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android编译系统

android编译系统

作者: AlexKing阁下 | 来源:发表于2016-06-09 23:15 被阅读1624次

    android源码架构

    通过源码的架构,知道android源码在整个体系的code base充当什么样的角色,有助于理解android。

    ----------------
    ├── Makefile            全局的Makefile
    ├── build                  系统编译规则和配置所需要的脚本和工具
    ----------------
    ├── prebuilt          各种平台编译工具链
    ├── bionic                基础C库源代码
    ----------------
    ├── frameworks *         Android应用程序的核心框架层(java及C++语言)
    ├── system     *            底层文件系统/库/应用及组件(C语言,init)
    ├── dalvik                     JAVA虚拟机
    ├── external            android使用的一些额外开源库
    ├── libcore             与媒体播放框架代码相关
    ----------------
    ├── packages            各种应用程序实例
    ├── development         程序开发所需要的实例/模板/工具
    ----------------
    ├── ndk
    ├── sdk
    ├── cts                 Android CTS兼容性规范测试用例
    ----------------
    ├── vendor              *        厂商定制代码
    ├── device               *        厂商定制代码
    ├── hardware          *        一些与硬件相关的库,部分厂家开源的硬解适配层HAL代码
    ├── kernel                *        Linux源代码
    ├── bootable           引导加载器(LK)
    ----------------
    ├── abi
    ├── build.sh
    ├── doc
    ├── platform_testing
    ├── art
    ├── developers
    ├── libnativehelper
    ├── mkimage
    ├── out                             产生的镜像
    ├── pdk
    

    如何获取源码。

    google有官方的方法下载。

    http://source.android.com/source/downloading.html

    具体解决无法下载google源码方案:
    目前清华大学有相应的谷歌android镜像,感谢清华人对开源软件的支持。具体如下地址:https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/aosp
    这里小编所使用的:

    mkdir ~/bin

    PATH=~/bin:$PATH

    curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo

    如果上述 URL 不可访问,可以用下面的:

    curl https://storage-googleapis.lug.ustc.edu.cn/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo

    chmod a+x ~/bin/repo

    mkdir androidM

    cd androidM

    repo init -u git://mirrors.ustc.edu.cn/aosp/platform/manifest -b android-6.0.1_r8

    如果提示无法连接到 gerrit.googlesource.com,可以编辑 ~/bin/repo,把 REPO_URL 一行替换成下面的:

    REPO_URL = 'https://gerrit-googlesource.lug.ustc.edu.cn/git-repo'

    repo sync -c -d

    build系统

    android的源码是如何编译的?了解了这个有助于我们对android源码是如何构成的有直观的了解,现在,以android6.0的code为例,在这里对android的源码进行分析。

    整个build的make文件主要分为三类。
    第一类:build系统的核心文件,定义了整个build系统。其源码在build/core。
    第二类:主要给厂商做定义的make文件。其源码在device下。
    第三类:针对于每一个模块的make文件。如在模块目录下的Android.mk文件。

    如何使用build系统

    建立编译环境(以ubuntu为例)
    第一步:Android编译环境的搭建
    安装必要的包:

    sudo apt-get update
    (注意:以下指令,最好每一个都分开来敲入,以免部件安装不全。)

    sudo apt-get install git-core gnupg flex bison gperf build-essential zip curl zlib1g-dev libc6-dev lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32readline-gplv2-dev lib32z-dev libxml2-utils

    第二步:由于Ubuntu11.10里的gcc和g++版本太高了,你需要执行下面的操作:

    sudo apt-get install gcc-4.4
    sudo apt-get install g++-4.4
    cd /usr/bin
    sudo mv gcc gcc.bak
    sudo ln -s gcc-4.4 gcc
    sudo mv g++ g++.bak
    sudo ln -s g++-4.4 g++
    sudo apt-get install g++-4.4-multilib

    此外还要装以下的包(否则会在之后编译me172v的时候会出错"/usr/bin/ld: cannot find -lstdc++"):

    sudo apt-get install gcc-multilib g++-multilib libc6-i386 libc6-dev-i386

    安装JDK:

    sudo apt-get install openjdk-7-jdk

    选择相关的编译项

    使用命令

    $ source build/envsetup.sh

    $ lunch

    $ make

    第一行命令“source build/envsetup.sh”引入了 build/envsetup.sh脚本。该脚本的作用是初始化编译环境,并引入一些辅助的 Shell 函数,这其中就包括第二步使用 lunch 函数。

    当可以执行lunch函数时,通常有一下命令可被执行。

    croot     切换到源码树的根目录
    m         在源码树的根目录执行 make
    mm        Build 当前目录下的模块
    mmm       Build 指定目录下的模块
    cgrep      在所有 C/C++ 文件上执行 grep
    jgrep      在所有 Java 文件上执行 grep
    resgrep    在所有 res/*.xml 文件上执行 grep
    printconfig   显示当前 Build 的配置信息
    add_lunch_combo  在 lunch 函数的菜单中添加一个条目
    lunch   函数的参数用来指定此次编译的目标设备以及编译类型。
    

    当使用make的时候,直接调用的时makefile,而makefile中只有“include build/core/main.mk”,这样就将引入整个build系统。

    主要的 Make 文件的说明

    文件名                      说明
    main.mk          最主要的 Make 文件,该文件中首先将对编译环境进行检查,同时引入其他的 Make 文件。另外,该文件中还定义了几个最主要的 Make 目标,例如 droid,sdk等。
    help.mk         包含了名称为 help 的 Make 目标的定义,该目标将列出主要的 Make 目标及其说明。
    pathmap.mk       将许多头文件的路径通过名值对的方式定义为映射表,并提供 include-path-for 函数来获取。例如,通过$(call include-path-for, frameworks-native)便可以获取到 framework本地代码需要的头文件路径。
    envsetup.mk      配置 Build 系统需要的环境变量,例如:TARGET_PRODUCT,TARGET_BUILD_VARIANT,HOST_OS,HOST_ARCH 等。当前编译的主机平台信息(例如操作系统,CPU 类型等信息)就是在这个文件中确定的。另外,该文件中还指定了各种编译结果的输出路径。
    combo/select.mk  根据当前编译器的平台选择平台相关的 Make 文件。
    dumpvar.mk       在 Build 开始之前,显示此次 Build 的配置信息。
    config.mk        整个 Build 系统的配置文件,最重要的 Make 文件之一。该文件中主要包含以下内容:定义了许多的常量来负责不同类型模块的编译。定义编译器参数以及常见文件后缀,例如 .zip,.jar.apk。根据 BoardConfig.mk 文件,配置产品相关的参数。设置一些常用工具的路径,例如 flex,e2fsck,dx。
    definitions.mk    最重要的 Make 文件之一,在其中定义了大量的函数。这些函数都是 Build 系统的其他文件将用到的。例如:my-dir,all-subdir-makefiles,find-subdir-files,sign-package 等,关于这些函数的说明请参见每个函数的代码注释。
    distdir.mk        针对 dist 目标的定义。dist 目标用来拷贝文件到指定路径。
    dex_preopt.mk     针对启动 jar 包的预先优化。
    pdk_config.mk     顾名思义,针对 pdk(Platform Developement Kit)的配置文件。
    ${ONE_SHOT_MAKEFILE}    ONE_SHOT_MAKEFILE 是一个变量,当使用“mm”编译某个目录下的模块时,此变量的值即为当前指定路径下的 Make 文件的路径。
    ${subdir_makefiles} 各个模块的 Android.mk 文件的集合,这个集合是通过 Python 脚本扫描得到的。
    post_clean.mk      在前一次 Build 的基础上检查当前 Build 的配置,并执行必要清理工作。
    legacy_prebuilts.mk 该文件中只定义了 GRANDFATHERED_ALL_PREBUILT 变量。
    Makefile           被 main.mk 包含,该文件中的内容是辅助 main.mk 的一些额外内容。
    

    其他主要 Make 目标

    Make 目标          说明
    make clean           执行清理,等同于:rm -rf out/。
    make sdk             编译出 Android 的 SDK。
    make clean-sdk       清理 SDK 的编译产物。
    make update-api      更新 API。在 framework API 改动之后,需要首先执行该命令来更新 API,公开的 API 记录在 frameworks/base/api 目录下。
    make dist            执行 Build,并将 MAKECMDGOALS 变量定义的输出文件拷贝到 /out/dist 目录。
    make all              编译所有内容,不管当前产品的定义中是否会包含。
    make help             帮助信息,显示主要的 make 目标。
    make snod             从已经编译出的包快速重建系统镜像。(其实主要对system进行打包)
    make libandroid_runtime   编译所有 JNI framework 内容。
    make framework        编译所有 Java framework 内容。
    make services         编译系统服务和相关内容。
    make <local_target>   编译一个指定的模块,local_target 为模块的名称。
    make clean-<local_target>   清理一个指定模块的编译结果。
    make dump-products     显示所有产品的编译配置信息,例如:产品名,产品支持的地区语言,产品中会包含的模块等信息。
    make bootimage        生成 boot.img
    make recoveryimage   生成 recovery.img
    make userdataimage   生成 userdata.img
    make cacheimage       生成 cache.img
    

    在 Build 系统中添加新的内容

    当要开发一款新的 Android 产品的时候,我们首先需要在 Build 系统中添加对于该产品的定义。
    在 Android Build 系统中对产品定义的文件通常位于 device 目录下(另外还有一个可以定义产品的目录是 vender 目录,这是个历史遗留目录,Google 已经建议不要在该目录中进行定义,而应当选择 device 目录)。device 目录下根据公司名以及产品名分为二级目录。
    通常,对于一个产品的定义通常至少会包括四个文件:AndroidProducts.mk,产品版本定义文件,
    BoardConfig.mk 以及 verndorsetup.sh。

    /device/qcom/xxxxx/AndroidProducts.mk:
    PRODUCT_MAKEFILES := \
        $(LOCAL_DIR)/titanium_64.mk
    

    产品版本定义文件:顾名思义,该文件中包含了对于特定产品版本的定义。该文件可能不只一个,因为同一个产品可能会有多种版本(例如,面向中国地区一个版本,面向美国地区一个版本)。
    文件中可以定义的变量以及含义

    常量                    说明
    PRODUCT_NAME        最终用户将看到的完整产品名,会出现在“关于手机”信息中。
    PRODUCT_MODEL       产品的型号,这也是最终用户将看到的。
    PRODUCT_LOCALES     该产品支持的地区,以空格分格,例如:en_GB de_DE es_ES fr_CA。
    PRODUCT_PACKAGES    该产品版本中包含的 APK 应用程序,以空格分格,例如:Calendar Contacts。
    PRODUCT_DEVICE       该产品的工业设计的名称。
    PRODUCT_MANUFACTURER    制造商的名称。
    PRODUCT_BRAND        该产品专门定义的商标(如果有的话)。
    PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES  对于商品属性的定义。
    PRODUCT_COPY_FILES     编译该产品时需要拷贝的文件,以“源路径 : 目标路径”的形式。
    PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS    对于该产品的 OTA 公开 key 的列表。
    PRODUCT_POLICY  产品使用的策略。
    PRODUCT_PACKAGE_OVERLAYS    指出是否要使用默认的资源或添加产品特定定义来覆盖。
    PRODUCT_CONTRIBUTORS_FILE   HTML 文件,其中包含项目的贡献者。
    PRODUCT_TAGS    该产品的标签,以空格分格。
    

    添加新的模块

    在源码树中,一个模块的所有文件通常都位于同一个文件夹中。为了将当前模块添加到整个 Build 系统中,每个模块都需要一个专门的 Make 文件,该文件的名称为“Android.mk”。Build 系统会扫描名称为“Android.mk”的文件,并根据该文件中内容编译出相应的产物。

    需要注意的是:在 Android Build 系统中,编译是以模块(而不是文件)作为单位的,每个模块都有一个唯一的名称,一个模块的依赖对象只能是另外一个模块,而不能是其他类型的对象。对于已经编译好的二进制库,如果要用来被当作是依赖对象,那么应当将这些已经编译好的库作为单独的模块。对于这些已经编译好的库使用 BUILD_PREBUILT 或 BUILD_MULTI_PREBUILT。例如:当编译某个 Java 库需要依赖一些 Jar 包时,并不能直接指定 Jar 包的路径作为依赖,而必须首先将这些 Jar 包定义为一个模块,然后在编译 Java 库的时候通过模块的名称来依赖这些 Jar 包。

    Android.mk 文件通常以以下两行代码作为开头:

     LOCAL_PATH := $(call my-dir) 
     include $(CLEAR_VARS)
    

    这两行代码的作用是:
    设置当前模块的编译路径为当前文件夹路径。
    清理(可能由其他模块设置过的)编译环境中用到的变量。
    为了方便模块的编译,Build 系统设置了很多的编译环境变量。要编译一个模块,只要在编译之前根据需要设置这些变量然后执行编译即可。它们包括:

    LOCAL_SRC_FILES:当前模块包含的所有源代码文件。
    LOCAL_MODULE:当前模块的名称,这个名称应当是唯一的,模块间的依赖关系就是通过这个名称来引用的。
    LOCAL_C_INCLUDES:C 或 C++ 语言需要的头文件的路径。LOCAL_STATIC_LIBRARIES:当前模块在静态链接时需要的库的名称。LOCAL_SHARED_LIBRARIES:当前模块在运行时依赖的动态库的名称。LOCAL_CFLAGS:提供给 C/C++ 编译器的额外编译参数。
    LOCAL_JAVA_LIBRARIES:当前模块依赖的 Java 共享库。
    LOCAL_STATIC_JAVA_LIBRARIES:当前模块依赖的 Java 静态库。LOCAL_PACKAGE_NAME:当前 APK 应用的名称。
    LOCAL_CERTIFICATE:签署当前应用的证书名称。
    LOCAL_MODULE_TAGS:当前模块所包含的标签,一个模块可以包含多个标签。标签的值可能是 debug, eng, user,development 或者 optional。其中,optional 是默认标签。标签是提供给编译类型使用的。不同的编译类型会安装包含不同标签的模块。
    

    要编译一个 APK 文件,只需要在 Android.mk 文件中,加入“include $(BUILD_PACKAGE)
    除此以外,Build 系统中还定义了一些便捷的函数以便在 Android.mk 中使用,包括:

    $(call my-dir):获取当前文件夹路径。
    $(call all-java-files-under, <src>):获取指定目录下的所有 Java 文件。
    $(call all-c-files-under, <src>):获取指定目录下的所有 C 语言文件。
    $(call all-Iaidl-files-under, <src>) :获取指定目录下的所有 AIDL 文件。
    $(call all-makefiles-under, <folder>):获取指定目录下的所有 Make 文件。
    $(call intermediates-dir-for, <class>, <app_name>, <host or target>, <common?> ):获取 Build 输出的目标文件夹路径。
    编译一个 APK 文件
      LOCAL_PATH := $(call my-dir) 
      include $(CLEAR_VARS) 
      # 获取所有子目录中的 Java 文件
      LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files)          
      # 当前模块依赖的静态 Java 库,如果有多个以空格分隔
      LOCAL_STATIC_JAVA_LIBRARIES := static-library 
      # 当前模块的名称
      LOCAL_PACKAGE_NAME := LocalPackage 
      # 编译 APK 文件
      include $(BUILD_PACKAGE)
    
    编译一个 Java 的静态库
      LOCAL_PATH := $(call my-dir) 
      include $(CLEAR_VARS) 
       
      # 获取所有子目录中的 Java 文件
      LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files) 
       
      # 当前模块依赖的动态 Java 库名称
      LOCAL_JAVA_LIBRARIES := android.test.runner 
       
      # 当前模块的名称
      LOCAL_MODULE := sample 
       
      # 将当前模块编译成一个静态的 Java 库
      include $(BUILD_STATIC_JAVA_LIBRARY)
    

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