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淺談Android與Linux系統的差異

最近忙於查詢Linux和android平臺的資料,今天將其整理整理,根據本人拙見分享給大家。

Android和Linux作為現行主流的作業系統,無論在消費類產品還是在工控領域,都有廣泛的應用。都說Android系統是脫胎於Linux系統,那麼是不是Android是不是屬於Linux的一種。現在就來談談Android和Linux系統的異同點。
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1. 兩者的共同點
Android是基於Linux核心的系統。Android和Linux系統的核心繫統服務都依賴於Linux核心,如安全、核心管理、程序管理、網路堆疊、驅動模型等。Linux核心也作為兩者的硬體和軟體之間的抽象層,它隱藏具體硬體細節而為上層應用開發提供統一的服務。
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2. 系統框架的差異
Linux系統與Android表面上為兩個不同的作業系統,但是Android本質上還是一個Linux系統,只不過Google對它進行了裁剪和定製。
另外,相較於Linux系統,android在其Linux核心上面運行了一個叫Dalvik(4.4版本後改為ART)的Java虛擬機器(JVM),因而使用JAVA開發的android的應用程式可以通過JAVA虛擬機器執行在Android系統上。而Linux的應用程式使用的是C/C++開發的,可以機器碼的形式執行在核心系統上,兩者的系統框架差異,如圖。
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3. Linux與android底層驅動軟體的差異
Android除了Linux核心具備的常用核心驅動外,還增加了自己專有的核心驅動程式,如顯示驅動、藍芽驅動、相機驅動、記憶體卡驅動、Binder IPC驅動等。
另外,Android系統為了保護硬體廠商的智慧財產權,增加了HAL層,可將驅動具體的實現部分抽取發到HAL中去實現,從而規避了硬體驅動開源的風險,所以android的驅動程式是分為兩部分,一部分寫入核心中,一部分寫入HAL層中。
Android除要實現底層驅動的開發外,還需要根據JNI規則將驅動程式封裝為JNI層介面,以達到應用程式(JAVA程式) 可通過JNI來呼叫核心驅動程式。以顯示驅動程式Framebuffer為例,如圖。
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Linux系統的顯示驅動模型
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Android系統的顯示驅動模型

(1)Linux系統:Framebuffer驅動只需要編譯到Linux核心中,並留出相應的read、write、ioctl等介面,便可供上位機應用程式呼叫。
(2)Android系統:Framebuffer驅動先將簡單的硬體暫存器讀寫操作的驅動編譯進入核心中,再將具體的硬體實現方式的驅動寫入HAL層中,並根據JNI規格封裝為JNI介面,才可供上位機應用程式呼叫。

4. Linux與android應用層軟體的差異
但是Android應用程式是使用java語言寫的,不能直接呼叫C語言實現的系統介面,而Linux系統中可以用C語言呼叫系統介面來與核心進行通訊,於是Android系統中就有了一個叫做JNI的概念,用實現java與C/C++程式之間的資訊互動。

(1)Android應用程式訪問Android核心驅動程式的方式:

  1. APP—>JNI—>Android核心驅動程式
  2. APP—>硬體訪問服務—>Android核心驅動程式

(2)Linux應用程式訪問linux驅動程式的方式

  1. APP—> Linux核心驅動程式
  2. APP—>C庫—>Linux核心驅動程式