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。
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├── Makefile 全局的Makefile
├── build 系统编译规则和配置所需要的脚本和工具
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├── prebuilt 各种平台编译工具链
├── bionic 基础C库源代码
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├── 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
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├── packages 各种应用程序实例
├── development 程序开发所需要的实例/模板/工具
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├── ndk
├── sdk
├── cts Android CTS兼容性规范测试用例
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├── 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)
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├── 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。
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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