Android Core. Felipe Silveira felipesilveira.com.br. Aula 1

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Android Core

Felipe Silveira

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Android?

Sistema Operacional + Plataforma de desenvolvimento + Aplicações Padrão (SMS, Maps, Calendar...)

Código aberto (AOSP - Android Open Source Project)

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Histórico

2003: Andy Rubin, Rich Miner, Nick Sears e Chris White fundam a Android, Inc

2005: Google efetua a compra da Android, Inc

2007: Open Handset Alliance announced along with Android

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Histórico

2009 - Android 1.1 2009 - Android 1.5 / Cupcake 2009 - Android 1.6 / Donut 2009 - Android 2.0/2.1 / Eclair 2010 - Android 2.2 / Froyo 2010 - Android 2.3 / Gingerbread

2011 - Android 3.0 / Honeycomb – Tablet-optimized 2011 – Android 3.1 – USB host support

2011 – Android 4.0 / Ice-Cream Sandwich – merge Gingerbread and Honeycomb22

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Requisitos Mínimos

● Ubuntu 10.04 LTS ● Ambiente 64 bits ● 30 GB de disco ● Python 2.7 ● GNU make 3.82 ● JDK 6 ● Git 1.7

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Ccache

Ferramenta utilitária para tornar o processo de compilação mais rápido

$ export USE_CCACHE=1 $ ccache -M 10G

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Dependências

Para instalar as dependências, pode-se usar o seguinte comando:

$ sudo apt-get install git-core gnupg flex bison gperf build-essential \

zip curl zlib1g-dev libc6-dev lib32ncurses5-dev ia32-libs \

x11proto-core-dev libx11-dev lib32readline5-dev lib32z-dev \

libgl1-mesa-dev g++-multilib mingw32 tofrodos python-markdown \

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Repo

Para instalar o Repo, pode-se usar o seguinte comando: $ sudo apt-get install curl

$ curl https://dl-ssl.google.com/dl/googlesource/git-repo/repo > ~/bin/repo $ chmod a+x ~/bin/repo

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Git

Para instalar o Git, pode-se usar o seguinte comando:

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Fazendo download do código

Crie um diretório vazio para armazenar seus arquivos de trabalho. Dê-lhe o nome que quiser:

$ mkdir working_directory $ cd working_directory Execute o repo init

$ repo init -u https://android.googlesource. com/platform/manifest

ou

$ repo init -u https://android.googlesource. com/platform/manifest -b android-4.0.1_r1

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Fazendo download do código

Execute o comando sync: $ repo sync

ou:

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Repositórios alternativos

Linaro

Projeto com suporte a diversos SoCs ARM (system on a chip)

Rowboat

Projeto com suporte a dispositivos usando os chips TI Sitara (como a BeagleBoard XM e a BeagleBone)

Cyanogen Mod

Projeto comunitário que visa a construção de ROMs para vários telefones comerciais.

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Entendendo o repositório

bionic - a biblioteca C-runtime para o Android. Note que o Android não está usando o glibc como a maioria das

distribuições Linux. Em vez disso a biblioteca c é chamado de bionic e é baseada principalmente em fontes de

derivados do BSD. Neste diretório, você vai encontrar os arquivos fonte para a c-lib, matemática e outras

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Entendendo o repositório

bootable - inicialização e código relacionado a

inicialização. Neste diretório se encontra o código fonte do bootloader a a implementação do protocolo fastboot.

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Entendendo o repositório

build - a implementação do sistema de build, incluindo todos os makefiles. Um arquivo importante aqui é o script envsetup.sh que vai ajudá-lo muito quando se trabalha com a fonte da plataforma. Este arquivo será executado posteriormente para configurar as variáveis de ambiente e compilar módulos específicos.

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Entendendo o repositório

cts - os testes de compatibilidade. O conjunto de testes para garantir que a build está em conformidade com a especificação do Android. Iremos falarar mais a respeito dessas ferramentas posteriormente.

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Entendendo o repositório

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Entendendo o repositório

development - projetos relacionados ao desenvolvimento de aplicações, tais como o código-fonte do SDK e NDK.

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Entendendo o repositório

device - código específico do produto para diferentes dispositivos. Este é o lugar para encontrar módulos de hardware para os diferentes dispositivos Nexus ,

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Entendendo o repositório

external - contém o código fonte para todos os projetos de código aberto externos, tais como SQLite, Freetype e webkit.

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Entendendo o repositório

frameworks - esta pasta é essencial para o Android , uma vez que contém todo o código do framework . Aqui você vai encontrar a implementação de serviços essenciais como o System Server, que contém o PackageManager. Uma grande parte do mapeamento entre as APIs

aplicação java e as bibliotecas nativas também é feito aqui.

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Entendendo o repositório

hardware - código-fonte relacionado ao hardware, como a especificação de camada de abstração de hardware

Android (HAL - Hardware Abstraction Layer). Esta pasta também contém a camada de interface de rádio (para comunicação com modem).

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Entendendo o repositório

out - o diretório que contém os artefatos resultantes da compilação.

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Entendendo o repositório

packages - contém o código fonte para os aplicativos padrão, como contatos, calendário, navegador.

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Entendendo o repositório

prebuilts - contém arquivos que são distribuídos em forma binária por conveniência. Exemplos: toolchain, emulator kernel

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Entendendo o repositório

system - arquivos de código fonte para o núcleo do sistema Android. Esse é o sistema Linux mínimo que é

iniciado antes do Dalvik VM e quaisquer serviços baseados em Java são ativados. Isso inclui o código fonte para o

processo de inicialização e o script init.rc padrão que fornecem a configuração dinâmica da plataforma

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Compilando

$ ccache -M 10G

$ . build/envsetup.sh

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Seleção de target

$ lunch full-eng

Build name Device Notas

full emulator build completa

com todas linguagens, aplicações, input methods

full_maguro maguro build completa

para o Galaxy Nexus

GSM/HSPA+ ("maguro")

full_panda panda build completa

para a PandaBoard

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Seleção de target

Buildtype Uso

user acesso limitado; comumente

usado para builds de produção

userdebug configuração parecida com user,

porém com acesso root e debug

eng configuração de

desenvolvimento, com algumas ferramentas de debug adicionais.

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Enfim, Compilando

$ make

ou

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Executando o emulador

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ADB

O ADB (Android debug bridge) é uma ferramenta utilizada para acessar muitos dos recursos do emulador e de um telefone anexado ao computador via USB

$ adb devices

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Por que Linux Kernel?

• Gerenciador de memória e processos estável • Suporte para shared libraries

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Modificações Android

Ashmem - Anonymous shared memory - Implementação Android para o gerenciador de memória compartilhada entre processos.

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Modificações Android

Binder - Implementação do OpenBinder para android, contendo também a implementação da runtime AIDL.

Desenvolvido para resolver a necessidade de execução de código em processos separados (Aplicações e Serviços) sem o overhead que o IPC introduziria

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Modificações Android

Low Memory Killer - Mecanismo para matar processos quando o sistema está sendo executado com pouca

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Modificações Android

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Modificações Android

Pmem - Process memory allocator - driver de alocação de memória física para os processos

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Modificações Android

WakeLocks - Mecanismo de gerência de energia, otimizado para dispositivos móveis. O controle dos

wakelocks é exposto à camada de aplicações através do componente PowerManager.

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Modificações Android

Alarm Timers - Suporte na camada de kernel para o AlarmManager, que permite que o sistema "acorde" depois de certos eventos.

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Modificações Android

RAM Console - Extensão que permite ao kernel fazer um dump de dados importante para a memória RAM do

device quando ocorre um 'pânico' - o sistema é reiniciado por alguma falha.

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Libraries

Surface Manager: gerencia o acesso ao display do

dispositivo e camadas de gráficos 2D e 3D de múltiplas aplicações.

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Libraries

Media Framework: as bibliotecas suportam execução e gravação da maioria dos formatos de áudio e vídeo, bem como exibição de imagens, incluindo MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, e PNG.

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Libraries

Webkit: engine de navegador web usada na

implementação do browser nativo e também na implementação dos widgets de webview.

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Libraries

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Libraries

3D libraries: uma implementação baseada na especificação OpenGL ES 1.0, a qual utiliza tanto

aceleração de hardware 3D e um avançado e otimizado software para renderização de modelos tridimensionais.

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Libraries

FreeType: renderização de fontes em formatos bitmaps e vetoriais.

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Libraries

SQLite: um SGBD (Sistema gerenciador de banco de

dados) relacional e otimizado para ocupar pouco espaço e ser suficiententemente rápido.

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Libraries

Biblioteca de sistema C (libc): é uma implementação da biblioteca C padrão, otimizada para dispositivos que suportam a plataforma Linux (embbeded- linux). A

implementação da libc em Android é conhecida como Bionic e tem características muito importantes:

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Android Runtime

Android possui sua própria máquina virtual Java: A Dalvik VM, mais rápida e leve, com set de instruções menor do que a JVM.

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Android Runtime

Existe um passo adicional, que é a conversão dos arquivos .class em .dex, que são reconhecidos e executados pela Dalvik VM.

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Android Runtime

Na inicialização do sistema, é criado um processo para a máquina virtual chamado Zygote. A partir desse processo, outras instâncias da máquina virtual são criadas com

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Android Runtime

Para completar a camada de Android Runtime, temos as core libraries, que sofreram pouca ou nenhuma

modificação no projeto AOSP. São elas: Data structures, Utilities, File access, Network Access, Graphics, etc.

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Application Framework

Acima das camadas de Libraries e Runtime está a camada Application Framework. Esta é a camada responsável por prover às aplicações APIs amigáveis que permitem o acesso às funcionalidades da plataforma.

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Application Framework

Activity Manager - Gerencia o ciclo de vida de aplicações. Responsável por iniciar, parar e retomar as diversas

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Application Framework

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Application Framework

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Application Framework

Telephony Manager - Permite a interação com os serviços de telefonia, como SMS e MMS.

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Application Framework

Content Providers - O componente responsável por compartilhar dados entre aplicações.

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Application Framework

Resource Manager - Gerenciamento de recursos de aplicações - por exemplo, imagens, sons, etc

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Application Framework

View System - Fornece às aplicações os widgets (como botões, listas, etc) e gerencia seu comportamento.

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Application Framework

Location Manager - Permite que as aplicações acessem serviços baseados em localização seja por GPS, celltower IDs, ou bancos de dados Wi-Fi locais.

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Application Framework

XMPP - Mecanismo de troca de mensagens entre aplicações.

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Applications

A última camada da stack Android - Applications - contém as aplicações, que apresentam conteúdo ao usuárioe

interage com este diretamente.

Existem algumas aplicações que já vem embutidas na

plataforma, como o cliente de Email, de SMS, Calendário, Mapas, Navegador, Home Screen, Contatos e outros.

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Applications

Nessa camada comumente temos diversas customizações feitas pelas fabricantes de celular, como o MotoBlur, da Motorola, o Sense da HTC e o TouchWiz, da Samsung. Essa flexibilidade contribuiu para a adoção da plataforma por diversos fabricantes e sua decorrente popularização.