《android教程底层》PPT课件

Android开发杂谈开发杂谈广州网易，闻波wenbob1整理ppta.了解系统了解系统了解程序了解程序优化与混淆优化与混淆Hacking内容提要内容提要2整理ppt了解系统了解系统a.系统组成与特点系统组成与特点系统启动过程系统启动过程3整理ppt典型的手机硬件方案典型的手机硬件方案4整理pptAndroid的体系结构的体系结构5整理ppt五层体系结构解读五层体系结构解读a.ApplicationAndroid内置程序：内置程序：Home、Contracts、PhoneGoogle闭源程序：闭源程序：GoogleClientVendor程序：程序：HTCDream，OMSFrameworkAndroidCoreCode（java）VendorextensionsNativelibraries功能函数库：功能函数库：C/C+库、音视频、库、音视频、SQLite、OpenGL/ES、Webkit、FreeType、SSLAndroidJNIAndroidDalvikVMUserspacedriversLinuxKernel精简版的精简版的IPC补丁：补丁：Binder更积极的电源管理：没有人宣布要用的部件，就关掉更积极的电源管理：没有人宣布要用的部件，就关掉6整理ppt函数调用关系函数调用关系7整理pptAndroid的重要特色的重要特色a.HAL许多驱动程序以用户态的方式运行，依赖内核的许多驱动程序以用户态的方式运行，依赖内核的HAL机制。机制。CameraService、SurfaceFlinger、AudioFlinger等都位于用户态。等都位于用户态。Bionic精简版的精简版的C/C+运行库，类似于嵌入式系统中常用的运行库，类似于嵌入式系统中常用的uCLib。被重复发明的轮子。为什么不用被重复发明的轮子。为什么不用uCLib？商业用途的版权考虑，不想？商业用途的版权考虑，不想被被LGPL限制。限制。SurfaceFlinger表面渲染，目前是比较低效的表面渲染，目前是比较低效的C代码实现，有待芯片厂商来改善。代码实现，有待芯片厂商来改善。8整理pptAndroid的重要特色的重要特色a.BrowserWebkit移植版，并不是移植版，并不是Chrome，无，无Plugins接口接口内置内置Googlegears（无源代码（无源代码)2.x提供了更多的提供了更多的HTML5特性，如本地存储等特性，如本地存储等不支持文件上传不支持文件上传inputtype=file.DalvikVM为什么又发明了轮子为什么又发明了轮子：绕开绕开SUN公司的授权的商业考虑公司的授权的商业考虑轻量级，轻量级，500KB大小，适合移动设备的虚拟机大小，适合移动设备的虚拟机使用使用fork方式执行应用程序方式执行应用程序(所谓所谓Zygote)，启动速度更快，启动速度更快9整理ppt了解系统了解系统a.系统组成与特点系统组成与特点系统启动过程系统启动过程10整理ppt系统引导过程系统引导过程InitialProgramLoaderSecondProgramLoaderLinuxkernelinit相关的分区镜像文件相关的分区镜像文件a.hboot.imgSPLb.radio.img射频通讯相关的程序(GSM、CDMA)c.boot.imgLinuxkerneld.system.imgFramework,系统程序，运行库e.recovery.img用于恢复/升级系统f.userdata.img用户数据及程序安装的目录g.cache.img.硬件初始化，类似硬件初始化，类似BIOS系统引导程序，类似系统引导程序，类似Grub操作系统内核操作系统内核第一个进程，脚本第一个进程，脚本init.conf11整理pptLinux内核启动过程内核启动过程内核文件为内核文件为boot.img，是，是gzip压缩包，分为两部分：压缩包，分为两部分：ramdisk.img+system.img启动过程和普通桌面启动过程和普通桌面Linux类似：类似：首先只读加载首先只读加载ramdisk.img。ramdisk中包括中包括init程序以程序以及配置文件及配置文件/etc/init.rc。加载后执行。加载后执行init程序。程序。init进程负责解析进程负责解析init.rc，完成整个操作系统的启动。，完成整个操作系统的启动。init在处理过程中加载驱动，建立目录树和设备节点，在处理过程中加载驱动，建立目录树和设备节点，$lsmodsec47600-Live0 xbf01b000modem_pm_driver27682-Live0 xbf018000netmux_linkdriver103760permanent,Live0 xbf013000netmux5608819netmux_linkdriver,Live0 xbf000000加载加载system分区，装载初始系统文件。分区，装载初始系统文件。然后加载然后加载userdata分区，装载初始用户数据。分区，装载初始用户数据。最后启动各种系统服务最后启动各种系统服务12整理ppt1号进程号进程init的处理过程的处理过程:daemons假定共假定共64MB内存，此时剩余内存，此时剩余40MB13整理ppt1号进程号进程init的处理过程的处理过程:services14整理ppt1号进程号进程init的处理过程的处理过程:services15整理ppt1号进程号进程init的处理过程的处理过程:注册服务注册服务剩余系统内存：剩余系统内存：20MB16整理ppt启动后启动后创建的进程创建的进程:root用户用户kthreadd,ksoftirqd,events,khelper,suspend,kblockd,cqueue,kseriod,aio,rpciod,/基础服务基础服务mtdblockd,pdflush,kswapd,mountd,kmmcd,mmcqd,/磁盘与文件系统需要磁盘与文件系统需要debuggerd,adbd,/调试与调试与usb辅助功能辅助功能installd,/软件安装服务软件安装服务qemud,/有这个，那么本手机必定虚拟的有这个，那么本手机必定虚拟的反破解反破解程序应该检测程序应该检测zygote/受精卵受精卵17整理ppt启动后启动后创建的进程创建的进程radiorild手机模块的后台服务手机模块的后台服务com.android.phone手机功能的手机功能的java层包装层包装bluetoothdbus-daemon可怜的可怜的dbus只用来做蓝牙消息传递只用来做蓝牙消息传递mediamediaserver多媒体服务多媒体服务systemservicemanager,/服务管理器服务管理器system_server,/各种系统功能的总服务程序（相当于各种系统功能的总服务程序（相当于MS-DOS的的INT21H，2FH）com.android.settings,/系统设置菜单系统设置菜单app_xxxandroid.process.acore,com.google.process.gapps,com.android.mms,com.android.alarmclock,android.process.media18整理ppt1号进程号进程init的处理过程：的处理过程：GUIa.假设一个极端的硬件环境：a.中低端手机CPU：250-500MHzb.L1缓存：16-32K（无L2）c.总线：100MHzb.此时，系统里至少有40个必备的进程在运行c.应用程序可用内存：20MBd.Home现在还没启动19整理ppt了解程序了解程序虚拟机运行机制虚拟机运行机制GUI机制机制进程与线程进程与线程20整理ppt虚拟机的虚拟机的C/S创建机制创建机制字节码程序都是用字节码程序都是用app_process运行的。运行的。app_process负责也设负责也设置用户和组、内存、检查置用户和组、内存、检查JNI函数、检查字节码、初始化虚拟机等函数、检查字节码、初始化虚拟机等等脏活累活。等脏活累活。classAppRuntime:/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cppclassAndroidRuntime:/frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cppinit创建的创建的app_process进程被称为进程被称为zygote(受精卵受精卵)。运行后。运行后创建创建socket：/dev/socket/zygote，侦听和处理运行字节码，侦听和处理运行字节码程序的请求程序的请求init.rcline243:servicezygote/system/bin/app_process-Xzygote/system/bin-zygote-start-system-serversocketzygotestream666onrestartwrite/sys/android_power/request_statewakeonrestartwrite/sys/power/stateoninit设置了参数设置了参数“-zygote”，进入服务模式。具体实现在，进入服务模式。具体实现在Java类：类：com.android.internal.os.ZygoteInit21整理pptZygote服务器服务器zygote在完成了虚拟机的初始化后，启动在完成了虚拟机的初始化后，启动UNIXdomainsocket服务，服务，循环接受命令，提供创建虚拟机的服务。循环接受命令，提供创建虚拟机的服务。voidrun()throwsZygoteInit.MethodAndArgsCallerintloopCount=ZygoteInit.GC_LOOP_COUNT;while(true)if(loopCount=0)ZygoteInit.gc();loopCount=ZygoteInit.GC_LOOP_COUNT;elseloopCount-;if(runOnce()break;之后，当需要运行之后，当需要运行manifest文件中的文件中的,和和中的类时，就中的类时，就会会通过通过socket向向zygote发送启动命令。发送启动命令。进程的执行主要有两种情况：进程的执行主要有两种情况：a.receiver收到特定的响应动作后，自动运行收到特定的响应动作后，自动运行(例如开机自动运行的例如开机自动运行的android.intent.action.BOOT_COMPLETED动作动作)手动运行手动运行(实质是被其他程序通过实质是被其他程序通过StartActivity等函数启动的等函数启动的)22整理pptJava程序的进程创建与执行程序的进程创建与执行进程的创建是通过向进程的创建是通过向Zygote服务器提交请求来实现的。服务器提交请求来实现的。frameworks/base/core/java/android/os/Process.java542:pid=zygoteSendArgsAndGetPid(argsForZygote);zygote收到命令后，在收到命令后，在runOnce()函数中函数中fork一个子进程：一个子进程：(ZygoteConnection.java212)pid=Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid,parsedArgs.gid,parsedArgs.gids,parsedArgs.debugFlags,rlimits);和和JVM相似，相似，Dalvik虚拟机也把传入类的虚拟机也把传入类的main方法作为入口。方法作为入口。函数函数RuntimeInit.zygoteInit()的最后，调用了的最后，调用了invokeStaticMain(startClass,startArgs)，把传入的命令行参数作为类名加载，执行其，把传入的命令行参数作为类名加载，执