Androidアプリケーションフレームワーク層を改造しよう！：実践しながら学ぶ Android USBガジェットの仕組み（7）（2/2 ページ）

[中垣内勇祐、村上雅彦、森崇、中谷洋一（永和システムマネジメント），＠IT MONOist]

Android USBマスストレージクラスのアーキテクチャ【改造後】

　では、Androidの階層アーキテクチャを、どうやって改造していくのかを考えていきましょう。

　まず、アプリケーション層ですが、既存のUsbMassStorageNotificationでは、CDイメージをマウントするようにはできていません。よって、これを図5のようにPCRescuroidに置き換えます。

図5　改造後のAndroid USBマスストレージの論理クラス構造

　続いて、PCRescuroidに置き換えた際の、CDイメージをマウントする処理シーケンスを眺めてみましょう（図6）。

図6　CDイメージをマウントするシーケンス　【画像クリックで拡大表示】

変更点	変更内容
変更点　1．	ユーザーは、SDカードの自動マウント設定ではなく、自動マウントするCDイメージを設定する
変更点　2．	アプリケーションフレームワーク層では、SDカードをアンマウントしたが、CDイメージの場合はそもそもマウントされていないので、アンマウントは不要。その代り、CDイメージファイルを仮想デバイス化するために、ループバックデバイスを作成する。そして、ドライバ層に、そのループバックデバイスパスを通知する
変更点　3．	ドライバは、SCSIコマンドのINQUIRY要求に対して、接続している機器がCD-ROMデバイスであることを通知する
表1　シーケンスの変更点説明

　表1の通り、オリジナルの処理シーケンスからの変更点は3点（図6でいう緑色、紫色、黄色の枠内）だけで済みます。基本的に、既存のシーケンスの流れはほぼそのまま踏襲し、改造範囲を減らすよう工夫しています。

　ここまでの内容で、改造すべきポイントの大枠は見えてきました。これからさらに深掘りし、その詳細を見ていきます。

　まずは、アプリケーションフレームワーク層です。なお、改造対象となるAndroidのバージョンですが、本稿で使用しているターゲットボードのバージョンがEclairであるため、Eclairベースで進めていくことにします。

アプリケーションフレームワーク層（Eclair）の詳細

　アプリケーションフレームワーク層で改造対象となる論理クラス、UsbMassStorageServiceは、Eclairの実装ではJava言語で記述されているクラス（MountListener、MountService）とC言語で記述されているデーモン（vold）に分けられます。（図7）。

図7　アプリケーションフレームワーク層（Eclair）のアーキテクチャ詳細【改造前】　【画像クリックで拡大表示】

　Androidのアプリケーション層は、Java言語で記述されています。一方、Linuxカーネル層はC言語で記述されています。MountService、MountListenerは、それらの言語間の壁を超えるために存在しています。

　ここで、アプリケーションフレームワーク層の2つのタスクは上記のJavaクラスに実装するという考え方もありますが、AndroidではC言語で記述されたvoldというデーモンがその役割を担っています（注2）。

※注2：Java層のクラス（MountService、MountListener）とvoldとの通信手段としては、ソケット通信（UNIXドメイン）を採用しています。

　その理由としては、Linuxカーネル層との通信が、C言語で記述した方が実装しやすいことが考えられます。そして、UNIX系のOSでデバイスを自動でマウント/アンマウントするデーモンvold（Volume Daemon）のソースコードを利用する方が、機能実現が容易だったから……なのかもしれません。

　ちなみに、ホストPC内に存在していたvoldは、デバイスとしての役割を担うAndroid端末に移植されたため、新たな責務として、デバイス視点での自動マウント機能が追加されました。すなわち、USB接続時にPC側からSDカードを見えるようにする機能のことです。

アプリケーションフレームワーク層（Eclair）の改造詳細

　図8に改造後のクラス間の関係を示します。また、CDイメージをマウントするシーケンスを図9に示します。

図8　アプリケーションフレームワーク層（Eclair）のアーキテクチャ詳細【改造後】　【画像クリックで拡大表示】

図9　アプリケーションフレームワーク層（Eclair）におけるCDイメージのマウントシーケンス　【画像クリックで拡大表示】

　処理シーケンスの大枠は、既に図6で示していますので、細かな説明は割愛します。改造後は、シーケンス上のタスクを適切なクラスに振り分けただけですので、それほど苦労せずに読解できると思います。

　以下に、既存のEclairからの変更点をまとめます。

（1）Java層　
・PCRescuroidからのCDイメージの設定リクエストを追加する　
・USB接続時のCDイメージの自動マウント処理を追加する

（2）vold　
・Java層からのCDイメージマウント要求に対して、CDイメージを仮想デバイス化する　
・仮想デバイス化したループバックデバイスのパスをドライバ制御ファイルに書き込む

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　以上が、アプリケーションフレームワーク層に対する改造すべきポイントの詳細になります。後は、このシーケンスに添って実装すればよいだけですが、いきなりターゲットボードに実装してもデバッグが大変になるだけです……。

　というわけで、次回は、アプリケーションフレームワーク層の修正をエミュレータ上で疑似的にデバッグする方法を紹介します。ご期待ください！ （次回に続く）

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