[논문]안드로이드 플랫폼의 GPS 위치 제공자에 대한 동작 분석

이계상

doi:10.6109/jkiice.2014.18.1.50

안드로이드 플랫폼의 GPS 위치 제공자에 대한 동작 분석
An Analysis of the Operation of the GPS Location Provider in the Android Platform 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.18 no.1, 2014년, pp.50 - 56

이계상 (Department of Information and Communications Engineering, Dong-eui University)

초록
AI-Helper

최근 위치 기반 서비스를 사용하는 안드로이드 앱이 널리 사용되고 있다. 안드로이드 플랫폼에서 지원되는 여러 위치 제공자 중 GPS (Global Positioning System) 위치 제공자의 동작에 대한 이해는 관련 안드로이드 개발자에게 중요한 과제이다. 본 고는 안드로이드 플랫폼의 GPS 서브시스템 소스를 분석하여, GPS 위치 제공자의 동작을, 주요 쓰레드를 중심으로 그리고 초기화 단계부터 최종 위치 보고 단계까지 단계별로 일목요연하게 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently Android apps utilizing location based services are widely used. Understanding the operation of the GPS location provider, among various location providers supported in the Android platform, is an essential task for developers using the Android. This paper, based on the analysis of source codes of the GPS subsystem in the Android platform, shows clearly and orderly the operation of the GPS location provider, in key threads' perspectives as well as in a stepwise fashion from the initialization up to the final location report steps.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

GST 쓰레드는 GPS 장치로부터 위치 정보를 수신하여 이를 위도, 경도 및 고도 등으로 변환하여, 상위계층에 보고한다.
LMS 쓰레드는 여러 위치 제공자를 로딩하고, 위치 제공자들이 제공하는 위치 정보를 수신하여 이를 요청한 클라이언트 응용 프로그램들에 제공한다. 본 고는, LMS 쓰레드와 GPS 위치 제공자 간의 상호 작용 분석에 집중한다.

제안 방법

하지만, 본 고를 통해 그 고통을 대폭 경감할 수 있으리라 기대한다. 먼저, 본 논문을 통해 위치 제공자를 구성하는 주요 객체와 쓰레드의 기능을 단계별로 이해한 후, 참고문헌들[1,2]을 통해 소스 레벨에서 함수 호출 예시를 살펴 본 후, 마지막으로 소스 자체를 분석해 볼 것을 추천한다. 물론, 이를 위해서는 가장 먼저 안드로이드 프레임워크의 구조와 JNI 같은 관련 배경 지식[4]과, 안드로이드 쓰레드간 메시지 통신 지식[6]이 필요하다.
본 고는 소스 코드[3] 분석을 토대(표 1 참조)로 하지만, 함수 호출 코드를 보여 주는 대신, GPS 위치 제공자를 구성하는 주요 쓰레드를 중심으로 하여, 초기화부터 최종 위치 보고까지 단계별로, 각 쓰레드의 위치 정보 제공 과정에서의 역할을 다이어그램과 함께 제시하였다. 본 고를 통해, 안드로이드에서 GPS 위치 제공자의 동작을 쉽고 빠르게 이해할 수 있으리라 기대한다.
안드로이드 플랫폼에서 GPS 위치 제공자가 어떻게 동작되는지에 대한 이해가 위치 기반 서비스 앱을 개발 하는 개발자와 안드로이드 플랫폼을 맞춤화하는 개발자에게 매우 중요한데 비해서, 방대한 소스를 읽고 이해하기는 어렵고, 관련 분석 연구 결과는 거의 없는 편이다. 참고 문헌[1-2]은 안드로이드의 GPS 위치 제공자를 소스 코드 레벨에서 함수 호출 흐름을 따라 분석하였다. 하지만, 함수 호출을 그대로 따라가며 세부 코드를 제시함으로써, 주요 쓰레드의 기능 등 GPS 서브시스템의 체계적인 구조를 쉽게 파악하기가 힘들다.
표 1은 본 고에서 참조한 소스 파일들을 요약 정리한다. 표에서 보는 바와 같이 관련 소스 파일들을 계층별로 분류하여 정리하였다. 구글 안드로이드 소스 [3]중 최신 소스라 할 수 있는 tag 4.

대상 데이터

획득된 GPS 인터페이스에는, HAL 계층에 동적 로딩 라이브러리로 구현된 GPS 위치 제공자 제어 함수들이 포함되어 있다. 이 함수들 중 init 함수가 실제 초기화를 수행한다.

성능/효과

이상, 초기화의 주요 결과인 GPS 장치 fd와 한 쌍의 소켓 디스크립터 값 및 넘겨받은 콜백 함수 포인터들은 Gps State (GS)변수에 저장되고, 두 쓰레드에 의해 공유된다.
PI의 경우는 위치 정보를 인텐트에 실어 클라이언트에게 전송한다. 이상으로, GPS 위치 제공자를 통해 GPS 장치로부터 클라이언트까지 위치 정보 전달이 최종 완료된다.
이상으로, GPS 위치 제공자의 초기화 과정이 모두 완료된다.

후속연구

본 고는 소스 코드[3] 분석을 토대(표 1 참조)로 하지만, 함수 호출 코드를 보여 주는 대신, GPS 위치 제공자를 구성하는 주요 쓰레드를 중심으로 하여, 초기화부터 최종 위치 보고까지 단계별로, 각 쓰레드의 위치 정보 제공 과정에서의 역할을 다이어그램과 함께 제시하였다. 본 고를 통해, 안드로이드에서 GPS 위치 제공자의 동작을 쉽고 빠르게 이해할 수 있으리라 기대한다.
안드로이드 프레임워크의 한 서비스로 구현된 GPS 위치 제공자에 대한 상당한 양의 소스를 읽고 동작을 이해하는 일은 시간이 오래 걸리고 어려운 일이다. 하지만, 본 고를 통해 그 고통을 대폭 경감할 수 있으리라 기대한다. 먼저, 본 논문을 통해 위치 제공자를 구성하는 주요 객체와 쓰레드의 기능을 단계별로 이해한 후, 참고문헌들[1,2]을 통해 소스 레벨에서 함수 호출 예시를 살펴 본 후, 마지막으로 소스 자체를 분석해 볼 것을 추천한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	GST 쓰레드는 위치 정보를 어떻게 상위계층에 보고하는가?	GST 쓰레드는 GPS 장치로부터 위치 정보를 수신하여 이를 위도, 경도 및 고도 등으로 변환하여, 상위계층에 보고한다.
	LMS 쓰레드의 역할은?	LMS 쓰레드는 여러 위치 제공자를 로딩하고, 위치 제공자들이 제공하는 위치 정보를 수신하여 이를 요청한 클라이언트 응용 프로그램들에 제공한다. 본 고는, LMS 쓰레드와 GPS 위치 제공자 간의 상호 작용 분석에 집중한다.
	안드로이드 시스템은 대표적으로 어떤 위치 제공자를 지원하는가?	안드로이드 시스템은 여러 위치 제공자를 지원한다. GPS 기반, 와이파이 기반, 그리고 기지국 기반의 위치 제공자가 대표적이다. GPS 위치 제공자는 실외에서 가장 보편적으로 사용되며 상당히 정확한 위치를 알려주기 때문에 널리 사용되고 있다.

참고문헌 (6)

H. C. Ko, H. M. Yu, "Android GPS Subsystem," in Android - everything and porting, Hanbit media, ch. 6, pp 201-238, 2011.
K. Lee, "An analysis on the initialization of the GPS Location Provider in the Android," Journal of Research Institute of Industrial Technology Development, vol. 27, pp. 157-161, Jan. 2013.
The Android Open Source Project. Available: https://android.googlesource.com.
H. J. Song and et. al., Inside the Android Framework, Wiki Books, 2010.
Git Hub for the Android Open Source Project. Available: www.github.com/android.
S. H. Kim, "Thread," in Android Programming Complete Guide vol. 2, Hanbit media, ch. 16, pp 842-901, 2011.

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