2.3编译Android源码
Android源码体积非常庞大，由Dalvik虚拟机、Linux内核、编译系统、框架代码、Android定制C库、测试套件、系统应用程序等部分组成，在编译Android源码之前，必须要先掌握Android源码的组成。
2.3.1Android源码目录结构
在Android源码中，按照不同功能代码被放在不同的目录下：
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目录 |
描述 |
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bionic |
针对Android系统定制的仿生标准C库、链接器等所在目录，Android系统并没有使用Linux的glibc库，bioinc C库针对嵌入式系统做了优化，添加了一些Android特定的函数API同时大大减少库的体积，也避免了LGPL版权的问题。 |
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bootable |
Android系统引导启动代码，用来引导系统、更新系统、恢复系统。 |
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build |
Android的编译系统目录，里面包含大量的Makefile，用来编译目标系统、Host主机开发环境等。 |
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cts |
兼容性测试工具目录。 |
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dalvik |
Dalvik虚拟机，Android系统得以运行的虚拟执行环境。 |
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development |
程序开发所需要的模板和工具。 |
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external |
Android系统使用的其它开源代码目录，如jpeg图片解码开源库、opencore开源代码等。 |
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frameworks |
框架层代码，frameworks/base目录下存放目标系统的框架库，frameworks/policies/base下存放应用程序框架代码。 |
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hardware |
HAL（Hardware Abstraction Layer）硬件抽象层代码。 |
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kernel |
Linux内核目录，默认下载的Android源码里没有，需单独下载。 |
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packages |
Android系统级应用程序源码目录，如摄像应用、电话应用等。 |
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prebuilt |
主机编译工具目录，如arm-linux-gcc交叉系统工具链等。 |
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sdk |
SDK及模拟器。 |
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system |
init进程、蓝牙、无线WIFI工具、uevent进程目录。 |
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devices |
厂商设备配置目录，针对不同设备，由不同的子目录来分别管理，用来裁剪实现不同设备上Android目标系统。 |
在external目录下存放着大量的外部开源代码：
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外部开源项目 |
描述 |
外部开源项目 |
描述 |
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aes |
AES加密 |
libxml2 |
xml解析库 |
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apache-http |
网页服务器 |
make |
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asm |
netbeans-visual |
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bluez |
蓝牙相关、协议栈 |
netcat |
simple Unix utility which reads and writes dataacross network connections |
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ccache |
netperf |
网络性能测量工具 |
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clearsilver |
neven |
看代码和JNI相关 |
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dbus |
低延时、低开销、高可用性的IPC机制 |
opencore |
多媒体框架 |
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dhcpcd |
DHCP服务 |
openssl |
SSL加密相关 |
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dropbear |
SSH2的server |
oprofile |
OProfile是Linux内核支持的一种性能分析机制 |
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eclipse |
ppp |
pppd拨号命令，好像还没有chat |
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elfcopy |
复制ELF的工具 |
protobuf |
a flexible, efficient, automated mechanism for serializing structured data |
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elfutils |
ELF工具 |
qemu |
arm模拟器 |
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embunit |
Embedded Unit Project |
safe-iop |
functions for performing safe integer operations |
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emma |
Java代码覆盖率统计工具 |
sdl |
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esd |
Enlightened Sound Daemon，将多种音频流混合在一个设备上播放 |
skia |
skia图形引擎 |
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expat |
Expat is a stream-oriented XML parser |
sonivox |
sole MIDI solution for Google Android Mobile Phone Platform |
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fdlibm |
FDLIBM (Freely Distributable LIBM) |
sqlite |
数据库 |
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Flex |
srec |
Nuance 公司提供的开源连续非特定人语音识别 |
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freetype |
字体库 |
strace |
trace工具 |
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gdata |
google的无线数据相关 |
swing-worker |
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diflib |
swt |
||
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googleclient |
google用户库 |
tagsoup |
TagSoup是一个Java开发符合SAX的HTML解析器 |
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icu4c |
ICU(International Component for Unicode)在C/C++下的版本 |
tcpdump |
抓TCP包的软件 |
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iptables |
防火墙 |
tinyxml |
TinyXml is a simple, small, C++ XML parser |
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Jdiff |
generate a report describing the difference between two public Java APIs |
toolchain |
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jfreechart |
tremor |
I stream and file decoder provides an embeddable,integer-only library |
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jpeg |
jpeg库 |
webkit |
浏览器核心 |
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kxml2 |
wpa_supplicant |
无线网卡管理 |
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libffi |
libffi is a foreign function interface library. |
yaffs2 |
yaffs文件系统 |
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libpcap |
网络数据包捕获函数 |
zlib |
a general purpose data compression library |
在packages/app目录下存放着大量系统级应用程序，我们可以拿到这些应用程序代码分析、理解，编写出效率更高，性能更好的应用：
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系统应用程序 |
描述 |
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AlarmClock |
闹钟 |
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Browser |
浏览器 |
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Calculator |
计算器 |
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Calendar |
日历 |
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Camera |
摄像头 |
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Contacts |
联系人 |
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邮件 |
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GoogleSearch |
Google搜索 |
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HTML Viewer |
浏览器附属界面，被浏览器应用调用，同时提供存储记录功能 |
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IM |
即时通讯，为手机提供信号发送、接收、通信的服务 |
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Launcher |
Android的桌面 |
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Mms |
彩信业务 |
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Music |
音乐播放器 |
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PackageInstaller |
应用程序安装、卸载器 |
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Phone |
电话应用 |
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Settings |
系统设置 |
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SoundRecorder |
录音机 |
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Stk |
短信接收和发送 |
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Sync |
同步数据 |
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Updater |
更新 |
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VoiceDialer |
语音识别通话 |
在package/providers目录下存放的是系统级内容提供器（Content Provider）：
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系统内容提供器 |
描述 |
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CalendarProvider |
日历提供器 |
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ContactsProvider |
联系人提供器 |
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DownloadProvider |
下载管理提供器 |
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DrmProvider |
DRM受保护数据存储服务，创建和更新数据库时调用 |
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GoogleContactsProvider |
谷歌联系人提供器 |
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GoogleSubscribedFeedsProvider |
Google同步功能 |
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ImProvider |
即时通讯提供器 |
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MediaProvider |
媒体提供器、提供存储数据 |
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SettingsProvider |
系统设置提供器 |
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SubscribedFeedsProvider |
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TelephonyProvider |
彩信提供器 |
2.3.2编译Android
按照Android官方网站给出的步骤，编译Android源码过程如下：
Ø 初始化编译环境
在编译Android之前，编译系统需要加载一些编译脚本命令到环境变量中，通过下面的指令来初始化编译环境：
- $ sourcebuild/envsetup.sh
在执行完上述命令后，可以通过执行help命令来查看所有加载的命令。
- $ help
- Invoke ". build/envsetup.sh" from your shell to add the following functions to your environment:
- - croot: Changes directory to the top of the tree.
- - m: Makes from the top of the tree.
- - mm: Builds all of the modules in the current directory.
- - mmm: Builds all of the modules in the supplied directories.
- - cgrep: Greps on all local C/C++ files.
- - jgrep: Greps on all local Java files.
- - resgrep: Greps on all local res/*.xml files.
- - godir: Go to the directory containing a file.
- Look at the source to view more functions. The complete list is:
- add_lunch_combo cgrep check_product check_variant choosecombo chooseproduct choosetype choosevariant cproj croot findmakefile gdbclient get_abs_build_var getbugreports get_build_var getprebuilt gettop godir help isviewserverstarted jgrep lunch m mm mmm pid printconfig print_lunch_menu resgrep runhat runtest setpaths set_sequence_number set_stuff_for_environment settitle smoketest startviewserver stopviewserver systemstack tapas tracedmdump
常用脚本命令：
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脚本命令 |
描述 |
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Help |
帮助信息，打印所有命令 |
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add_lunch_combo |
添加新目标编译项 |
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print_lunch_menu |
打印所有目标编译项 |
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lunch |
选择目标编译项 |
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m |
从源码树*目录向下编译源码，相当于执行make |
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mm |
从当前目录向下编译源码 |
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mmm |
从指定目录向下编译源码，通常用来编译某个模块 |
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cgrep |
从所有的C，C++文件里查找指定字符串 |
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jgrep |
从所有的Java文件里查找指定字符串 |
Ø 选择编译选项
由于Android源码是一个开源的系统，然要匹配很多设备产品，也就是说一个版本的Android源码，可以编译出针对不同产品的系统。通过选择一个目标编译项，来决定编译出针对哪个产品的系统，我们可以通过执行下面的命令来选择要编译的目标系统：
- $ lunch
- You're building on Linux
- generic-eng simulator
- Lunch menu... pick a combo:
- 1. generic-eng
- 2. simulator
- Which would you like? [generic-eng]
通过lunch命令可知，让用户输入目标编译项，我们可以选择编译项前的数字，也可以直接输入编译项的名字。
…接前面终端输出信息
- Which would you like? [generic-eng]1 [回车]
- ============================================
- PLATFORM_VERSION_CODENAME=REL
- PLATFORM_VERSION=2.1-update1
- TARGET_PRODUCT=generic
- TARGET_BUILD_VARIANT=eng
- TARGET_SIMULATOR=false
- TARGET_BUILD_TYPE=release
- TARGET_ARCH=arm
- HOST_ARCH=x86
- HOST_OS=linux
- HOST_BUILD_TYPE=release
- BUILD_ID=ERE27
- ============================================
由上面结果可知，当用户输入：1或generic-eng时，会打印出上面的信息，这些信息是Android的编译系统必须依赖的环境变量，只有设置了这些变量，才能决定Android系统如何编译，编译成什么平台，编译成什么版本。
目标编译项格式：产品名-版本变量名，目标编译项可以由用户添加（见xxx章节），产品名是目标设备的产品名，由厂商自己定义，generic产品是通用产品，它是Android默认设备的产品名，它包含了常用的手机的所有功能，自己定义的产品可以继承generic，并重写它的功能，达到定制产品的目的（见xxx章节）。
版本变量名由以下几个组成：
- eng：工程版本，
- user：最终用户版本
- userdebug：调试版本
- tests：测试版本
其中，eng版本产品其实就是手机行业的工程机，它不是最终销售的产品，而是产品在定型下线之前放出的一些测试用机器，用于检测和标准的认证，这些工程机上安装的系统为eng版本，user是最终用户机发行版本，userdebug是调试版本，它比用户机添加了一些调试功能，如adb调试默认打开等，tests测试版本，该版本会安装一些测试程序，用于测试系统。
上述四种版本的分类作用，其一：用于区分目标系统里的所有的应用程序、库、测试程序等，将它们打上对应的Tags，当选择一个版本编译时，拥有对应Tags及低级别的Tags的程序会被编译安装到目标设备上，应用程序Tags的包含关系如下图：。其二：根据不同的版本，系统会有不同的设置，如adbd在用户版本里是关闭的，在其它版本中是默认打开的，ro.secure属性用户版本值为1，其它版本为0。
Ø 编译源码
执行完前面的命令后，我们可以输入make指令开始编译目标系统：
- $make
编译的时长与机器的硬件配置有关系，当第一次编译时一般需要数小时以上。后续编译，相对快多了，编译完的效果如下图所示：
通过上面的输出信息可知，Android系统编译完后，在out/target/product/generic/目录下产出了三个文件：system.img、ramdisk.img、userdata.img。
- system.img：android系统的文件系统，里面包含了android系统的应用程序（apk），系统用到的各种库（jar, so）和资源，配置文件(etc目录下)，系统命令(bin,usr/bin, xbin），该映像文件是由out/target/product/generic/system目录打包生成的，我们可以对这个目录里的东西进行定制化，比如，你要想让android系统默认安装一个应用程序，那么可以将要安装的apk文件拷贝到out/target/product/generic/system/app目录下。
- userdata.img：用户数据映像，里面包含有程序安装信息等，好比如是windows的C:/Program Files/目录。
- ramdisk.img：内存磁盘映像。linux内核启动起来，要挂载一个文件系统作为自己的根文件系统，里面含有Linux内核启动过程中依赖的一些程序和配置文件。ramdisk.img就是一个最小化的根文件系统，它被加载到内存中作为Android的根文件系统。该映像是由out/target/product/generic/root目录打包生成的。前面所述的userdata.img和system.img映像，在linux系统启动起来后挂载到ramdisk.img中的data，system目录下。
其实，Android手机的ROM包（通常为update.zip文件），就是主要由上述三个映像文件构成的：
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ROM包文件 |
说明 |
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android-info.txt |
ROM版本及刷写配置信息 |
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boot.img |
Linux内核zImage、ramdisk.img |
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system.img |
Android系统映像 |
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userdata.img |
用户数据映像 |
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… |
其它映像 |
只要我们拿到手机的源码，就可以自己编译出自己的ROM，不过，一般手机厂商不会开源自己产品源码，都是第三方爱好者自己下载，修改编译的，如：业界著名的CM团队：http://www.cyanogenmod.com/。
由于完全编译Android系统耗时很长，并且Android源码由很多模块组成，我们可以通过下面一些编译命令来减少编译时间：
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编译命令 |
说明 |
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make snod |
打包生成system.img，不检查依赖关系 |
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make bootimage |
打包生成ramdisk.img |
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mmm |
指定编译某个目录下的模块 |
上述三个命令经常在我们源码开发时使用，希望大家记住。
2.3.3编译Linux内核
Android使用Linux内核，在源码级开发过程中，有时要修改内核代码，通常内核代码是和目标设备相关的，我们使用的是模拟器的内核，即使没有硬件设备也可以完成实验。
编译Android的内核，需要用到交叉编译器，我们可以直接使用Android源码里自带的arm-eabi-gcc编译器，为了编译出针对模拟器的内核（模拟器的CPU为Goldfish），还要配置内核（如果不知道如何配置内核，请读者阅读内核裁剪相关资料），为了方便我们编译Goldfish内核，我们编写了如下脚本，方便编译。
- $ cd /home/linux/android/android_source/kernel/goldfish/
- $ vi build_kernel.sh
添加如下内容：
@ /home/linux/android/android_source/kernel/goldfish/build_kernel.sh
- #!/bin/bash
- export PATH=/home/linux/android/android_source/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.4.3/bin:$PATH
- export ARCH=arm
- export SUBARCH=arm
- export CROSS_COMPILE=arm-eabi-
- if [ ! –f .config ] ; then
- make goldfish_armv7_defconfig
- fi
- make
注：当Andorid源码目录发生改变时，要修改PATH的路径，让它指向对应的交叉编译器。
给脚本加上可执行权限，然后执行该脚本：
- $ chmod a+x build_kernel.sh
- $ ./build_kernel.sh
内核编译完成如图x-x所示：
图 内核编译结果