Android源代码在编译之前，要先对编译环境进行初始化，其中最主要就是指定编译的类型和目标设备的型号。Android的编译类型主要有eng、userdebug和user三种，而支持的目标设备型号则是不确定的，它们由当前的源码配置情况所决定。为了确定源码支持的所有目标设备型号，Android编译系统在初始化的过程中，需要在特定的目录中加载特定的配置文件。接下来本文就对上述的初始化过程进行详细分析。

对Android编译环境进行初始化很简单，分为两步。第一步是打开一个终端，并且将build/envsetup.sh加载到该终端中：

从命令的输出可以知道，文件build/envsetup.sh在加载的过程中，又会在device目录中寻找那些名称为vendorsetup.sh的文件，并且也将它们加载到当前终端来。另外，在sdk/bash_completion目录下的adb.bash文件也会加载到当前终端来，它是用来实现adb命令的bash completion功能的。也就是说，加载了该文件之后，我们在运行adb相关的命令的时候，通过按tab键就可以帮助我们自动完成命令的输入。关于bash completion的知识，可以参考官方文档： http://www.gnu.org/s/bash/manual/bash.html#Programmable-Completion。
      第二步是执行命令lunch，如下所示：

我们看到lunch命令输出了一个Lunch菜单，该菜单列出了当前Android源码支持的所有设备型号及其编译类型。例如，第一项“full-eng”表示的设备“full”即为模拟器，并且编译类型为“eng”即为工程机。

当我们选定了一个Lunch菜单项序号(1-16)之后，按回车键，就可以完成Android编译环境的初始化过程。例如，我们选择1，可以看到以下输出：

我们可以看到，lunch命令帮我们设置好了很多环境变量。通过设置这些环境变量，就配置好了Android编译环境。

通过图1我们就可以直观地看到Android编译环境初始化完成后，我们所获得的东西：

图1 Android编译环境初始化完成之后

总体来说，Android编译环境初始化完成之后，获得了以下三样东西：

1. 将vendor和device目录下的vendorsetup.sh文件加载到了当前终端；

2. 新增了lunch、m、mm和mmm等命令；

3. 通过执行lunch命令设置好了TARGET_PRODUCT、TARGET_BUILD_VARIANT、TARGET_BUILD_TYPE和TARGET_BUILD_APPS等环境变量。

接下来我们就主要分析build/envsetup.sh文件的加载过程以及lunch命令的执行过程。

一. 文件build/envsetup.sh的加载过程

文件build/envsetup.sh是一个bash shell脚本，从它里面定义的函数hmm可以知道，它提供了lunch、m、mm和mmm等命令供我们初始化编译环境或者编译Android源码。

函数hmm的实现如下所示：

我们在当前终端中执行hmm命令即可以看到函数hmm的完整输出。

函数hmm主要完成三个工作：

1. 调用另外一个函数gettop获得Android源码的根目录T。

2. 通过cat命令显示一个Here Document，说明$T/build/envsetup.sh文件加载到当前终端后所提供的主要命令。

3. 通过sed命令解析$T/build/envsetup.sh文件，并且获得在里面定义的所有函数的名称，这些函数名称就是$T/build/envsetup.sh文件加载到当前终端后提供的所有命令。

注意，sed命令是一个强大的文本分析工具，它以行为单位为执行文本替换、删除、新增和选取等操作。函数hmm通过执行以下的sed命令来获得在$T/build/envsetup.sh文件定义的函数的名称：

它表示对所有以“function ”开头的行，如果紧接在“function ”后面的字符串仅由字母a-z和下横线(_)组成，那么就将这个字符串提取出来。这正好就对应于shell脚本里面函数的定义。

文件build/envsetup.sh除了定义一堆函数之外，还有一个重要的代码段，如下所示：

这个for循环遍历vendor目录下的一级子目录和二级子目录以及device目录下的二级子目录中的vendorsetup.sh文件，并且通过source命令(.)将它们加载当前终端来。vendor和device相应子目录下的vendorsetup.sh文件的实现很简单，它们主要就是添加相应的设备型号及其编译类型支持到Lunch菜单中去。

例如，device/samsung/maguro目录下的vendorsetup.sh文件的实现如下所示：

它调用函数add_lunch_combo添加一个名称为“full_maguro-userdebug”的菜单项到Lunch菜单去。

函数add_lunch_combo定义在build/envsetup.sh文件中，它的实现如下所示：

传递给函数add_lunch_combo的参数保存在位置参数$1中，接着又保存在一个本地变量new_combo中，用来表示一个要即将要添加的Lunch菜单项。函数首先是在数组LUNCH_MENU_CHOICES中检查要添加的菜单项是否已经存在。只有在不存在的情况下，才会将它添加到数组LUNCH_MENU_CHOICES中去。注意，${LUNCH_MENU_CHOICES[@]}表示数组LUNCH_MENU_CHOICES的所有元素。

数组LUNCH_MENU_CHOICES是定义在文件build/envsetup.sh的一个全局变量，当文件build/envsetup.sh被加载的时候，这个数组会被初始化为化full-eng、full_x86-eng、vbox_x86-eng和full_mips-eng，如下所示：

这样当文件build/envsetup.sh加载完成之后，数组LUNCH_MENU_CHOICES就包含了当前源码支持的所有设备型号及其编译类型，于是当接下来我们执行lunch命令的时候，就可以通过数组LUNCH_MENU_CHOICES看到一个完整的Lunch藤蔓。

二. lunch命令的执行过程

lunch命令实际上是定义在文件build/envsetup.sh的一个函数，它的实现如下所示：

函数lunch的执行逻辑如下所示：

1. 检查是否带有参数，即位置参数$1是否等于空。如果不等于空的话，就表明带有参数，并且该参数是用来指定要编译的设备型号及其编译类型的。如果等于空的话，那么就调用另外一个函数print_lunch_menu来显示Lunch菜单项，并且通过调用read函数来等待用户输入。无论通过何种方式，最终变量answer的值就保存了用户所指定的备型号及其编译类型。

2. 对变量answer的值的合法性进行检查。如果等于空的话，就将它设置为默认值“full-eng”。如果不等于空的话，就分为三种情况考虑。第一种情况是值为数字，那么就需要确保该数字的大小不能超过Lunch菜单项的个数。在这种情况下，会将输入的数字索引到数组LUNCH_MENU_CHOICES中去，以便获得一个用来表示设备型号及其编译类型的文本。第二种情况是非数字文本，那么就需要确保该文本符合<product>-<variant>的形式，其中<product>表示设备型号，而<variant>表示编译类型 。第三种情况是除了前面两种情况之外的所有情况，这是非法的。经过合法性检查后，变量selection代表了用户所指定的备型号及其编译类型，如果它的值是非法的，即它的值等于空，那么函数lunch就不往下执行了。

3. 接下来是解析变量selection的值，也就是通过sed命令将它的<product>和<variant>值提取出来，并且分别保存在变量product和variant中。提取出来的product和variant值有可能是不合法的，因此需要进一步通过调用函数check_product和check_variant来检查。一旦检查失败，也就是函数check_product和check_variant的返回值$?等于非0，那么函数lunch就不往下执行了。

4. 通过以上合法性检查之后，就将变量product和variant的值保存在环境变量TARGET_PRODUCT和TARGET_BUILD_VARIANT中。此外，另外一个环境变量TARGET_BUILD_TYPE的值会被设置为"release"，表示此次编译是一个release版本的编译。另外，前面还有一个环境变量TARGET_BUILD_APPS，它的值被函数lunch设置为空，用来表示此次编译是对整个系统进行编译。如果环境变量TARGET_BUILD_APPS的值不等于空，那么就表示此次编译是只对某些APP模块进行编译，而这些APP模块就是由环境变量TARGET_BUILD_APPS来指定的。

5. 调用函数set_stuff_for_environment来配置环境，例如设置Java SDK路径和交叉编译工具路径等。

6. 调用函数printfconfig来显示已经配置好的编译环境参数。

在上述执行过程中，函数check_product、check_variant和printconfig是比较关键的，因此接下来我们就继续分析它们的实现。

函数check_product定义在文件build/envsetup.sh中，它的实现如下所示：

函数gettop用来返回Android源代码工程的根目录。函数check_product需要在Android源代码工程根目录或者子目录下调用。否则的话，函数check_product就出错返回。

接下来函数check_product设置几个环境变量，其中最重要的是前面三个CALLED_FROM_SETUP、BUILD_SYSTEM和TARGET_PRODUCT。环境变量CALLED_FROM_SETUP的值等于true表示接下来执行的make命令是用来初始化Android编译环境的。环境变量BUILD_SYSTEM用来指定Android编译系统的核心目录，它的值被设置为build/core。环境变量TARGET_PRODUCT用来表示要检查的产品名称（也就是我们前面说的设备型号），它的值被设置为$1，即函数check_product的调用参数。

最后函数check_product调用函数get_build_var来检查由环境变量TARGET_PRODUCT指定的产品名称是否合法，注意，它的调用参数为TARGET_DEVICE。

函数get_build_var定义在文件build/envsetup.sh中，它的实现如下所示：

这里就可以看到，函数get_build_var实际上就是通过make命令在Android源代码工程根目录中执行build/core/config.mk文件，并且将make目标设置为dumpvar-$1，也就是dumpvar-TARGET_DEVICE。

文件build/core/config.mk的内容比较多，这里我们只关注与产品名称合法性检查相关的逻辑，这些逻辑也基本上涵盖了Android编译系统初始化的逻辑，如下所示：

上述代码主要就是将envsetup.mk、BoardConfig,mk和dumpvar.mk三个Makefile片段文件加载进来。其中，envsetup.mk文件位于$(BUILD_SYSTEM)目录中，也就是build/core目录中，BoardConfig.mk文件的位置主要就是由环境变量TARGET_DEVICE来确定，它是用来描述目标产品的硬件模块信息的，例如CPU体系结构。环境变量TARGET_DEVICE用来描述目标设备，它的值是在envsetup.mk文件加载的过程中确定的。一旦目标设备确定后，就可以在$(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)、device/*/$(TARGET_DEVICE)和vendor/*/$(TARGET_DEVICE)目录中找到对应的BoradConfig.mk文件。注意，变量SRC_TARGET_DIR的值等于build/target。最后，dumpvar.mk文件也是位于build/core目录中，它用来打印已经配置好的编译环境信息。

接下来我们就通过进入到build/core/envsetup.mk文件来分析变量TARGET_DEVICE的值是如何确定的：

它通过加载另外一个文件build/core/product_config.mk文件来确定变量TARGET_DEVICE以及其它与目标产品相关的变量的值。

文件build/core/product_config.mk的内容很多，这里我们只关注变量TARGET_DEVICE设置相关的逻辑，如下所示：

上述代码的执行逻辑如下所示：

1. 检查环境变量TARGET_BUILD_APPS的值是否等于空。如果不等于空，那么就说明此次编译不是针对整个系统，因此只要将核心的产品相关的Makefile文件加载进来就行了，否则的话，就要将所有与产品相关的Makefile文件加载进来的。核心产品Makefile文件在$(SRC_TARGET_DIR)/product/AndroidProducts.mk文件中指定，也就是在build/target/product/AndroidProducts.mk文件，通过调用函数get-product-makefiles可以获得。所有与产品相关的Makefile文件可以通过另外一个函数get-all-product-makefiles获得。无论如何，最终获得的产品Makefie文件列表保存在变量all_product_configs中。

2. 遍历变量all_product_configs所描述的产品Makefile列表，并且在这些Makefile文件中，找到名称与环境变量TARGET_PRODUCT的值相同的文件，保存在另外一个变量current_product_makefile中，作为需要为当前指定的产品所加载的Makefile文件列表。在这个过程当中，上一步找到的所有的产品Makefile文件也会保存在变量all_product_makefiles中。注意，环境变量TARGET_PRODUCT的值是在我们执行lunch命令的时候设置并且传递进来的。

3.  如果指定的make目标等于product-graph或者dump-products，那么就将所有的产品相关的Makefile文件加载进来，否则的话，只加载与目标产品相关的Makefile文件。从前面的分析可以知道，此时的make目标为dumpvar-TARGET_DEVICE，因此接下来只会加载与目标产品，即$(TARGET_PRODUCT)，相关的Makefile文件，这是通过调用另外一个函数import-products实现的。

4. 调用函数resolve-short-product-name解析环境变量TARGET_PRODUCT的值，将它变成一个Makefile文件路径。并且保存在变量INTERNAL_PRODUCT中。这里要求变量INTERNAL_PRODUCT和current_product_makefile的值相等，否则的话，就说明用户指定了一个非法的产品名称。

5. 找到一个名称为PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE的变量，并且将它的值保存另外一个变量TARGET_DEVICE中。变量PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE是在加载产品Makefile文件的过程中定义的，用来描述当前指定的产品的名称。

上述过程主要涉及到了get-all-product-makefiles、import-products和resolve-short-product-name三个关键函数，理解它们的执行过程对理解Android编译系统的初始化过程很有帮助，接下来我们分别分析它们的实现。

函数get-all-product-makefiles定义在文件build/core/product.mk中，如下所示：

它首先是调用函数_find-android-products-files来找到Android源代码目录中定义的所有AndroidProducts.mk文件，然后再调用函数get-product-makefiles获得在这里AndroidProducts.mk文件里面定义的产品Makefile文件。

函数_find-android-products-files也是定义在文件build/core/product.mk中，如下所示：

从这里就可以看出，Android源代码目录中定义的所有AndroidProducts.mk文件位于device、vendor或者build/target/product目录或者相应的子目录（最深是6层）中。

函数get-product-makefiles也是定义在文件build/core/product.mk中，如下所示：

这个函数实际上就是遍历参数$1所描述的AndroidProucts.mk文件列表，并且将定义在这些AndroidProucts.mk文件中的变量PRODUCT_MAKEFILES的值提取出来，形成一个列表返回给调用者。

例如，在build/target/product/AndroidProducts.mk文件中，变量PRODUCT_MAKEFILES的值如下所示：

这里列出的每一个文件都对应于一个产品。

我们再来看函数import-products的实现，它定义在文件build/core/product.mk中，如下所示：

它调用另外一个函数import-nodes来加载由参数$1所指定的产品Makefile文件，并且指定了另外两个参数PRODUCTS和$(_product_var_list)。其中，变量_product_var_list也是定义在文件build/core/product.mk中，它的值如下所示：

它描述的是在产品Makefile文件中定义在各种变量。

函数import-nodes定义在文件build/core/node_fns.mk中，如下所示：

这个函数主要是做了三件事情：

1. 调用函数_import-nodes-inner将参数$2描述的每一个产品Makefile文件加载进来。

2. 调用函数move-var-list将定义在前面所加载的产品Makefile文件里面的由参数$3指定的变量的值分别拷贝到另外一组独立的变量中。

3. 将参数$2描述的每一个产品Makefile文件路径以空格分隔保存在参数$1所描述的变量中，也就是保存在变量PRODUCTS中。

上述第二件事情需要进一步解释一下。由于当前加载的每一个文件都会定义相同的变量，为了区分这些变量，我们需要在这些变量前面加一些前缀。例如，假设加载了build/target/product/full.mk这个产品Makefile文件，它里面定义了以下几个变量：

当调用了函数move-var-list对它进行解析后，就会得到以下的新变量：

正是由于调用了函数move-var-list，我们在build/core/product_config.mk文件中可以通过PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE来设置变量TARGET_DEVICE的值。

回到build/core/config.mk文件中，接下来我们再看BoardConfig.mk文件的加载过程。前面提到，当前要加载的BoardConfig.mk文件由变量TARGET_DEVICE来确定。例如，假设我们在运行lunch命令时，输入的文本为full-eng，那么build/target/product/full.mk就会被加载，并且我们得到TARGET_DEVICE的值就为generic，接下来加载的BoradConfig.mk文件就会在build/target/board/generic目录中找到。

BoardConfig.mk文件定义的信息可以参考build/target/board/generic/BoardConfig.mk文件的内容，如下所示：

它描述了产品的Boot Loader、Kernel、CPU体系结构、CPU ABI和Opengl加速等信息。

再回到build/core/config.mk文件中，它最后加载build/core/dumpvar.mk文件。加载build/core/dumpvar.mk文件是为了生成make目标，以便可以对这些目标进行操作。例如，在我们这个情景中，我们要执行的make目标是dumpvar-TARGET_DEVICE，因此在加载build/core/dumpvar.mk文件的过程中，就会生成dumpvar-TARGET_DEVICE目标。

文件build/core/dumpvar.mk的内容也比较多，这里我们只关注生成make目标相关的逻辑：

我们在执行make命令时，指定的目示会经由MAKECMDGOALS变量传递到Makefile中，因此通过变量MAKECMDGOALS可以获得make目标。

上述代码的逻辑很简单，例如，在我们这个情景中，指定的make目标为dumpvar-TARGET_DEVICE，那么就会得到变量DUMPVAR_VALUE的值为$(TARGET_DEVICE)。TARGET_DEVICE的值在前面已经被设置为“generic”，因此变量DUMPVAR_VALUE的值就等于“generic”。此外，变量dumpvar_target的被设置为“dumpvar-TARGET_DEVICE”。最后我们就可以得到以下的make规则：

至此，在build/envsetup.sh文件中定义的函数check_product就分析完成了。看完了之后，小伙伴们可能会问，前面不是说这个函数是用来检查用户输入的产品名称是否合法的吗？但是这里没看出哪一段代码给出了true或者false的答案啊。实际上，在前面分析的build/core/config.mk和build/core/product_config.mk等文件的加载过程中，如果发现输入的产品名称是非法的，也就是找不到相应的产品Makefile文件，那么就会通过调用error函数来产生一个错误，这时候函数check_product的返回值$?就会等于非0值。

接下来我们还要继续分析在build/envsetup.sh文件中定义的函数check_variant的实现，如下所示：

这个函数的实现就简单多了。合法的编译类型定义在数组VARIANT_CHOICES中，并且它只有三个值user、userdebug和eng。其中，user表示发布版本，userdebug表示带调试信息的发布版本，而eng表标工程机版本。

最后，我们再来分析在build/envsetup.sh文件中定义的函数printconfig的实现，如下所示：

对比我们前面对函数check_product的分析，就会发现函数printconfig的实现与这很相似，都是通过调用get_build_var来获得相关的信息，但是这里传递给函数get_build_var的参数为report_config。

我们跳过前面build/core/config.mk和build/core/envsetup.mk等文件对目标产品Makefile文件的加载，直接跳到build/core/dumpvar.mk文件来查看与report_config这个make目标相关的逻辑：

变量PRINT_BUILD_CONFIG定义在文件build/core/envsetup.mk中，默认值设置为true。当make目标为report-config的时候，变量PRINT_BUILD_CONFIG的值就会被设置为空。因此，接下来就会打印一系列用来描述编译环境配置的变量的值，也就是我们执行lunch命令后看到的输出。注意，这些环境配置相关的变量量都是在加载build/core/config.mk和build/core/envsetup.mk文件的过程中设置的，就类似于前面我们分析的TARGET_DEVICE变量的值的设置过程。

至此，我们就分析完成Android编译系统环境的初始化过程了。从分析的过程可以知道，Android编译系统环境是由build/core/config.mk、build/core/envsetup.mk、build/core/product_config.mk、AndroidProducts.mk和BoardConfig.mk等文件来完成的。这些mk文件涉及到非常多的细节，而我们这里只提供了一个大体的骨架和脉络，希望能够起到抛砖引玉的作用。