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概述

Android Build 系統(tǒng)是用來編譯 Android 系統(tǒng)、Android SDK 以及相關(guān)文檔的一套框架。在Android系統(tǒng)中，Android 的源碼中包含了許許多多的模塊。 不同產(chǎn)商的不同設(shè)備對于 Android 系統(tǒng)的定制都是不一樣的。如何將這些模塊統(tǒng)一管理起來，如何能夠在不同的操作系統(tǒng)上進(jìn)行編譯，如何在編譯時能夠支持面向不同的硬件設(shè)備，不同的編譯類型，且還要提供面向各個產(chǎn)商的定制擴(kuò)展，Android系統(tǒng)如何解決這些問題呢？這就是我們不得不談的Android Build 系統(tǒng)。

Android源碼目錄結(jié)構(gòu)：

Linux系統(tǒng)的make命令

在講解Android編譯系統(tǒng)之前，我們首先需要了解Linux系統(tǒng)的make命令。在Linux系統(tǒng)中，我們可以通過make命令來編譯代碼。Make命令在執(zhí)行的時候，默認(rèn)會在當(dāng)前目錄找到一個Makefile文件，然后根據(jù)Makefile文件中的指令來對代碼進(jìn)行編譯。如gcc，Linux系統(tǒng)中的shell命令cp、rm等等。

看到這里，有的小伙伴可能會說，在Linux系統(tǒng)中，shell和make命令有什么區(qū)別呢？

make命令事實(shí)也是通過shell命令來完成任務(wù)的，但是它的神奇之處是可以幫我們處理好文件之間的依賴關(guān)系。例如有一個文件T，它依賴于另外一個文件D，要求只有當(dāng)文件D的內(nèi)容發(fā)生變化，才重新生成文件T。

Make命令是怎么知道兩個文件之間存在依賴關(guān)系，以及當(dāng)被依賴文件發(fā)生變化時如何處理目標(biāo)文件的呢？答案就在前面提到的Makefile文件。Makefile文件實(shí)際上是一個腳本文件，就像普通的shell腳本文件一樣，只不過它遵循的是Makefile語法。Makefile文件最基礎(chǔ)的功能就是描述文件之間的依賴關(guān)系，以及怎么處理這些依賴關(guān)系。

Android Build簡介

Android Build 系統(tǒng)是 Android 系統(tǒng)的一部分，主要用來編譯 Android 系統(tǒng)，Android SDK 以及相關(guān)文檔。該系統(tǒng)主要由 Make 文件，Shell 腳本以及 Python 腳本組成。

Android build分類：

• build/core 目錄下的文件，這是Android Build的系統(tǒng)框架核心；

• device目錄下的文件，存放的是具體的產(chǎn)品配置文件；

• 各個模塊的編譯文件：Android.mk，位于模塊的原文件目錄下。

Android Build系統(tǒng)核心

Android Build系統(tǒng)核心在目錄build/core，這個目錄中有mk文件、shell腳本和per腳本，他們構(gòu)成Android Build系統(tǒng)的基礎(chǔ)和架構(gòu)。

在核心的buil/core里，系統(tǒng)主要干了三件事情：

常用命令：

source build/envsetup.shlunchmake

envsetup.sh

而在build/envsetup.sh中主要完成了三件事：

執(zhí)行Android系統(tǒng)的編譯，必須先執(zhí)行envsetup.sh腳本，這個腳本會建立Android的編譯環(huán)境。其具體執(zhí)行的是建立shell命令以及調(diào)用add_lunch_combo命令，這個命令的將調(diào)用該命令的所傳遞的參數(shù)存放到一個全局的數(shù)組變量LUNCH_MENU_CHOICES中。

envsetup.sh腳本中定義的常用shell命令：

編譯 Android 系統(tǒng)

Android 系統(tǒng)的編譯環(huán)境目前只支持 Ubuntu 以及 Mac OS 兩種操作系統(tǒng)。在編譯Android系統(tǒng)之前我們需要先獲取完整的 Android 源碼。打開控制臺之后轉(zhuǎn)到 Android 源碼的根目錄，然后執(zhí)行如下命名：

source build/envsetup.sh lunch full-eng

關(guān)于這幾條命令的意思，我們上面提過。

第一步命令“source build/envsetup.sh”引入了 build/envsetup.sh腳本，該腳本的作用是初始化編譯環(huán)境，并引入一些輔助的 Shell 函數(shù)；

第二步命令“l(fā)unch full-eng”是調(diào)用 lunch 函數(shù)，并指定參數(shù)為“full-eng”。lunch 函數(shù)的參數(shù)用來指定此次編譯的目標(biāo)設(shè)備以及編譯類型。

第三部命令“make -j8”才真正開始執(zhí)行編譯。make 的參數(shù)“-j”指定了同時編譯的 Job 數(shù)量，這是個整數(shù)，該值通常是編譯主機(jī) CPU 支持的并發(fā)線程總數(shù)的 1 倍或 2 倍（例如：在一個 4 核，每個核支持兩個線程的 CPU 上，可以使用 make -j8 或 make -j16）。

完整的編譯時間依賴于編譯主機(jī)的配置。

Build 結(jié)果

所有的編譯產(chǎn)物都將位于 /out 目錄下，該目錄下主要包含：

• /out/host/：該目錄下包含了針對主機(jī)的 Android 開發(fā)工具的產(chǎn)物。即 SDK 中的各種工具，例如：emulator，adb，aapt 等。

• /out/target/common/：該目錄下包含了針對設(shè)備的共通的編譯產(chǎn)物，主要是 Java 應(yīng)用代碼和 Java 庫。

• /out/target/product//：包含了針對特定設(shè)備的編譯結(jié)果以及平臺相關(guān)的 C/C++ 庫和二進(jìn)制文件。其中，是具體目標(biāo)設(shè)備的名稱。

• /out/dist/：包含了為多種分發(fā)而準(zhǔn)備的包，通過“make disttarget”將文件拷貝到該目錄，默認(rèn)的編譯目標(biāo)不會產(chǎn)生該目錄。

Build 生成的鏡像文件

Build 的產(chǎn)物中最重要的是三個鏡像文件，它們都位于 /out/target/product// 目錄下:

• system.img：包含了 Android OS 的系統(tǒng)文件，庫，可執(zhí)行文件以及預(yù)置的應(yīng)用程序，將被掛載為根分區(qū)。

• ramdisk.img：在啟動時將被 Linux 內(nèi)核掛載為只讀分區(qū)，它包含了 /init文件和一些配置文件。它用來掛載其他系統(tǒng)鏡像并啟動 init 進(jìn)程。

• userdata.img：將被掛載為 /data，包含了應(yīng)用程序相關(guān)的數(shù)據(jù)以及和用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)。

Make 文件

整個 Build 系統(tǒng)的入口文件是源碼樹根目錄下名稱為“Makefile”的文件，當(dāng)在源代碼根目錄上調(diào)用 make 命令時，make 命令首先將讀取該文件。

Makefile 文件的內(nèi)容只有一行：“include build/core/main.mk”。該行代碼的作用很明顯：包含 build/core/main.mk 文件。在 main.mk 文件中又會包含其他的文件，其他文件中又會包含更多的文件，這樣就引入了整個 Build 系統(tǒng)。

在整個Build系統(tǒng)中，Make 文件間的關(guān)系是相當(dāng)復(fù)雜的?？匆粡坢ake文件主要的關(guān)系圖：

Make 常用文件：

Android 源碼中包含了許多的模塊，模塊的類型有很多種，例如：Java 庫，C/C++ 庫，APK 應(yīng)用，以及可執(zhí)行文件等 。并且，Java 或者 C/C++ 庫還可以分為靜態(tài)的或者動態(tài)的，庫或可執(zhí)行文件既可能是針對設(shè)備（本文的“設(shè)備”指的是 Android 系統(tǒng)將被安裝的設(shè)備，例如某個型號的手機(jī)或平板）的也可能是針對主機(jī)（本文的“主機(jī)”指的是開發(fā) Android 系統(tǒng)的機(jī)器，例如裝有 Ubuntu 操作系統(tǒng)的 PC 機(jī)或裝有 MacOS 的 iMac 或 Macbook）的。不同類型的模塊的編譯步驟和方法是不一樣，為了能夠一致且方便的執(zhí)行各種類型模塊的編譯，在 config.mk 中定義了許多的常量，這其中的每個常量描述了一種類型模塊的編譯方式。常見的有： BUILD_HOST_STATIC_LIBRARY BUILD_HOST_SHARED_LIBRARY BUILD_STATIC_LIBRARY BUILD_SHARED_LIBRARY BUILD_EXECUTABLE BUILD_HOST_EXECUTABLE BUILD_PACKAGE BUILD_PREBUILT BUILD_MULTI_PREBUILT BUILD_HOST_PREBUILT BUILD_JAVA_LIBRARY BUILD_STATIC_JAVA_LIBRARY BUILD_HOST_JAVA_LIBRARY 不同類型的模塊的編譯過程會有一些相同的步驟，例如：編譯一個 Java 庫和編譯一個 APK 文件都需要定義如何編譯 Java 文件。為了減少代碼冗余，需要將共同的代碼復(fù)用起來，復(fù)用的方式是將共同代碼放到專門的文件中，然后在其他文件中包含這些文件的方式來實(shí)現(xiàn)的。 模塊的編譯方式定義文件的包含關(guān)系：  ## Make 編譯鏡像 ### make /make droid 如果在源碼樹的根目錄直接調(diào)用“make”命令而不指定任何目標(biāo)，則會選擇默認(rèn)目標(biāo)：“droid”（在 main.mk 中定義）。因此，這和執(zhí)行“make droid”效果是一樣的。 droid 目標(biāo)將編譯出整個系統(tǒng)的鏡像。從源代碼到編譯出系統(tǒng)鏡像，整個編譯過程非常復(fù)雜。這個過程并不是在 droid 一個目標(biāo)中定義的，而是 droid 目標(biāo)會依賴許多其他的目標(biāo)，這些目標(biāo)的互相配合導(dǎo)致了整個系統(tǒng)的編譯。 那么需要編譯出系統(tǒng)鏡像，需要哪些依賴呢？  droid 所依賴的其他 Make目標(biāo)說明：

Build 系統(tǒng)中包含的其他一些 Make 目標(biāo)：

# 定制 Build 系統(tǒng)中內(nèi)容 當(dāng)我們要開發(fā)一款新的 Android 產(chǎn)品的時候，我們首先就需要在 Build 系統(tǒng)中添加對于該產(chǎn)品的定義。在 Android Build 系統(tǒng)中對產(chǎn)品定義的文件通常位于 device 目錄下，device 目錄下可以公司名以及產(chǎn)品名分為二級目錄，然后加入到系統(tǒng)中，如以前小米等基于Android深度定制的系統(tǒng)。 通常，對于一個產(chǎn)品的定義通常至少會包括四個文件：AndroidProducts.mk，產(chǎn)品版本定義文件，BoardConfig.mk 以及 verndorsetup.sh。 ## AndroidProducts.mk 該文件只需要定義一個變量，名稱為“PRODUCT_MAKEFILES”。 ``` PRODUCT_MAKEFILES := \ $(LOCAL_DIR)/full_stingray.mk \ $(LOCAL_DIR)/stingray_emu.mk \ $(LOCAL_DIR)/generic_stingray.mk ``` ## 產(chǎn)品版本定義文件 該文件中包含了對于特定產(chǎn)品版本的定義。該文件可能不只一個，因?yàn)橥粋€產(chǎn)品可能會有多種版本。 通常情況下，我們并不需要定義所有這些變量。Build 系統(tǒng)的已經(jīng)預(yù)先定義好了一些組合，它們都位于 /build/target/product 下，每個文件定義了一個組合，我們只要繼承這些預(yù)置的定義，然后再覆蓋自己想要的變量定義即可。 ``` # 繼承 full_base.mk 文件中的定義 $(call inherit-product, $(SRC_TARGET_DIR)/product/full_base.mk) # 覆蓋其中已經(jīng)定義的一些變量 PRODUCT_NAME := full_lt26 PRODUCT_DEVICE := lt26 PRODUCT_BRAND := Android PRODUCT_MODEL := Full Android on LT26 ``` ## BoardConfig.mk 該文件用來配置硬件主板，它其中定義的都是設(shè)備底層的硬件特性。例如：該設(shè)備的主板相關(guān)信息，Wifi 相關(guān)信息，還有 bootloader，內(nèi)核，radioimage 等信息。 ## vendorsetup.sh 該文件中作用是通過 add_lunch_combo 函數(shù)在 lunch 函數(shù)中添加一個菜單選項(xiàng)。該函數(shù)的參數(shù)是產(chǎn)品名稱加上編譯類型，中間以“-”連接，例如：add_lunch_combo full_lt26-userdebug。/build/envsetup.sh 會掃描所有 device 和 vender 二 級目 錄下的名稱 為"vendorsetup.sh"文件，并根據(jù)其中的內(nèi)容來確定 lunch 函數(shù)的 菜單選項(xiàng)。 在配置了以上的文件之后，便可以編譯出我們新添加的設(shè)備的系統(tǒng)鏡像了。 我們可以使用命令： ``` source build/envsetup.sh ``` 來查看Build 系統(tǒng)已經(jīng)引入了剛剛添加的 vendorsetup.sh 文件。 ## 添加新模塊 在源碼樹中，一個模塊的所有文件通常都位于同一個文件夾中。為了將當(dāng)前模塊添加到整個 Build 系統(tǒng)中，每個模塊都需要一個專門的 Make 文件，該文件的名稱為“Android.mk”。Build 系統(tǒng)會掃描名稱為“Android.mk”的文件，并根據(jù)該文件中內(nèi)容編譯出相應(yīng)的產(chǎn)物。 注： 在 Android Build 系統(tǒng)中，編譯是以模塊（而不是文件）作為單位的，每個模塊都有一個唯一的名稱，一個模塊的依賴對象只能是另外一個模塊，而不能是其他類型的對象。對于已經(jīng)編譯好的二進(jìn)制庫，如果要用來被當(dāng)作是依賴對象，那么應(yīng)當(dāng)將這些已經(jīng)編譯好的庫作為單獨(dú)的模塊。對于這些已經(jīng)編譯好的庫使用 BUILD_PREBUILT 或 BUILD_MULTI_PREBUILT。例如：當(dāng)編譯某個 Java 庫需要依賴一些 Jar 包時，并不能直接指定 Jar 包的路徑作為依賴，而必須首先將這些 Jar 包定義為一個模塊，然后在編譯 Java 庫的時候通過模塊的名稱來依賴這些 Jar 包。 那么怎么編寫Android.mk 文件呢？ Android.mk 文件通常以以下兩行代碼作為開頭： ``` LOCAL_PATH := $(call my-dir) //設(shè)置當(dāng)前模塊的編譯路徑為當(dāng)前文件夾路徑 include $(CLEAR_VARS)//清理編譯環(huán)境中用到的變量 ``` 為了方便模塊的編譯，Build 系統(tǒng)設(shè)置了很多的編譯環(huán)境變量。要編譯一個模塊，只要在編譯之前根據(jù)需要設(shè)置這些變量然后執(zhí)行編譯即可。常見的如： - LOCAL_SRC_FILES：當(dāng)前模塊包含的所有源代碼文件。 - LOCAL_MODULE：當(dāng)前模塊的名稱，這個名稱應(yīng)當(dāng)是唯一的，模塊間的依賴關(guān)系就是通過這個名稱來引用的。 - LOCAL_C_INCLUDES：C 或 C++ 語言需要的頭文件的路徑。 - LOCAL_STATIC_LIBRARIES：當(dāng)前模塊在靜態(tài)鏈接時需要的庫的名稱。 - LOCAL_SHARED_LIBRARIES：當(dāng)前模塊在運(yùn)行時依賴的動態(tài)庫的名稱。 - LOCAL_CFLAGS：提供給 C/C++ 編譯器的額外編譯參數(shù)。 - LOCAL_JAVA_LIBRARIES：當(dāng)前模塊依賴的 Java 共享庫。 - LOCAL_STATIC_JAVA_LIBRARIES：當(dāng)前模塊依賴的 Java 靜態(tài)庫。 - LOCAL_PACKAGE_NAME：當(dāng)前 APK 應(yīng)用的名稱。 - LOCAL_CERTIFICATE：簽署當(dāng)前應(yīng)用的證書名稱。 - LOCAL_MODULE_TAGS：當(dāng)前模塊所包含的標(biāo)簽，一個模塊可以包含多個標(biāo)簽。標(biāo)簽的值可能是 debug, eng,user，development 或者 optional。其中，optional是默認(rèn)標(biāo)簽。標(biāo)簽是提供給編譯類型使用的，不同的編譯類型會安裝包含不同標(biāo)簽的模塊。 編譯類型說明:

根據(jù)上表各種類型模塊的編譯方式，要執(zhí)行編譯，只需要引入表 3 中對應(yīng)的 Make 文件即可。例如，要編譯一個 APK 文件，只需要在 Android.mk 文件中，加入“include $(BUILD_PACKAGE)。

除此以外，Build 系統(tǒng)中還定義了一些便捷的函數(shù)以便在 Android.mk 中使用，包括：

• $(call my-dir)：獲取當(dāng)前文件夾路徑。

• $(call all-java-files-under, )：獲取指定目錄下的所有 Java 文件。

• $(call all-c-files-under, )：獲取指定目錄下的所有 C 語言文件。

• $(call all-Iaidl-files-under, ) ：獲取指定目錄下的所有 AIDL 文件。

• $(call all-makefiles-under, )：獲取指定目錄下的所有 Make 文件。

• $(call intermediates-dir-for, , , , )：獲取 Build 輸出的目標(biāo)文件夾路徑。

如：編譯一個 APK 文件

 LOCAL_PATH := $(call my-dir)

編譯一個 Java 的靜態(tài)庫：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

附：Android編譯系統(tǒng)詳解