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android init 処理について
■該当コード(system/core/init/init.c)
デーモン処理部
android 4.2.0より抜粋
for(;;) {
int nr, i, timeout = -1;
execute_one_command();
restart_processes();
・・・・・中略・・・・・
for (i = 0; i < fd_count; i++) {
if (ufds[i].revents == POLLIN) {
if (ufds[i].fd == get_property_set_fd())
handle_property_set_fd();
else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd())
handle_keychord();
else if (ufds[i].fd == get_signal_fd())
handle_signal();
}
}
➊
➋
}
return 0;
}
Chance Lab. Corp.
38](https://image.slidesharecdn.com/android-131020221922-phpapp02/85/Android-38-320.jpg)
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■該当コード(system/core/init/init.c)
デーモン処理部
for (i = 0; i < fd_count; i++) {
if (ufds[i].revents == POLLIN) {
if (ufds[i].fd == get_property_set_fd())
handle_property_set_fd();
else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd())
handle_keychord();
else if (ufds[i].fd == get_signal_fd())
handle_signal();
}
}
android 4.2.0より抜粋
➋
・property_set_fd システムプロパティの書込み監視処理を行う。
・keychord_fd 複数のキー入力監視を行い、それに対応したサービ
スを実行する。
・signal_fd 子プロセスの終了の監視と、登録されているサービス情
報にともない再起動の監視を行う。
Chance Lab. Corp.
40](https://image.slidesharecdn.com/android-131020221922-phpapp02/85/Android-40-320.jpg)
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■init.rc(init.xxx.rc)について
主なコマンド一覧
名称
exec <path> [ <argument> ]*
export <name> <value>
ifup <interface>
import <filename>
hostname <name>
chdir <directory>
chmod <octal-mode> <path>
chown <owner> <group> <path>
class_start <serviceclass>
class_stop <serviceclass>
domainname <name>
insmod <path>
mkdir <path>
mount <type> <device> <dir>
[<mountoption> ]*
setprop <name> <value>
setrlimit <resource> <cur> <max>
start <service>
stop <service>
symlink <target> <path>
sysclktz <mins_west_of_gmt>
trigger <event>
write <path> <string> [ <string> ]*
Chance Lab. Corp.
概要
プログラムをフォークして実行する
環境変数を設定する
ネットワークインターフェースを有効にする
init設定ファイルを今の設定に取り込む
ホスト名を設定する
カレントディレクトリを変更する
<path>のアクセス権限を設定する
<path>のオーナーとグループを変更する
まだ起動していない場合、指定したクラスの全てのサービスを起動する
起動中の場合、指定したクラスの全てのサービスを停止する
ドメイン名を設定する
<path>にあるモジュールをインストールする
<pathのディレクトリ>を作成する
<dir>と<device>ディレクトリのデバイスをマウントする
システムプロパティとして<name>に<value>を指定する
リソースのためにrlimitを指定する
そのサービスが起動していなかったら、サービスを起動する
サービスがまだ起動していたら、サービスを終了する
シンボリックリンクを作成する
システムクロックベースを設定する
イベントを起動（Trigger）させる
<path>にあるファイルを開き、文字列を書き込む
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■init.rc(init.xxx.rc)について
詳細(サービス)
サービスの実行条件が定義されている。
実行ファイルに対して引数の設定やオプションを付けることで起動条
件を定義することが出来る。
詳細(オプション)
サービス起動時の条件を指定することが出来る。
書式
service <名称> <パス名> [ <引数> ]*
<オプション>
<オプション>
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■init.rc(init.xxx.rc)について
主なオプション一覧
名称
critical
概要
デバイスクリティカルなサービス。もし4分間に4回以上終了した
場合そのデバイスはリカバリーモードで再起動する
setenv <name> <value>
このサービスはクラス指定では自動的に起動しない。名前指定
によって起動する
起動時に、環境変数nameにvalueを設定する
socket <name> <type> <perm>
[ <user> [ <group> ] ]
/dev/socket/<name> というunixドメインソケットを生成
する
user <username>
アプリケーションを実行する前にユーザーネームを変更する。初
期値はroot
disabled
group <groupname> [
<groupname> ]*
oneshot
サービスの起動時にグループを変更する。初期値はroot
アプリケーションが終了しても再起動させない
class <name>
サービスにクラス名をつけることができ、サービスをグループ化
することができる。初期値には"default"が設定されており、こ
れとは別の名前を変更したいときに付ける
onrestart
サービスが再起動したときにコマンドを実行する
Chance Lab. Corp.
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■Java層(system_server)起動処理
zygote 起動 ～ Java層 SystemServer 起動
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote
/system/bin --zygote --start-system-server
init.rc
main(int argc, const char* const argv[])
app_main.cpp
AndroidRuntime::start(const char* className, const char*
options)
AndroidRuntime.cpp
main(String argv[])
startSystemServer()
ZygoteInit.java
SystemServer.java
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■Java層(system_server)起動処理
android frameworks各種サービス起動 ～
android.intent.action.BOOT_COMPLETED送信まで
main(String[] args)
SystemServer.java
以下のサービスを起動
・SurfaceFlinger
・SensorService
android_server_SystemServer_init1
(JNIEnv* env, jobject clazz)
com_android_server_SystemServer.cpp
system_init()
・ActivityManager
・WindowManager
・BatteryService
・PowerManagerService
・PackageManager
：
system_init.cpp
init2()
run()
SystemServer.java
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Android起動周りのノウハウ
- 2. 自己紹介 ■水野善文 Chancelab株式会社 に 2000年に入社 組込業務経験 13年 －μITRON上でのドライバ開発 －メモリーカードドライバ開発 等々行ってきました。 android は、約3年間関わっています。 －1.5 Cupcake から 4.1.x/4.2.x Jelly Bean 迄 －USBドライバ開発がメインです。 → Gadget／Host ドライバ、UsbService等々 Chance Lab. Corp. 2
- 5. アジェンダ ■androidのplatform概要 • レイヤー構成 • コード取得 • ビルド方法 • 解析ツールの紹介 ■androidのinit ・initシーケンスの流れ ・android init処理について ・init.rc(init.xxx.rc)について ・JAVA層(system_server)起動処理 Chance Lab. Corp. 5
- 7. androidのplatform概要 | Chance Lab. Corp. レイヤー構成 7
- 8. androidのplatform概要 | Chance Lab. Corp. レイヤー構成 8
- 10. androidのplatform概要 | Chance Lab. Corp. レイヤー構成 10
- 12. androidのplatform概要 | Chance Lab. Corp. レイヤー構成 12
- 14. androidのplatform概要 | Chance Lab. Corp. レイヤー構成 14
- 15. androidのplatform概要 | レイヤー構成 ■Android Runtime コアライブラリとDalvikで構成される。 Core Libraries（コア ライブラリ） Javaの大半のライブラリをサポートする。 android専用ライブラリ、各種サードパーティのライブラリも含む。 Dalvik Virtual Machine（Dalvik仮想マシン） 低メモリ向けに最適化された仮想マシン。 Chance Lab. Corp. 15
- 16. androidのplatform概要 | Chance Lab. Corp. レイヤー構成 16
- 17. androidのplatform概要 | レイヤー構成 ■HAL(Hardware Abstraction Layer) ハードウェアとApplication Frameworkを結ぶ ハードウェアの違いを吸収する役割をしている。 ■Linux Kernel androidはLinuxベース セキュリティ、メモリ管理、プロセス管理、ネットワークスタッ ク、ドライバモデルなどのコアシステムサービスを提供する。 Chance Lab. Corp. 17
- 19. androidのplatform概要 | ビルド方法 ■環境構築 必要なパッケージのインストール $ 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 ¥ lib32readline-gplv2-dev lib32z-dev libgl1-mesa-dev g++-multilib mingw32 tofrodos ¥ python-markdown libxml2-utils Java(JDK)のインストール ※Java(JDK)1.6以上が必要です。 ■ビルド $ cd ~/【ソースコードをダウロードしたフォルダ】 $ make makeコマンドに-jオプションをつけてスレッド数を指定することでビルドを高速にする ことが可能です。 $ make -j 8 Chance Lab. Corp. 19
- 21. androidのplatform概要 | 解析ツールの紹介 解析ツールの紹介 ■gnu global ■vim ■OpenGrok Chance Lab. Corp. 21
- 22. androidのplatform概要 | 解析ツールの紹介 ■gnu global コード解析ツール 一般的にはタグツールと呼ばれる。 Ctagsより優秀。 対象の定義箇所と使用箇所の相互検索が可能 Linux, android等のコード検索に便利。 巨大なプロジェクトのコード検索に役立つ。 Chance Lab. Corp. 22
- 23. androidのplatform概要 | 解析ツールの紹介 ■gnu global Chance Lab. Corp. 23
- 24. androidのplatform概要 | 解析ツールの紹介 ■vim viの拡張版 CUIエディタviを拡張したエディタ。 globalやgitなどのプラグインが豊富 各種プラグインで、コード解析が楽に。 Chance Lab. Corp. 24
- 25. androidのplatform概要 | 解析ツールの紹介 ■vim Chance Lab. Corp. 25
- 27. androidのplatform概要 | 解析ツールの紹介 ■OpenGrok Chance Lab. Corp. 27
- 33. androidのinit | android init 処理について ■android init シーケンス initは｢ブート処理部｣と｢デーモン処理部｣に大きく分類される。 int main(int argc, char **argv) { /* ブート処理部 */ デーモン処理部 } return 0; } Chance Lab. Corp. 起動時に一度だけ呼ばれる。 システムに必要なフォルダの生成、 init.rcの読込みと解析を行う。 for(;;) { /* ブート処理部 */ また、実行するアクションの登録な ども行う。 デーモン処理部 androidの電源が落ちるまで処理が ループされる。アクションやサービ スの実行とシステムの監視を行う。 33
- 34. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) ブート処理部 android 4.2.0より抜粋 mkdir("/dev", 0755); mkdir("/proc", 0755); mkdir("/sys", 0755); ➊ mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755"); mkdir("/dev/pts", 0755); mkdir("/dev/socket", 0755); mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL); mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL); mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL); ・・・・・中略・・・・・ INFO("reading config file¥n"); init_parse_config_file("/init.rc"); action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail); queue_builtin_action(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done"); queue_builtin_action(keychord_init_action, "keychord_init"); queue_builtin_action(console_init_action, "console_init"); ➋ ➌ /* execute all the boot actions to get us started */ action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail); ・・・・・後略・・・・・ Chance Lab. Corp. 34
- 35. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) ブート処理部 android 4.2.0より抜粋 mkdir("/dev", 0755); mkdir("/proc", 0755); mkdir("/sys", 0755); ➊ mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755"); mkdir("/dev/pts", 0755); mkdir("/dev/socket", 0755); mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL); mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL); mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL); ・androidシステムに必要なフォルダの生成と初期化処理を行う。 Chance Lab. Corp. 35
- 36. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) ブート処理部 INFO("reading config file¥n"); android 4.2.0より抜粋 ➋ init_parse_config_file("/init.rc"); ・init.rcを読込み、解析を行う。 Chance Lab. Corp. 36
- 37. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) ブート処理部 android 4.2.0より抜粋 action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail); ➌ queue_builtin_action(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done"); queue_builtin_action(keychord_init_action, "keychord_init"); queue_builtin_action(console_init_action, "console_init"); /* execute all the boot actions to get us started */ action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail); ・・・・・後略・・・・・ ・action_for_each_trigger関数は引数のアクションを実行するよう に実行キューへの登録を行う。 ・queue_builtin_action関数は引数を実行キューに追加を行う。 Chance Lab. Corp. 37
- 38. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) デーモン処理部 android 4.2.0より抜粋 for(;;) { int nr, i, timeout = -1; execute_one_command(); restart_processes(); ・・・・・中略・・・・・ for (i = 0; i < fd_count; i++) { if (ufds[i].revents == POLLIN) { if (ufds[i].fd == get_property_set_fd()) handle_property_set_fd(); else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd()) handle_keychord(); else if (ufds[i].fd == get_signal_fd()) handle_signal(); } } ➊ ➋ } return 0; } Chance Lab. Corp. 38
- 39. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) デーモン処理部 android 4.2.0より抜粋 execute_one_command(); restart_processes(); ➊ ・execute_one_command関数 実行キューに登録されたアクションを実行する。 ・restart_processes関数 init.rcで定義されているサービスを実行する。 ループ処理の中でアクションとサービスを順次実行する。 Chance Lab. Corp. 39
- 40. androidのinit | android init 処理について ■該当コード(system/core/init/init.c) デーモン処理部 for (i = 0; i < fd_count; i++) { if (ufds[i].revents == POLLIN) { if (ufds[i].fd == get_property_set_fd()) handle_property_set_fd(); else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd()) handle_keychord(); else if (ufds[i].fd == get_signal_fd()) handle_signal(); } } android 4.2.0より抜粋 ➋ ・property_set_fd システムプロパティの書込み監視処理を行う。 ・keychord_fd 複数のキー入力監視を行い、それに対応したサービ スを実行する。 ・signal_fd 子プロセスの終了の監視と、登録されているサービス情 報にともない再起動の監視を行う。 Chance Lab. Corp. 40
- 41. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について 種類 init.rc init.usb.rc init.${ro.hardware}.rc init.trace.rc 記載内容 アクションとサービスの定義により各種設定が行われる。 init.rc内で importコマンドを用いて、他のrcファイルを取り込む。 ソースツリーのsystem/core/init/readme.txtに記載。 Chance Lab. Corp. 41
- 42. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について 詳細(アクション) アクションにはトリガーが設定されており、トリガーに一致したイベ ントが発生した場合にコマンドが順次実行されていく。 書式 on <トリガー> <コマンド> <コマンド> <コマンド> Chance Lab. Corp. 42
- 43. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について 主なトリガー一覧 名称 概要 boot initスタート時に、最初のトリガーとなる <name>=<value> プロパティの<name>に<value>が設定されたときに トリガーとなる "device-added-<path> device-removed-<path>" デバイスノードに追加、削除されたときにトリガーとなる service-exited-<name> 特定のサービスが終了したときにトリガーとなる Early-init Ueventd実行時のトリガーとなる init 環境変数の設定、ディレクトリの設定時のトリガーとなる Chance Lab. Corp. 43
- 44. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について 主なコマンド一覧 名称 exec <path> [ <argument> ]* export <name> <value> ifup <interface> import <filename> hostname <name> chdir <directory> chmod <octal-mode> <path> chown <owner> <group> <path> class_start <serviceclass> class_stop <serviceclass> domainname <name> insmod <path> mkdir <path> mount <type> <device> <dir> [<mountoption> ]* setprop <name> <value> setrlimit <resource> <cur> <max> start <service> stop <service> symlink <target> <path> sysclktz <mins_west_of_gmt> trigger <event> write <path> <string> [ <string> ]* Chance Lab. Corp. 概要 プログラムをフォークして実行する 環境変数を設定する ネットワークインターフェースを有効にする init設定ファイルを今の設定に取り込む ホスト名を設定する カレントディレクトリを変更する <path>のアクセス権限を設定する <path>のオーナーとグループを変更する まだ起動していない場合、指定したクラスの全てのサービスを起動する 起動中の場合、指定したクラスの全てのサービスを停止する ドメイン名を設定する <path>にあるモジュールをインストールする <pathのディレクトリ>を作成する <dir>と<device>ディレクトリのデバイスをマウントする システムプロパティとして<name>に<value>を指定する リソースのためにrlimitを指定する そのサービスが起動していなかったら、サービスを起動する サービスがまだ起動していたら、サービスを終了する シンボリックリンクを作成する システムクロックベースを設定する イベントを起動（Trigger）させる <path>にあるファイルを開き、文字列を書き込む 44
- 45. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について アクション使用例１ on boot export PATH /system/lib mkdir /proc mount proc proc /proc ifup lo hostname localhost 1. 2. 3. 4. 5. 環境変数PATHに/system/libを設定する。 /procディレクトリを作成する。 procデバイスを/procディレクトリにマウントする。 ネットワークインターフェースloを有効にする。 ホスト名をlocalhostに設定する。 Chance Lab. Corp. 45
- 46. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について アクション使用例2 on property:vold.decrypt=trigger_restart_framework class_start main class_start late_start vold.decryptプロパティにtrigger_restart_frameworkが設定 されたときに実行されるアクション。 1. mainクラスの全てのサービスを起動する。 2. Late_startクラスの全てのサービスを起動する。 Chance Lab. Corp. 46
- 47. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について 詳細(サービス) サービスの実行条件が定義されている。 実行ファイルに対して引数の設定やオプションを付けることで起動条 件を定義することが出来る。 詳細(オプション) サービス起動時の条件を指定することが出来る。 書式 service <名称> <パス名> [ <引数> ]* <オプション> <オプション> Chance Lab. Corp. 47
- 48. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について 主なオプション一覧 名称 critical 概要 デバイスクリティカルなサービス。もし4分間に4回以上終了した 場合そのデバイスはリカバリーモードで再起動する setenv <name> <value> このサービスはクラス指定では自動的に起動しない。名前指定 によって起動する 起動時に、環境変数nameにvalueを設定する socket <name> <type> <perm> [ <user> [ <group> ] ] /dev/socket/<name> というunixドメインソケットを生成 する user <username> アプリケーションを実行する前にユーザーネームを変更する。初 期値はroot disabled group <groupname> [ <groupname> ]* oneshot サービスの起動時にグループを変更する。初期値はroot アプリケーションが終了しても再起動させない class <name> サービスにクラス名をつけることができ、サービスをグループ化 することができる。初期値には"default"が設定されており、こ れとは別の名前を変更したいときに付ける onrestart サービスが再起動したときにコマンドを実行する Chance Lab. Corp. 48
- 49. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について サービス／オプション使用例１ service serfaceflinger /system/bin/ serfaceflinger class main user system group graphics drmrpc onrestart restart zygote Serfaceflingerは画面描画の実行、管理を行うサービス。 1. Mainクラスにグループ化する。 2. ユーザネームをsystemに変更する。 3. グループをgraphics、補助グループをdrmrpcに変更する。 4. サービスが再起動したときにzygoteサービスを再起動する。 Chance Lab. Corp. 49
- 50. androidのinit | android init 処理について ■init.rc(init.xxx.rc)について サービス／オプション使用例２ service bootanim /system/bin/bootanimation class main user graphics group graphics disabled oneshot bootanimは起動時のブートアニメーションを表示するサービス。 1. Mainクラスにグループ化する。 2. ユーザネームをgraphicsに変更する。 3. グループをgraphicsに変更する。 4. 自動的に起動せず、外部から指定され起動する。 5. 再起動しない。 Chance Lab. Corp. 50
- 51. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 Chance Lab. Corp. 51
- 52. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 zygote 起動 ～ Java層 SystemServer 起動 Zygote Zygoteプロセスはandroidシステムブート時にDalvik VMと必要なダ イナミックリンクライブラリ、Javaのクラスライブラリをロードした 状態で待機する。アプリケーションの実行要求があった場合はZygote プロセスが自身をforkすることで子プロセスを生成して、その子プロ セスがアプリケーションを実行する。 Dalvik VM（Dalvik仮想マシン） 全てのアプリケーションはDalvik VM上で動作する。 Dalvik VMは少ないメモリでも動作するよう最適化されており、アー キテクチャはレジスタベースになっているのが特徴。 Chance Lab. Corp. 52
- 53. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 Chance Lab. Corp. 53
- 54. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 zygote 起動 ～ Java層 SystemServer 起動 service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server init.rc main(int argc, const char* const argv[]) app_main.cpp AndroidRuntime::start(const char* className, const char* options) AndroidRuntime.cpp main(String argv[]) startSystemServer() ZygoteInit.java SystemServer.java Chance Lab. Corp. 54
- 55. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 android frameworks各種サービス起動 ～ android.intent.action.BOOT_COMPLETED送信まで System Server 起動時に各サービスをシステムに登録して、中心となるActivity ManagerやWindow Manager、Battery Service、Mount Serviceな どの各サービスを起動する。 Activity Manager 各アプリケーション、サービスのアクティビティのライフサイクルを 管理する。 また、システムの起動完了時にACTION_BOOT_COMPLETEDをブ ロードキャストする。 Chance Lab. Corp. 55
- 56. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 android frameworks各種サービス起動 ～ android.intent.action.BOOT_COMPLETED送信まで main(String[] args) SystemServer.java 以下のサービスを起動 ・SurfaceFlinger ・SensorService android_server_SystemServer_init1 (JNIEnv* env, jobject clazz) com_android_server_SystemServer.cpp system_init() ・ActivityManager ・WindowManager ・BatteryService ・PowerManagerService ・PackageManager ： system_init.cpp init2() run() SystemServer.java Chance Lab. Corp. 56
- 57. androidのinit | android init 処理について ■Java層(system_server)起動処理 android frameworks各種サービス起動 ～ android.intent.action.BOOT_COMPLETED送信まで ActivityManagerService.self().systemReady(new Runnable() { ... }) SystemServer.java systemReady(final Runnable goingCallback) ActivityManagerService.java resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev, Bundle options) ActivityStack.java startHomeActivityLocked(int userId) ensureBootCompleted() finishBooting() ActivityManagerService.java Chance Lab. Corp. 57
- 60. 参考文献 ■書籍 「組み込みAndroidエキスパートテクニックブック」 出村成和 著 横浜Androidプラットフォーム部 監修 株式会社 シーアンドアール研究所 発行 ■Web 電脳羊（Android Dream） http://xiangcai.at.webry.info/ Hermit4 http://blog.hermit4.info/ Yokohama Android Platform Club Developer Collaboration Project KMC Staff Blog Chance Lab. Corp. http://www.yokohama.android-pf.org/ https://sites.google.com/site/devcollaboration/ http://blog.kmckk.com/ 60