Android底层接口与驱动开发技术详解 pdf下载

　　同套系图书重点推荐：
　　《Android系统源代码分析》
　　《Android底层接口与驱动开发技术详解》
　　细致分析底层驱动，提炼Android系统的本质与精华
　　遵循”内核分析-驱动实现-JNI层分析-Java应用层-系统移植“主线
　　完全从实际需要出发，作者十年开源系统开发经验和盘托出

　　Android系统从诞生到现在短短的几年时间，凭借其操作易用性和开发的简洁性，赢得了广大消费用户和开发者的支持，目前一直位居智能手机操作系统市场占有率榜首的位置。《Android底层接口与驱动开发技术详解》分为三篇，共计24章，循序渐进地讲解了Android系统中底层驱动方面的知识。《Android底层接口与驱动开发技术详解》从获取源码和源码结构分析讲起，依次讲解了基础知识篇、专用驱动篇和设备驱动篇三大部分的基本知识。在讲解每一个驱动时，都从Android系统源码开始入手，遵循“内核分析—驱动实现—JNI层分析—Java应用层—系统移植和改造”这一主线，透彻地剖析了每一个驱动系统的完整实现流程。《Android底层接口与驱动开发技术详解》几乎涵盖了Android驱动方面的所有主要内容，并且全书内容言简意赅，讲解方法通俗易懂，不但适用于应用高手们，也适合初学者学习并消化。
　　《Android底层接口与驱动开发技术详解》定位于有一定基础的Android开发人员，帮助其细致分析Android源码和底层驱动开发，积累经验，快速向Android殿堂级高手迈进。

　　陈强，西安交通大学计算机硕士，通信工程硕士，现就职于上海机锋科技公司担任项目经理。主要负责底层嵌入式项目，精通C++、C、Java语言开发，擅长Linux内核驱动开发，曾经开发了金地智能家居系统和娱乐时代智能电视系统，这两款系统在业界比较有名，并得到了消费者用户的欢迎。曾经独立编写并移植了高通801芯片，实现了完整的通信和传输应用功能。

第1篇 基础知识篇
第1章 Android驱动开发基础
1.1 认识什么是驱动
1.1.1 驱动程序的作用
1.1.2 PC中的驱动
1.1.3 手机中的驱动程序
1.2 开源还是不开源
1.2.1 雾里看花的开源
1.2.2 从为什么选择Java谈为什么不开源驱动程序
1.2.3 对驱动开发者来说是一把双刃剑
1.3 Linux开发基础
1.3.1 Linux历史简介
1.3.2 主要版本
1.3.3 Linux的巨大前景
1.4 Android和Linux的关系
1.4.1 Android继承于Linux
1.4.2 Android和Linux内核的区别
1.5 简析Linux内核
1.5.1 Linux内核的体系结构
1.5.2 和Android密切相关的Linux内核知识
1.6 分析Linux内核源码
1.6.1 源码目录结构
1.6.2 浏览源码的工具
1.6.3 Linux内核的显著特性
1.6.4 学习Linux内核的方法
第2章 获取并编译Android源码
2.1 获取Android源码
2.1.1 在Linux系统获取Android源码
2.1.2 在Windows平台获取Android源码
2.2 分析Android源码结构
2.3 编译Android源码
2.3.1 搭建编译环境
2.3.2 开始编译
2.3.3 在模拟器中运行
2.3.4 常见的错误分析
2.3.5 实践演练——演示两种编译Android程序的方法
2.4 编译Android Kernel
2.4.1 获取Goldfish内核代码
2.4.2 获取MSM内核代码
2.4.3 获取OMAP内核代码
2.4.4 编译Android的Linux内核
第3章 Android驱动移植基础
3.1 驱动开发需要做的工作
3.2 Android移植基础
3.2.1 移植的任务
3.2.2 需要移植的内容
3.2.3 驱动开发需要做的工作
3.3 Android对Linux的改造
3.3.1 Android的独有驱动
3.3.2 Android的核心驱动
3.3.3 Android对Linux内核文件的改动
3.3.4 为Android构建 Linux的操作系统
3.4 内核空间和用户空间之间接口
3.4.1 内核空间和用户空间的相互作用
3.4.2 系统和硬件之间的交互
3.4.3 使用Relay实现内核到用户空间的数据传输
3.5 三类驱动程序
3.5.1 字符设备驱动
3.5.2 块设备驱动
3.5.3 网络设备驱动
第4章 分析三大内核系统
4.1 Goldfish内核和驱动解析
4.1.1 Goldfish基础
4.1.2 Android专用驱动简介
4.1.3 Ashmem驱动介绍
4.1.4 Pmem驱动介绍
4.1.5 Alarm驱动程序
4.1.6 USB Gadget驱动程序
4.1.7 Paranoid驱动介绍
4.1.8 Goldfish的设备驱动
4.2 MSM内核和驱动解析
4.2.1 MSM基础
4.2.2 移植MSM内核简介
4.2.3 移植MSM
4.3 OMAP内核和驱动解析
4.3.1 OMAP基础
4.3.2 OMAP内核
4.3.3 移植OMAP体系结构
4.3.4 移植Android专用驱动和组件
4.3.5 OMAP的设备驱动

第2篇 专用驱动篇
第5章 分析JNI
5.1 JNI的本质
5.2 分析Java层
5.2.1 加载JNI库
5.2.2 实现扫描工作
5.2.3 读取并保存信息
5.2.4 删除不是SD卡中的文件信息
5.2.5 Process Directory
5.2.6 扫描函数Scan File
5.2.7 JNI中的异常处理
5.3 分析JNI层
5.3.1 将Native对象的指针保存到Java对象
5.3.2 创建Native层的Media Scanner对象
5.4 Native（本地）层
5.4.1 注册JNI函数
5.4.2 完成注册工作
5.4.3 动态注册
5.4.4 处理路径参数
5.4.5 扫描文件
5.4.6 添加TAG信息
5.4.7 总结函数JNI On Load与函数JNI On Unload的用途
5.4.8 Java与JNI基本数据类型转换
5.4.9 JNI Env接口
5.4.1 0 JNI中的环境变量
5.5 Camera模块的JNI实例分析
5.5.1 Java层预览接口
5.5.2 注册预览的JNI函数
5.5.3 C/C++层的预览函数
5.6 开发自己的JNI程序
第6章 硬件设备驱动程序
6.1 初识HAL层
6.1.1 HAL层简介
6.1.2 HAL legacy和HAL的对比
6.2 分析HAL层源码
6.2.1 分析HAL moudle
6.2.2 文件hardware.h
6.2.3 文件hardware.c
6.3 分析硬件抽象层的加载过程
6.4 分析硬件访问服务
6.4.1 定义硬件访问服务接口
6.4.2 实现硬件访问服务
6.5 分析mokoid工程
6.5.1 直接调用service方法的实现代码
6.5.2 通过Manager调用service的实现代码
6.6 分析Sensor（传感器）在HAL层的实现
6.6.1 HAL层的Sensor代码
6.6.2 Sensor编程的流程
6.7 HAL和系统移植
6.7.1 移植各个Android部件的方式
6.7.2 辅助工作
第7章 Binder驱动程序
7.1 引出Binder机制
7.2 Binder机制概述
7.3 分析Binder驱动程序的数据结构
7.4 设备初始化
7.5 打开Binder设备文件
7.6 实现内存映射
7.6.1 分析流程
7.6.2 分析具体代码
7.7 释放物理页面
7.8 处理内核缓冲区
7.8.1 分配内核缓冲区函数
7.8.2 添加到红黑树
7.8.3 释放内核缓冲区
7.8.4 查询内核缓冲区
7.9 Binder封装库
7.9.1 类BBinder
7.9.2 类BpRefBase
7.9.3 类IPCThreadState
第8章 Logger日志驱动
8.1 Logger系统基础
8.2 分析Logger驱动程序
8.2.1 分析文件logger.h
8.2.2 分析文件logger.c
8.3 日志库liblog
8.4 分析日志写入接口
8.4.1 分析C/C++层的写入接口
8.4.2 分析Java层的写入接口
第9章 内存系统驱动
9.1 分析Android的进程通信机制
9.1.1 Android的进程间通信（IPC）机制Binder
9.1.2 Service Manager是Binder机制的上下文管理者
9.2 分析Ashmem驱动程序
9.2.1 基础数据结构
9.2.2 初始化处理
9.2.3 打开匿名共享内存设备文件
9.2.4 内存映射
9.2.5 读/写操作
9.2.6 锁定和解锁
9.2.7 回收内存块
9.3 分析C++访问接口层
9.3.1 接口MemoryBase
9.3.2 接口MemoryBase
9.4 分析Java访问接口层
第10章 分析电源管理模块
10.1 Android Power Management基础
10.2 Framework层分析
10.2.1 文件PowerManager.java
10.2.2 文件PowerManagerService.java
10.3 JNI层分析
10.3.1 文件android_os_Power.cpp
10.3.2 文件power.c
10.4 Kernel（内核）层分析
10.4.1 文件power.c
10.4.2 文件earlysuspend.c
10.4.3 文件wakelock.c
10.4.4 文件resume.c
10.4.5 文件suspend.c
10.4.6 文件main.c
10.4.7 proc文件
10.5 wakelock和early_suspend
10.5.1 wake lock的原理
10.5.2 early_suspend的原理
10.5.3 Android休眠
10.5.4 Android唤醒
第11章 分析低内存管理模块
11.1 分析OOM机制
11.1.1 OOM机制基础
11.1.2 分析OOM机制的具体实现
11.2 分析Low Memory Killer的原理和机制
11.3 分析Low Memory Killer驱动
11.3.1 Low Memory Killer驱动基础
11.3.2 分析核心功能
11.3.3 设置用户接口
第12章 分析物理内存驱动
12.1 PMEM基础
12.1.1 PMEM概述
12.1.2 Platform设备基础
12.1.3 PMEM与Ashmem的区别
12.2 分析PMEM系统驱动程序
12.2.1 分析设备实现
12.2.2 分析驱动的具体实现
12.2.3 总结PMEM驱动的调用流程
12.3 分析用户接口空间
12.3.1 释放位图内存
12.3.2 释放位图内存空间
12.3.3 获取位图占用内存
第13章 分析Time Device驱动
13.1 分析Timed Output驱动程序
13.1.1 设备类
13.1.2 分析Timed Output驱动的具体实现
13.1.3 实现timed_output_dev设备的读写操作
13.2 分析Timed Gpio驱动程序
13.2.1 Timed Gpio驱动的基本原理
13.2.2 分析Timed Gpio驱动的实现文件
第14章 分析调试机制驱动Ram Console
14.1 Ram Console基础
14.2 分析Ram Console的具体实现
14.2.1 分析文件ram_console.h
14.2.2 分析文件ram_console.c
第15章 分析时钟系统驱动Alarm
15.1 Alarm系统基础
15.1.1 Alarm层次结构介绍
15.1.2 需要移植的内容
15.2 分析RTC驱动程序
15.3 分析Alarm驱动程序
15.3.1 分析文件android_alarm.h
15.3.2 分析文件alarm.c
15.3.3 分析文件alarm-dev.c
15.4 分析JNI层
15.5 分析Java层
15.5.1 分析AlarmManagerService类
15.5.2 分析AlarmManager类
15.6 模拟器环境的具体实现
第16章 分析USB Gadget驱动
16.1 分析Linux内核的USB驱动程序
16.1.1 USB设备基础
16.1.2 分析USB 和sysfs的联系
16.1.3 分析urb通信方式
16.1.4 分析USB驱动的例程
16.2 分析USB Gadget驱动
16.2.1 分析软件结构
16.2.2 层次整合
16.2.3 USB设备枚举

第3篇 设备驱动篇
第17章 FrameBuffer显示系统驱动
17.1 显示系统介绍
17.2 分析内核层
17.2.1 分析接口文件fb.h
17.2.2 分析内核实现文件fbmem.c
17.3 分析硬件抽象层
17.3.1 分析头文件
17.3.2 分析硬件帧缓冲区
17.3.3 实现缓冲区的分配
17.3.4 显示缓冲映射
17.3.5 分析管理库文件LayerBuffer.cpp
第18章 输入系统驱动应用
18.1 输入系统介绍
18.1.1 Android输入系统结构元素介绍
18.1.2 移植工作
18.2 分析Input（输入）系统驱动
18.2.1 分析头文件
18.2.2 分析核心文件input.c
18.2.3 分析event机制
18.3 分析硬件抽象层
18.3.1 分析文件KeycodeLabels.h
18.3.2 分析文件KeyCharacterMap.h
18.3.3 分析Kl格式文件
18.3.4 分析KCM格式文件
18.3.5 分析文件EventHub.cpp
第19章 音频系统驱动
19.1 音频系统基础
19.2 分析音频系统的层次
19.2.1 层次说明
19.2.2 Media库中的Audio框架
19.2.3 本地代码
19.2.4 分析JNI代码
19.2.5 Java层代码简介
19.3 移植Audio系统的工作
19.3.1 我们的工作
19.3.2 分析硬件抽象层
19.3.3 分析AudioFlinger中的Audio硬件抽象层的实现
19.3.4 真正实现Audio硬件抽象层
19.4 在MSM平台实现Audio驱动系统
19.4.1 实现Audio驱动程序
19.4.2 实现硬件抽象层
第20章 视频输出系统驱动
20.1 视频输出系统结构
20.2 需要移植的部分
20.3 分析硬件抽象层
20.3.1 Overlay系统硬件抽象层的接口
20.3.2 实现Overlay系统的硬件抽象层
20.3.3 实现接口
20.4 实现Overlay硬件抽象层
第21章 振动器系统驱动
21.1 振动器系统结构
21.2 分析硬件抽象层
21.3 分析JNI层部分
21.4 分析Java层部分
21.5 实现移植工作
21.5.1 移植振动器驱动程序
21.5.2 实现硬件抽象层
21.6 在MSM平台实现振动器驱动
第22章 传感器系统驱动
22.1 传感器系统的结构
22.2 分析需要移植的内容
22.2.1 移植驱动程序
22.2.2 移植硬件抽象层
22.2.3 实现上层部分
22.3 在模拟器中实现传感器驱动
第23章 照相机系统
23.1 Camera系统的结构
23.2 分析需要移植的内容
23.3 移植和调试
23.3.1 V4L2驱动程序
23.3.2 硬件抽象层
23.4 实现Camera系统的硬件抽象层
23.4.1 Java程序部分
23.4.2 Camera的Java本地调用部分
23.4.3 Camera的本地库libui.so
23.4.4 Camera服务libcameraservice.so
第24章 Wi-Fi系统、蓝牙系统和GPS系统
24.1 Wi-Fi系统
24.1.1 Wi-Fi系统的结构
24.1.2 分析需要移植的内容
24.1.3 分析本地实现
24.1.4 分析JNI层
24.1.5 分析Java FrameWork层
24.1.6 分析Setting中的Wi-Fi设置
24.2 蓝牙系统
24.2.1 蓝牙系统的结构
24.2.2 分析需要移植的内容
24.2.3 分析驱动程序
24.2.4 分析本地代码
24.2.5 在MSM平台实现蓝牙驱动系统
24.3 定位系统
24.3.1 分析定位系统的结构
24.3.2 分析需要移植的内容
24.3.3 分析驱动程序
24.3.4 分析硬件抽象层
24.3.5 分析上层应用部分

　　Android是一款于2007年11月5日宣布基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。根据国际数据公司（IDC）公布的统计数据，在2013年第一季度，Android和iOS系统装机量占到所有智能手机出货量的92.3％。在2014年第一季度，安装Android系统的新智能手机数量跃升至1.621亿部，超过2013年同期的9 030万部。这意味着，在运往世界各地的所有新智能手机中，移动操作系统Android的市场占有率已经达到75%，比2012年第一季度的59.1%有显著提高。75%，这是一个具有突出性优势的比重，足以令后面的追赶者汗颜。我们有理由相信，在未来一段时间内，Android依旧牢牢地占据着智能手机操作系统第一的宝座。
　　市场需求分析
　　强大的市场占有率造就了更多开发人员关注于这款神奇的系统，同时Android系统的应用者对该系统的功能需求也与日俱增，这也说明应用市场正在渴求着更多的Android开发高手，因此更多稍有基础的Android开发人员需要不断掌握更多的Android关键技术，提升开发功能。
　　可以说底层驱动开发是通往Android殿堂级高手的必经之路！为了让广大初学者可以对Android系统实现“灵与肉”的感知，而不是停留在原始、抽象的原理和概念之上，本书对Android系统中的底层驱动方面的知识进行了细致的分析，这样做的目的是“提炼”出Android系统埋藏在深处的本质，了解这款神奇的系统究竟是怎样诞生的。并依此为基础，详细讲解了系统移植和驱动开发的基本原理和具体实现。相信阅读完本书，经“细嚼慢咽”并消化之后，您一定会成为殿堂级的Android高手。
　　本书的内容
　　本书内容分为三篇，共计24章，循序渐进地讲解了Android系统中底层驱动方面的知识。本书从获取源码和源码结构分析讲起，依次讲解了Android驱动开发基础，获取并编译Android源码，Android驱动移植基础，分析三大内核系统，分析JNI，硬件设备驱动程序，Binder驱动程序，Logger日志驱动，内存系统驱动，分析电源管理模块，分析低内存管理模块，分析物理内存驱动，分析Time Device驱动，分析调试机制驱动Ram Console，分析时钟系统驱动Alarm，分析USB Gadget驱动，FrameBuffer显示系统驱动，输入系统驱动应用，音频系统驱动，视频输出系统驱动，振动器系统驱动，传感器系统驱动，照相机系统，Wi-Fi系统、蓝牙系统和GPS系统等高级知识。本书几乎涵盖了Android源码中的所有主要内容，并且全书内容言简意赅，讲解方法通俗易懂，不但适用于应用高手们，也适合初学者学习并消化。
　　本书的版本
　　Android系统自2008年9月发布第一个版本1.1以来，截至2014年6月发布新版本Preview L，一共存在十多个版本。由此可见，Android系统升级频率较快，一年中最少有两个新版本诞生。如果过于追求新版本，就会造成力不从心的结果。在此建议广大读者，不必追求最新的版本，我们只需关注最流行的版本即可。据官方统计，截至2014年3月25日，占据前三位的版本分别是Android 4.3，Android 4.4和Android 4.2，其实这三个版本的区别并不是很大，只是在某个领域的细节上进行了更新。因此，在本书中使用的版本是Android 4.4。
　　对于Android 4.4来说，对应的Linux内核是3.10，本书将以Linux 3.10和Android 4.4为对象，详细分析Android平台中驱动系统的实现和移植。
　　本书特色
　　本书内容丰富全面，分析细致。我们的目标是通过一本图书，提供多本图书的价值，读者可以根据自己的需要有选择地进行阅读。在内容的编写上，本书具有以下特色。
　　（1）结构合理
　　从用户的实际需要出发，科学安排知识结构，内容由浅入深，叙述清楚。全书详细地讲解了和Android应用开发有关的源码，内容循序渐进，由浅入深。
　　（2）遵循“内核分析—驱动实现—JNI层分析—Java应用层—系统移植”这一主线
　　为了使广大读者彻底弄清楚Android平台中的各个驱动系统，在讲解每一个驱动系统时，都从Linux内核开始讲起，依次剖析了驱动层实现、JNI层分析、Java应用和系统移植改造等内容。遵循了从底层到顶层，实现了驱动系统大揭秘的目标。
　　（3）易学易懂
　　本书内容条理清晰、语言简洁，可以帮助读者快速掌握每个知识点。使读者既可以按照本书编排的章节顺序进行学习，也可以根据自己的需求对某一章节进行有针对性的学习。和传统难懂的计算机书籍相比，阅读本书会带来很大的乐趣。
　　（4）实用性强
　　本书彻底摒弃枯燥的理论和简单的操作，注重实用性和可操作性，通过简洁的语言和细腻的笔法，详细讲解了各个知识点的基本知识。
　　（5）内容全面
　　本书可以号称“内容非常全面的一本Android驱动开发书”，无论是获取源码，还是各个常用、常见的驱动系统，您都能在本书中找到解决问题的答案。
　　读者对象
　　初学Android编程的自学者；
　　Linux开发人员；
　　大中专院校的老师和学生；
　　毕业设计的学生；
　　Android编程爱好者；
　　相关培训机构的老师和学员；
　　从事Android开发的程序员。
　　本团队在编写过程中，得到了中国铁道出版社工作人员的大力支持，特别是荆波编辑的大力支持。正是各位编辑的求实、耐心和高效，才能使得本书在这么短的时间内出版。另外，也十分感谢我的家人，在我写作的时候给予的巨大支持。由于本团队水平有限，如有纰漏和不尽如人意之处在所难免，诚请读者提出意见或建议，以便修订并使之更加完善。
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