Android 编译过程

许法

2023-12-01

1. 编译步骤

1.1 谷歌给出的官方编译步骤

1> source build/envsetup.sh:	加载命令和分支
2> lunch: 					    选择平台(分支)以及平台相关的编译选项
3> make: 					    执行编译

1.2 产品公司的编译步骤

SOC厂商和产品公司编译 Android 源代码时的步骤与谷歌官方给出的编译步骤是一样的，SOC厂商和产品公司只需要在Android给定的框架下添加自己项目专属的配置文件和配置目录，然后再编译时通过 lunch 命令选择自己专属的项目即可。

同一套源码可以添加多个分支，因为不同项目的需求不一样，比如项目A 需要功能1去掉功能2，项目B 需要功能功能3去掉功能1，这样就可以分别为项目A 和项目B 创建一个分支，通过Lunch命令选择分支进行编译。

2. source build/envsetup.sh

2.1 命令列表

这个命令是用来将envsetup.sh里的所有用到的命令加载到环境变量里去，envsetup.sh里的主要命令如下：

function help() 　　　　　　　　　　　　　　　　　 # 显示帮助信息
function get_abs_build_var()　　　　　　　　　　　# 获取绝对变量
function get_build_var()　　　　　　　　　　　　　# 获取绝对变量
function check_product()　　　　　　　　　　　　　# 检查product
function check_variant()　　　　　　　　　　　　　# 检查变量
function setpaths()　　　　　　　　　　　　　　　# 设置文件路径
function printconfig()　　　　　　　　　　　　　　# 打印配置
function set_stuff_for_environment()　　　　　　# 设置环境变量
function set_sequence_number()　　　　　　　　  # 设置序号
function settitle()　　　　　　　　　　　　　　　# 设置标题
function choosetype()　　　　　　　　　　　　　　# 设置type
function chooseproduct()　　　　　　　　　　　　 # 设置product
function choosevariant()　　　　　　　　　　　　 # 设置variant
function tapas()　　　　　　　　　　　　　　　　  # 功能同choosecombo
function choosecombo()　　　　　　　　　　　　　 # 设置编译参数
function add_lunch_combo()　　　　　　　　　　　 # 添加lunch项目
function print_lunch_menu()　　　　　　　　　　　# 打印lunch列表
function lunch()　　　　　　　　　　　　　　　　　# 配置lunch
function m()　　　　　　　　　　　　　　　　　　　# make from top
function findmakefile()　　　　　　　　　　　　　# 查找makefile
function mm()　　　　　　　　　　　　　　　　　　 # make from current directory
function mmm()　　　　　　　　　　　　　　　　　  # make the supplied directories
function croot()　　　　　　　　　　　　　　　　　# 回到根目录
function jgrep()　　　　　　　　　　　　　　　　　# 查找java文件
function cgrep()　　　　　　　　　　　　　　　　  # 查找c/cpp文件
function godir () 　　　　　　　　　　　　　　　　# 跳到指定目录 405

2.2 重点函数分析

add_lunch_combo函数被多次调用，就是它来添加Android编译选项的。以下是 build/envsetup.sh 脚本的部分内容：

415 unset LUNCH_MENU_CHOICES		#清空LUNCH_MENU_CHOICES变量，用来存放编译选项
416 function add_lunch_combo()
417 {
418     local new_combo=$1			#获得add_lunch_combo被调用时的参数
419     local c
420     for c in ${LUNCH_MENU_CHOICES[@]} ; do		#遍历LUNCH_MENU_CHOICES里的值，其实该函数第一次被调用的时候，LUNCH_MENU_CHOICES值为空
421         if [ "$new_combo" = "$c" ] ; then		#如果参数里的值已经存在于LUNCH_MENU_CHOICES变量里，则返回
422             return
423         fi
424     done
425     LUNCH_MENU_CHOICES=(${LUNCH_MENU_CHOICES[@]} $new_combo)	#如果参数里的值没有存在于LUNCH_MENU_CHOICES变量里，则添加到LUNCH_MENU_CHOICES变量里
426 }

428 # add the default one here  添加默认选项，在顶层目录执行lunch就可以看到
429 add_lunch_combo aosp_arm-eng
430 add_lunch_combo aosp_x86-eng
431 add_lunch_combo aosp_mips-eng
432 add_lunch_combo vbox_x86-eng

#末尾的代码很重要，它要从vendor和device目录下查找vendorsetup.sh文件，如果查到了就加载它
1335 # Execute the contents of any vendorsetup.sh files we can find.
1336 for f in `test -d device && find device -maxdepth 4 -name 'vendorsetup.sh' 2> /dev/null` \
1337          `test -d vendor && find vendor -maxdepth 4 -name 'vendorsetup.sh' 2> /dev/null`
1338 do
1339     echo "including $f"		#执行找到的脚本，其实里面就是厂商自己定义的编译选项
1340     . $f
1341 done
1342 unset f

2.3 envsetup.sh 的主要作用

2.3.1加载了编译时使用到的函数命令，如help,lunch,m,mm,mmm等；

2.3.2添加了四个系统默认的编译选项

2.3.3查找device/厂商/SOC/和vendor/厂商/SOC/目录下的vendorsetup.sh，如果存在的话，加载执行它，添加厂商自己定义产品的编译选项。在各个vendosetup.sh文件中其实就是通过add_lunch_combo添加编译选项。

2.3.4注意：vendorsetup.sh文件的位置并不是固定的，不同的平台可能不一样，所以具体位置要根据envsetup.sh末尾的代码来确定。

执行source build/envsetup.sh时会显示vendor和device目录下所有的vendorsetup.sh文件，例如：

including device/generic/x86/vendorsetup.sh
including device/generic/mips/vendorsetup.sh
······

3. lunch

lunch命令对应的是lunch()函数

function lunch()
{
    local answer

    if [ "$1" ] ; then	#lunch后面直接带参数 answer=1
        answer=$1
    else
        print_lunch_menu	#lunch后面不带参数，则打印出所有的编译选项
        echo -n "Which would you like? [aosp_arm-eng] "
        read answer
    fi

   local selection=

    if [ -z "$answer" ]	#如果用户在菜单中没有选择，直接回车，则为系统缺省的aosp_arm-eng selection=aosp_arm-eng
    then
        selection=aosp_arm-eng
    elif (echo -n $answer | grep -q -e "^[0-9][0-9]*$")	#如果answer是选择菜单的数字，则获取该数字对应的字符串
    then
        if [ $answer -le ${#LUNCH_MENU_CHOICES[@]} ]       #从LUNCH_MENU_CHOICES[]数组中取，那么该数组中的内容是再哪里添加的呢？通过搜索可知在function add_lunch_combo()函数中，vendor下的各个脚本通过该函数添加分支
        then
            selection=${LUNCH_MENU_CHOICES[$(($answer-1))]}
        fi
    elif (echo -n $answer | grep -q -e "^[^\-][^\-]*-[^\-][^\-]*$")
    then
         selection=$answer
    fi

    if [ -z "$selection" ]
    then
         echo
        echo "Invalid lunch combo: $answer"
         return 1
    fi
 
    export TARGET_BUILD_APPS=

    local product=$(echo -n $selection | sed -e "s/-.*$//")
    check_product $product
    if [ $? -ne 0 ]
    then
        echo
        echo "** Don't have a product spec for: '$product'"
        echo "** Do you have the right repo manifest?"
        product=
     fi
 
    local variant=$(echo -n $selection | sed -e "s/^[^\-]*-//")
    check_variant $variant
    if [ $? -ne 0 ]
    then
        echo
        echo "** Invalid variant: '$variant'"
        echo "** Must be one of ${VARIANT_CHOICES[@]}"
        variant=
    fi

    if [ -z "$product" -o -z "$variant" ]
    then
        echo
        return 1
    fi
	 #导出环境变量
    export TARGET_PRODUCT=$product		    #项目名
    export TARGET_BUILD_VARIANT=$variant	#版本(一般安卓的项目会分用户版本和工程版本两种，即user版本和eng版本)
    export TARGET_BUILD_TYPE=release

    echo
 
    set_stuff_for_environment
    printconfig
}

4. make

执行make命令的结果就是去执行Android顶层目录下的Makefile文件，其内容如下：

### DO NOT EDIT THIS FILE ###
include build/core/main.mk
### DO NOT EDIT THIS FILE ###

可以看出Android 顶层目录下的 Makefile只做了一件事，那就是包含build/core/main.mk，所以在Android顶层目录下执行make命令时其实是在执行build/core/main.mk文件，该文件引入了几个重要的 .mk文件，main.mk的部分内容如下：

95 include $(BUILD_SYSTEM)/config.mk
101 include $(BUILD_SYSTEM)/cleanbuild.mk
239 include $(BUILD_SYSTEM)/definitions.mk

所有的Makefile都通过build/core/main.mk这个文件组织在一起，它定义了一个默认目标droid,在top目录下执行make其实是在执行make droid。

66 .PHONY: droid
67 DEFAULT_GOAL := droid

当make include所有的文件，完成对所有makefile文件的解析以后就会寻找生成droid的规则，依次生成它的依赖，直到所有满足的模块被编译好，然后使用相应的工具打包成相应的img。其中，config.mk, envsetup.mk, product_config.mk文件是编译用户指定平台系统的关键文件。

5. 定制自己的产品，应该有以下流程：

5.1 创建公司目录

mkdir vendor/sijifan

5.2 创建一个vendorsetup.sh文件，将当前产品编译项添加到lunch里，让lunch能找到用户个性定制编译项，比如当前项目为“天宫一号”简写TGYH。

echo "add_lunch_combo TGYH-eng" > vendor/sijifan/vendorsetup.sh

5.3 仿着Android示例代码，在公司目录下创建products目录

mkdir -p vendor/sijifan/products

5.4 仿着Android示例代码，在products目录下创建两个mk文件

touch vendor/sijifan/products/AndroidProduct.mk

touch vendor/sijifan/products/TGYH.mk

在AndroidProduct.mk里添加如下内容：

PRODUCT_MAKEFILES := $(LOCAL_DIR)/TGYH.mk       #表示只有一个项目产品TGYH，它对应的配置文件在当前目录下的TGYH.mk

6. 指定编译工具链

在 build/core/combo/TARGET_linux-arm.mk文件中指定了编译项目所使用的交叉编译工具链：

50 # You can set TARGET_TOOLS_PREFIX to get gcc from somewhere else
51 ifeq ($(strip $(TARGET_TOOLS_PREFIX)),)
52 TARGET_TOOLCHAIN_ROOT := prebuilts/gcc/$(HOST_PREBUILT_TAG)/arm/arm-linux-androideabi-$(TARGET_GCC_VERSION)
53 TARGET_TOOLS_PREFIX := $(TARGET_TOOLCHAIN_ROOT)/bin/arm-linux-androideabi-
54 endif

7. 寻找配置文件

Android项目下会指定针对boot loader和kernel的配置文件，即arch/arm/configs/xxxx_defcofnig，因为开源的原因，一般项目代码的该目录下，有很多针对不同SOC和单板的配置文件，当你中途接手一个Android项目代码时，想要修改配置宏又不知道该在哪个配置文件中修改时，就很抓狂，别问我是怎么知道，淦······

bootloader：	搜索TARGET_BOOTLOADER_CONFIG
kernel：		搜索TARGET_KERNEL_DEFCONF

8. android编译时如何显示编译信息？

通过命令参数 showcommands 可以得到安卓编译过程中的信息，得到这些信息之后就可以自己写Makefile文件编译程序，而不必依赖Android的编译体系，使用方法如下。【注：如果使用mmm命令遇到问题，极有可能是因为编译的文件xx.c没有改动，所以编译报错，打开源文件加减空格并保存即可】

mmm xx/xx/xx.c showcommands

得到的信息大概如下，主要是关于编译过程中的一些参数，指定编译工具、包含的头文件路径、编译参数等等。

prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-androideabi-4.7/bin/arm-linux-androideabi-gcc
-I external/camera_sijifan 
-I external/camera_sijifan 
-I out/target/product/TGYH/obj/EXECUTABLES/hello_android_intermediates 
-I libnativehelper/include/nativehelper  
-isystem system/core/include 
-isystem hardware/libhardware/include 
-isystem hardware/libhardware_legacy/include 
-isystem hardware/ril/include 
-isystem libnativehelper/include 
-isystem frameworks/native/include 
-isystem frameworks/native/opengl/include 
-isystem frameworks/av/include 
-isystem frameworks/base/include 
-isystem external/skia/include 
-isystem out/target/product/sabresd_6dl_wh_psa/obj/include 
-isystem bionic/libc/arch-arm/include 
-isystem bionic/libc/include 
-isystem bionic/libstdc++/include 
-isystem bionic/libc/kernel/common 
-isystem bionic/libc/kernel/arch-arm 
-isystem bionic/libm/include 
-isystem bionic/libm/include/arm 
-isystem bionic/libthread_db/include -c  -fno-exceptions -Wno-multichar -msoft-float -fpic -fPIE -ffunction-sections -fdata-sections -funwind-tables -fstack-protector -Wa,--noexecstack -Werror=format-security -D_FORTIFY_SOURCE=2 -fno-short-enums -march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=neon 
-include build/core/combo/include/arch/linux-arm/AndroidConfig.h 
-I build/core/combo/include/arch/linux-arm/ 
-Wno-unused-but-set-variable -fno-builtin-sin -fno-strict-volatile-bitfields -Wno-psabi -mthumb-interwork -DANDROID -fmessage-length=0 -W -Wall -Wno-unused -Winit-self -Wpointer-arith -Werror=return-type -Werror=non-virtual-dtor -Werror=address -Werror=sequence-point -DNDEBUG -g -Wstrict-aliasing=2 -fgcse-after-reload -frerun-cse-after-loop -frename-registers -DNDEBUG -UDEBUG -mthumb -Os -fomit-frame-pointer -fno-strict-aliasing       
prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-androideabi-4.7/bin/arm-linux-androideabi-g++ -nostdlib -Bdynamic -fPIE -pie -Wl,-dynamic-linker,/system/bin/linker -Wl,--gc-sections -Wl,-z,nocopyreloc -Lout/target/product/sabresd_6dl_wh_psa/obj/lib       
out/target/product/TGYH/obj/EXECUTABLES/hello_android_intermediates/hello_android.o        -Wl,--whole-archive   -Wl,--no-whole-archive   
 
Install: out/target/product/TGYH/system/bin/hello_android
out/host/linux-x86/bin/acp -fp out/target/roduct/TGYH/obj/EXECUTABLES/hello_android_intermediates/hello_android

8.1 注解

gcc "-I"(大写i)、 "-l"(小写l)、"-L"(大写L)的作用：

"-I"(大写I) ：可以理解为 include，是实现包含各种头文件的功能。

"-L"(大写L)：可以理解为 location ，这个和 "-l"(小写l) 配合使用的，告诉编译器要引用的“库”所在的位置。

"-i"(小写i)：可以理解为 library ，这是后面要跟“库”名字，告诉编译器要引用的具体“库”名字

注意：“库”的名字是有标准格式的，一般都是"lib"字符串开头，比如libxxx.so、libxxx.a 等，把库文件名的头"lib"和尾".so"去掉就是这个库的简称了，这样我们在使用"-l"(小写l)引用库的时候，不用带lib了，而是-lxxx。