　通信框架的初始化　　155

3.3.3　RILJava 的初始化　　160

3.4　通信框架的服务模型　　164

3.4.1　通信框架的服务结构　　164

3.4.2　通信框架的服务req/resp 处理机制　　165

3.4.3　通信框架的服务ind 处理机制　　172

3.5　RILJava 的RIL req 处理示例　　186

3.5.1　Phone 应用程序的通信框架API 调用　　187

3.5.2　调用RILJava 的Radio API　　189

3.5.3　生成RILJava 的RILRequest对象　　191

3.5.4　向RILSender 线程传送RILRequest 对象　　193

3.5.5　发送RILSender 线程的RIL req　　194

3.6　RILJava 的RIL resp 处理示例　　197

3.6.1　从RIL 守护进程接收RIL resp　　198

3.6.2　发送RILReceiver 线程的服务resp 消息　　200

3.6.3　处理客户端对象handler 的服务resp 消息　　202

3.7　RILJava 的RIL ind 处理示例　　203

3.7.1　注册Subscriber 对象的服务ind　　204

3.7.2　接收RILReceive 线程的RIL ind　　205

3.7.3　调用RILReceive 线程的

notifyRegistrant() 方法　　206

3.7.4　处理Subscriber 对象handler的服务ind 消息　　209

第4 章　USIM　　211

4.1　USIM 简介　　212

4.1.1　智能卡的定义　　213

4.1.2　智能卡的启动过程　　213

4.1.3　使用APDU 的智能卡通信　　215

4.1.4　USIM 的由来　　215

4.1.5　USIM 的主要功能　　216

4.2　USIM 的数据结构及运行　　219

4.2.1　USIM 的数据结构　　219

4.2.2　USIM 的移动通信相关EF　　221

4.2.3　通过APDU 读取EF 的过程　　223

4.3　Android USIM 软件结构　　225

4.3.1　调制解调器　　225

4.3.2　RIL　　226

4.3.3　通信框架　　226

4.3.4　Android 应用程序　　229

4.4　Android USIM 初始化及运行　　230

4.4.1　UICC 初始化及UICC 相关对象的生成　　230

4.4.2　系统启动后调制解调器通电　　235

4.4.3　进入SIM_READY 状态　　240

4.4.4　查看USIM 状态及执行EF读取　　244

4.4.5　分析通信框架的EF 读取　　246

4.5　Android USAT 初始化及运行　　254

4.5.1　USAT 初始化　　254

4.5.2　通过Display Text 分析Proactive Command　　258

4.5.3　Android 的Proactive Command处理　　263

第5 章　Android 电源管理　　270

5.1　电源管理概述　　272

5.1.1　电功率　　273

5.1.2　了解电池　　273

5.1.3　默认电源状态　　274

5.1.4　Android 电源管理的作用　　275

5.2　Android 电源管理的结构　　276

5.2.1　Android 电源管理的层级结构　　277

5.2.2　Power Manager　　278

5.2.3　Power Manager Service　　279

5.2.4　本地空间　　280

5.2.5　内核空间　　282

5.2.6　Android 电源管理主要方法调用过程　　283

5.3　Power Manager Service 的初始化　　284

5.3.1　Power Manager Service 的类结构及方法　　285

5.3.2　生成并注册Power ManagerService　　286

5.3.3　Power Manager Service 初始化：init() 方法　　290

5.3.4　Power Manager Service 初始化：systemReady() 方法　　302

5.4　Power Manager Service 的主要操作　　304

5.4.1　Power Manager Service 状态　　304

5.4.2　决定Power Manager Service状态　　307

5.4.3　屏幕亮度时间的结构　　315

5.4.4　根据屏幕亮度时间控制屏幕亮度　　318

5.4.5　屏幕亮度转换的结构要素　　320

5.4.6　屏幕亮度转换操作　　321

5.4.7　Wake Lock 标记与标签　　328

5.4.8　生成Wake Lock　　330

5.4.9　获取Wake Lock　　334

5.4.10　解除Wake Lock　　344

5.5　间接应用电源管理服务　　344

5.5.1　Power Manager 类提供的方法　　345

5.5.2　Power Manager 类的实例化及获取　　345

5.5.3　获取Wake Lock：PARTIAL_WAKE_LOCK　　347

5.5.4　Wake Lock 获取示例：PARTIAL_WAKE_LOCK　　348

5.5.5　获取Wake Lock：屏幕亮度控制标记　　350

5.5.6　Wake Lock 获取示例：FULL_WAKE_LOCK　　352

5.5.7　获取Wake Lock：ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP　　353

5.5.8　解除Wake Lock：PARTIAL_WAKE_LOCK　　357

5.5.9　解除Wake Lock：屏幕亮度控制标记　　358

5.5.10　解除Wake Lock：ON_AFTER_RELEASE　　360

5.6　直接应用Power Manager Service　　361

5.6.1　屏幕亮度设置　　362

5.6.2　Poke Lock　　363

5.7　不应用Power Manager Service的Wake Lock　　364

第6 章　Android 内核电源管理　　367

6.1　Linux 内核电源管理　　369

6.1.1　APM 与ACPI　　369

6.1.2　设备电源管理　　372

6.2　Android 内核电源管理　　372

6.2.1　Android 内核修订内容　　372

6.2.2　kobject 与sysfs 文件系统　　373

6.2.3　生成用于电源管理的sysfs文件　　376

6.3　电源管理初始化　　378

6.4　Early Suspend　　381

6.4.1　Early Suspend 结构体与注册　　382

6.4.2　Early Suspend 操作　　384

6.5　Wake Lock　　387

6.5.1　Wake Lock 结构　　387

6.5.2　生成Wake Lock　　389

6.5.3　激活Wake Lock　　390

6.5.4　禁用Wake Lock　　393

6.6　Suspend　　394

6.6.1　执行Suspend　　394

6.6.2　准备Suspend　　395

6.6.3　进入Suspend　　396

6.7　Resume　　399

6.7.1　Early Resume　　400

6.7.2　设备Resume　　401

6.7.3　Resume 完成　　402

6.8　Late Resume　　402

6.9　Surface Flinger 与内核之间的相互操作　　405

6.9.1　屏幕On（开）状态到Off

（关）状态的转换　　406

6.9.2　屏幕Off（关）状态到On（开）状态的转换　　409

索引　　412

作者简介

•基于Jellybean（4.1.2）版本的Android系统服务

•线程间通信（Inter-Thread Communication）必备知识（Message、Message Queue、Looper、Handler等）

•针对进程间通信（Inter-Process Communication）的UNIX套接字使用方法

•守护进程程序结构

•面向移动通信网络的通信栈：RIL、通信框架、USIM

•Android的Power Management Service

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