理解Android编译命令

工欲善其事,必先利其器,对于想要深入学习Android源码,必须先掌握Android编译命令.

       
刚刚大学毕业,正式开始了自己的第一份工作——Android开发工程师,也是一段新的学习之旅的开始,真心觉得有必要记录一下自己的所学。工作伊始,第一项任务就是Android系统的编译,(理科生,文学功底有限,尽量说明白^_澳门新葡萄京娱乐场,^)。

一、引言

关于Android
Build系统,这个话题很早就打算整理下,迟迟没有下笔,决定跟大家分享下。先看下面几条指令,相信编译过Android源码的人都再熟悉不过的。

source /opt/android1204_17.conf 
source setenv.sh
lunch
make -j12

记得最初刚接触Android时,同事告诉我用上面的指令就可以编译Android源码,指令虽短但过几天就记不全或者忘记顺序,每次编译时还需要看看自己的云笔记,冰冷的指令总是难以让我记忆。后来我决定认真研究下这个指令的含义。知其然还需知其所以然,这样能更深层次的理解并记忆,才能与自身的知识体系建立强连接,或许还有意外收获,果然如此,接下来跟大家分享一下在研究上述几条指令含义的过程中,深入了解到的Android
Build(编译)系统。

一、Android编译系统

       
Android编译系统是Android源码的一部分,用于编译Android系统、SDK以及相关Android文档,包括Make文件、shell以及Python脚本组成,其中Make文件起主要作用

二、编译命令

准备好编译环境后,编译Android源码的第一步是 source build/envsetup.sh,其中source命令就是用于运行shell脚本命令,功能等价于”.”,因此该命令也等价于. build/envsetup.sh。在文件envsetup.sh声明了当前会话终端可用的命令,这里需要注意的是当前会话终端,也就意味着每次新打开一个终端都必须再一次执行这些指令。起初并不理解为什么新开的终端不能直接执行make指令,到这里总算明白了。

接下来,解释一下本文开头的引用的命令:

source /opt/android1204_17.conf  //初始化jdk环境变量(这个不是必需的,因厂商而异)
source setenv.sh  //初始化编译环境,包括后面的lunch和make指令
lunch  //指定此次编译的目标设备以及编译类型
make  -j12 //开始编译,默认为编译整个系统,其中-j12代表的是编译的job数量为12。

所有的编译命令都在envsetup.sh文件能找到相对应的function,比如上述的命令lunchmake,在文件一定能找到

function lunch(){
    ...
}

function make(){
    ...
}

source envsetup.sh,需要cd到setenv.sh文件所在路径执行,路径可能在build/envsetup.sh,或者integrate/envsetup.sh,再或者不排除有些厂商会封装自己的.sh脚本,但核心思路是一致的。

具体实现这里就不展开说明,下面精炼地总结了一下各个指令用法和功效。

1.Make文件:

         
系统核心的Make文件:定义了Build系统的框架,文件全部位于路径/build/core,其他Make文件都是基于该框架编写的;

         
针对产品的Make文件:
定义了具体某个型号手机的Make文件,文件路径位于/device,该目录下往往又以公司名和产品名划分两个子级目录,比如/device/qcom/msm8916;

          
针对模块的Make文件:
整个系统分为各个独立的模块,每个模块都一个专门的Make文件,名称统一为”Android.mk”,该文件定义了当前模块的编译方式。Build系统会扫描整个源码树中名为”Android.mk”的问题,并执行相应模块的编译工作。

2.1 代码编译

编译指令 解释
m 在源码树的根目录执行编译
mm 编译当前路径下所有模块,但不包含依赖
mmm [module_path] 编译指定路径下所有模块,但不包含依赖
mma 编译当前路径下所有模块,且包含依赖
mmma [module_path] 编译指定路径下所有模块,且包含依赖
make [module_name] 无参数,则表示编译整个Android代码

下面列举部分模块的编译指令:

模块 make命令 mmm命令
init make init mmm system/core/init
zygote make app_process mmm frameworks/base/cmds/app_process
system_server make services mmm frameworks/base/services
java framework make framework mmm frameworks/base
framework资源 make framework-res mmm frameworks/base/core/res
jni framework make libandroid_runtime mmm frameworks/base/core/jni
binder make libbinder mmm frameworks/native/libs/binder

上述mmm命令同样适用于mm/mma/mmma,编译系统采用的是增量编译,只会编译发生变化的目标文件。当需要重新编译所有的相关模块,则需要编译命令后增加参数-B,比如make
-B [module_name],或者 mm -B [module_path]。

Tips:

  • 对于m、mm、mmm、mma、mmma这些命令的实现都是通过make方式来完成的。
  • mmm/mm编译的效率很高,而make/mma/mmma编译较缓慢;
  • make/mma/mmma编译时会把所有的依赖模块一同编译,但mmm/mm不会;
  • 建议:首次编译时采用make/mma/mmma编译;当依赖模块已经编译过的情况,则使用mmm/mm编译。

2.编译结果:

           
Android编译完成后,所有生成的文件都被放置在/out/目录下,一般包括host文件夹与target文件夹,具体内容自行参看。

2.2 代码搜索

搜索指令 解释
cgrep 所有C/C++文件执行搜索操作
jgrep 所有Java文件执行搜索操作
ggrep 所有Gradle文件执行搜索操作
mangrep [keyword] 所有AndroidManifest.xml文件执行搜索操作
sepgrep [keyword] 所有sepolicy文件执行搜索操作
resgrep [keyword] 所有本地res/*.xml文件执行搜索操作
sgrep [keyword] 所有资源文件执行搜索操作

上述指令用法最终实现方式都是基于grep指令,各个指令用法格式:

xgrep [keyword]  //x代表的是上表的搜索指令

例如,搜索所有AndroidManifest.xml文件中的launcher关键字所在文件的具体位置,指令

mangrep launcher

再如,搜索所有Java代码中包含zygote所在文件

jgrep zygote

又如,搜索所有system_app的selinux权限信息

sepgrep system_app

Tips: Android源码非常庞大,直接采用grep来搜索代码,不仅方法笨拙、浪费时间,而且搜索出很多无意义的混淆结果。根据具体需求,来选择合适的代码搜索指令,能节省代码搜索时间,提高搜索结果的精准度,方便定位目标代码。

3.Android.mk文件解析

           
Android源码将每个模块以单独文件夹的方式组织,在对应的模块文件夹下都包含一个Android.mk文件,那么Android.mk文件到底是什么呢?

         一般mk文件中都包含以下两行:

                  LOCAL_PATH := $(call
my-dir)//设置当编译路径为当前文件夹所在路径

                  include
$(CLEAR_VARS)//清空编译环境的变量(由其他模块设置过的变量)

同时,在mk文件中还设置了一系列的编译时使用的环境变量:

                LOCAL_SRC_FILES:当前模块包含的所有源码文件;

                LOCAL_MODULE:当前模块的名称(具有唯一性);

                LOCAL_PACKAGE_NAME:当前APK应用的名称(具有唯一性);

                LOCAL_C_INCLUDES:C/C++所需的头文件路径;

               
LOCAL_STATIC_LIBRARIES:当前模块在静态链接时需要的库名;

               
LOCAL_SHARED_LIBRARIES:当前模块在运行时依赖的动态库名;

               
LOCAL_STATIC_JAVA_LIBRARIES:当前模块依赖的Java静态库;

                LOCAL_JAVA_LIBRARIES:当前模块依赖的Java共享库;

               
LOCAL_CERTIFICATE:签署当前应用的证书名称,比如platform。

               
LOCAL_MODULE_TAGS:当前模块所包含的标签,可以包含多标签,可能值为debgu,eng,user,development
或 optional(默认值)

2.3 导航指令

导航指令 解释
croot 切换至Android根目录
cproj 切换至工程的根目录
godir [filename] 跳转到包含某个文件的目录

Tips: 当每次修改完某个文件后需要编译时,执行cproj后会跳转到当前模块的根目录,也就是Android.mk文件所在目录,然后再执行mm指令,即可编译目标模块;当进入源码层级很深后,需要返回到根目录,使用croot一条指令完成;另外cd - 指令可用于快速切换至上次目录。

4.编译步骤

1.执行source
/build/envsetup.sh脚本,进行编译环境的预先设置(执行该文件后,一些build命令才可以使用)。

2.常用命令:

           make:用于完整的Android源码的编译

           m:用于从Android的根目录开始编译

           mm:用于当前路径下所有模块的编译

           mmm:用于Android单独一个模块的编译,常跟-B参数进行强制编译

           make clean
:清楚上一次编译产生的文件,避免对下一次编译造成影响

2.4 信息查询

查询指令 解释
hmm 查询所有的指令help信息
findmakefile 查询当前目录所在工程的Android.mk文件路径
print_lunch_menu 查询lunch可选的product
printconfig 查询各项编译变量值
gettop 查询Android源码的根目录
gettargetarch 获取TARGET_ARCH值

2.5 其他指令

上述只是列举比较常用的指令,还有其他指令,而且不同的build编译系统,支持的指令可能会存在一些差异,当忘记这些编译指令,可以通过执行hmm,查询指令的帮助信息。

最后再列举两个比较常用的指令:

  • make clean:执行清理操作,等价于 rm -rf out/
  • make update-api:更新API,在framework
    API改动后需执行该指令,Api记录在目录frameworks/base/api

三、编译系统

Android 编译系统是Android源码的一部分,用于编译Android系统,Android
SDK以及相关文档。该编译系统是由Make文件、Shell以及Python脚本共同组成,其中最为重要的便是Make文件。关于编译系统可参考 理解
Android Build
系统。

3.1 Makefile分类

整个Build系统的Make文件分为三大类:

  • 系统核心的Make文件:定义了Build系统的框架,文件全部位于路径/build/core,其他Make文件都是基于该框架编写的;
  • 针对产品的Make文件:定义了具体某个型号手机的Make文件,文件路径位于/device,该目录下往往又以公司名和产品名划分两个子级目录,比如/device/qcom/msm8916
  • 针对模块的Make文件:整个系统分为各个独立的模块,每个模块都一个专门的Make文件,名称统一为”Android.mk”,该文件定义了当前模块的编译方式。Build系统会扫描整个源码树中名为”Android.mk”的问题,并执行相应模块的编译工作。

3.2 编译产物

经过make编译后的产物,都位于/out目录,该目录下主要关注下面几个目录:

  • /out/host:Android开发工具的产物,包含SDK各种工具,比如adb,dex2oat,aapt等。
  • /out/target/common:通用的一些编译产物,包含Java应用代码和Java库;
  • /out/target/product/[product_name]:针对特定设备的编译产物以及平台相关C/C++代码和二进制文件;

在/out/target/product/[product_name]目录下,有几个重量级的镜像文件:

  • system.img:挂载为根分区,主要包含Android OS的系统文件;
  • ramdisk.img:主要包含init.rc文件和配置文件等;
  • userdata.img:被挂载在/data,主要包含用户以及应用程序相关的数据;

当然还有boot.img,reocovery.img等镜像文件,这里就不介绍了。

3.3 Android.mk解析

在源码树中每一个模块的所有文件通常都相应有一个自己的文件夹,在该模块的根目录下有一个名称为“Android.mk”
的文件。编译系统正是以模块为单位进行编译,每个模块都有唯一的模块名,一个模块可以有依赖多个其他模块,模块间的依赖关系就是通过模块名来引用的。也就是说当模块需要依赖一个jar包或者apk时,必须先将jar包或apk定义为一个模块,然后再依赖相应的模块。

对于Android.mk文件,通常都是以下面两行

LOCAL_PATH := $(call my-dir)  //设置当编译路径为当前文件夹所在路径
include $(CLEAR_VARS)  //清空编译环境的变量(由其他模块设置过的变量)

为方便模块编译,编译系统设置了很多的编译环境变量,如下:

  • LOCAL_SRC_FILES:当前模块包含的所有源码文件;
  • LOCAL_MODULE:当前模块的名称(具有唯一性);
  • LOCAL_PACKAGE_NAME:当前APK应用的名称(具有唯一性);
  • LOCAL_C_INCLUDES:C/C++所需的头文件路径;
  • LOCAL_STATIC_LIBRARIES:当前模块在静态链接时需要的库名;
  • LOCAL_SHARED_LIBRARIES:当前模块在运行时依赖的动态库名;
  • LOCAL_STATIC_JAVA_LIBRARIES:当前模块依赖的Java静态库;
  • LOCAL_JAVA_LIBRARIES:当前模块依赖的Java共享库;
  • LOCAL_CERTIFICATE:签署当前应用的证书名称,比如platform。
  • LOCAL_MODULE_TAGS:当前模块所包含的标签,可以包含多标签,可能值为debgu,eng,user,development或optional(默认值)

针对这些环境变量,编译系统还定义了一些便捷函数,如下:

  • $(call my-dir):获取当前文件夹路径;
  • $(call all-java-files-under, ):获取指定目录下的所有Java文件;
  • $(call all-c-files-under, ):获取指定目录下的所有C文件;
  • $(call all-Iaidl-files-under, ) :获取指定目录下的所有AIDL文件;
  • $(call all-makefiles-under, ):获取指定目录下的所有Make文件;

示例:

  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 := com.gityuan.lib 

  # 当前模块的名称
  LOCAL_MODULE := demo 

  # 将当前模块编译成一个静态的Java库
  include $(BUILD_STATIC_JAVA_LIBRARY)

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