Android编译系统

Android编译系统
- 1. makefile入门
- 2. Android编译系统
- 3. Java编译链(java android compiler kit)
- 4. SDK的编译过程
- 5. Android GDB调试过程

1. makefile入门

makefile本质是创建的一种“规则”，根据“规则”按指定顺序一步步执行，可以用它来编译系统、生成文档、打印log等
makefile也是一种脚本，和shell、python等类似，由make程序来解析
make解析程序种类有很多，android中采用的是GNU make程序来编译系统
不同的make解析程序对应的makefile语法也有差异，但是这些makefile语法都是根据基础规则扩展起来的
其基本规则如下：

target : prerequisites   command                 //每个command前都必须有一个TAB制表符

target：是指需要生成的目标文件，它可以是可执行文件，还可以是一个标签（Label），如果target是标签则表示“伪目标”
prerequisites：要生成那个target所依赖的所有文件
command：表示其生成规则定义，即prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的规则命令就会被执行

虽然写好一个Makefile并不简单，但是可以先给出简单列子来对Makefile语法有个初步认识。

文件名	描述
main.c	主函数
base.h	相关头文件，为用到的方法进行声明
base.c	为主函数提供需要用的方法
Makefile	编译规则

这个例子主要功能就是打印字符，main.c源码如下：

#include#include"base.h"int main(){    printf("hello World,getNumber method can get the value is:%d",getNumber());    return 0;}

base.c源码如下：

#include"base.h"int getNumber(){    return 7;}

base.h源码如下：

int getNumber();

Makefile建立编译规则，其源码如下：

SimpleMakefile: main.o base.o          //规则一： 它依赖main.o base.o2个文件，即它依赖规则二和规则三的结果    gcc -o SimpleMakefile main.o base.omain.o:main.c                                           //规则二： 它依赖main.c文件    gcc -o main.cbase.o:base.c                                            //规则三： 它依赖 base.c文件    gcc -c base.c

部分makefile语法总结
1. 符号%表示一到多个文件
2. ：=是makefile中的一种赋值语法，它相比于普通的赋值语法=，会禁止前面变量使用后面的变量。
如：

Y:=$(X)bar       //此时 X为空，Y为barX:=foo         //此时 X为fooY:=$(X)bar       //此时Y为foobarX:=later         //此时 X为later

用#定义空格：

nullString:=space:=$(nullString) //eng of line  nullString表示一个空变量，space的值是一个空格

?=是表示变量是否被定义过，如果没有定义过则该变量就为后面的值

Foo?=bar //如果FOO没有被定义过，那么变量FOO的值就是“bar”，如果FOO先前被定义过，那么这条语将什么也不做//其等价于：ifeq ($(origin FOO), undefined)FOO = barendif

变量替换，其格式为$(var:a=b)，表示把变量【var】中所有以a字符结尾的替换成b字符串

foo := a.o b.o c.o //先定义了一个“$(foo)”变量bar := $(foo:.o=.c) //把“$(foo)”中所有以“.o”字串“结尾”全部替换成“.c”   bar := a.c b.c c.c

make在读取Makefile时就计算条件表达的值，并根据条件表达的值来选择语句。而自动化变量(如$@等)是在运行时才有的，所以Makefile不允许把整个条件语句分成两部分放在不同文件中
命令执行，make解析程序会一条一条的执行其后面的命令，如果上一条命令的结果应用在下一条命令时，可用分号;隔开两条命令

//示例一：exec:cd /home/hchenpwd  //cd没有作用，pwd会打印出当前的Makefile目录//示例二：exec:cd /home/hchen; pwd  //cd起作用了，pwd会打印出“/home/hchen

foreach 函数，类似于shell中的for循环，其格式为$(foreach ,,)
把参数中的单词逐一取出放到参数所指定的变量中，然后再执行所包含的表达式。返回的字符串所组成的整个字符(以空格分隔)作为foreach函数的返回值。
最好是一个变量名，可以是一个表达式，而中一般会使用这个参数来依次枚举中的单词。举个例子：

names := a b c dfiles := $(foreach n,$(names),$(n).o)   // 等价于files :=a.o b.o c.o d.o

Makefile中的函数，很像变量的使用，以$符号标识，其语法如$( )。就是函数名，make支持的函数不多。是函数的参数，参数间以逗号,分隔，而函数名和参数之间以“空格”分隔。

comma:= ,empty:=space:= $(empty) $(empty)foo:= a b cbar:= $(subst $(space),$(comma),$(foo))  //函数“subst”是一个替换函数，这个函数有三个参数，第一个参数是被替换字串，第二个参数是替换字串，第三个参数是替换操作作用的字串//替换后的结果是   bar：=a,b,c

if函数，很类似于shell中的ifeq，其语法是$(if , )或者是$(if ,, )。判定条件是是否为空字符串
执行指定Makefile，一般默认的Makefile执行顺序：
- ① GNUmakefile
- ② makefile
- ③ Makefile

也可以给make命令指定一个特殊名字的Makefile，需要使用make的“-f”或是“–file”参数。例如有个makefile的名字是“hchen.mk”，执行命令如下：

make –f hchen.mk

call函数，用来创建新的参数化的函数，其语法是$(call ,,,...)，如：

reverse := $(1) $(2)foo := $(call reverse,a,b)  //foo:=a breverse := $(2) $(1)foo := $(call reverse,a,b)  //foo:=b a

2. Android编译系统

android 编译系统构建原则：
1. 同一套代码支持编译多个目标
2. 用唯一的Makefile组织编译所以文件
3. 单独模块可用独立编译
4. 中间文件、源码、编译结果在存储目录上分离

对于Android的编译系统，主要由如下4步构成，其中编译系统的核心是有效的构建依赖树。

Created with Raphaël 2.1.2 初始化环境构建依赖树执行编译流程打包

通过下面系统源码可以看到，该编译系统的根节点droid。但实际上droid只是一个伪目标，在编译系统中相当于有先占一个位置，声明一下依赖树的根节点，具体的编译依赖树还需要根绝传入的参数TARGET_BUILD_APPS来确定。

#build/core/main.mk#(此处省略部分代码.......)# This is the default target.  It must be the first declared target..PHONY: droidDEFAULT_GOAL := droid$(DEFAULT_GOAL):#(此处省略部分代码.......)ifneq ($(TARGET_BUILD_APPS),)  # If this build is just for apps, only build apps and not the full system by default.  unbundled_build_modules :=  ifneq ($(filter all,$(TARGET_BUILD_APPS)),)    # If they used the magic goal "all" then build all apps in the source tree.    unbundled_build_modules := $(foreach m,$(sort $(ALL_MODULES)),$(if $(filter APPS,$(ALL_MODULES.$(m).CLASS)),$(m)))  else    unbundled_build_modules := $(TARGET_BUILD_APPS)  endif  # Dist the installed files if they exist.  apps_only_installed_files := $(foreach m,$(unbundled_build_modules),$(ALL_MODULES.$(m).INSTALLED))  $(call dist-for-goals,apps_only, $(apps_only_installed_files))  # For uninstallable modules such as static Java library, we have to dist the built file,  # as .  apps_only_dist_built_files := $(foreach m,$(unbundled_build_modules),$(if $(ALL_MODULES.$(m).INSTALLED),,\      $(if $(ALL_MODULES.$(m).BUILT),$(ALL_MODULES.$(m).BUILT):$(m)$(suffix $(ALL_MODULES.$(m).BUILT)))\      $(if $(ALL_MODULES.$(m).AAR),$(ALL_MODULES.$(m).AAR):$(m).aar)\      ))  $(call dist-for-goals,apps_only, $(apps_only_dist_built_files))  ifeq ($(EMMA_INSTRUMENT),true)    $(EMMA_META_ZIP) : $(apps_only_installed_files)    $(call dist-for-goals,apps_only, $(EMMA_META_ZIP))  endif  $(PROGUARD_DICT_ZIP) : $(apps_only_installed_files)  $(call dist-for-goals,apps_only, $(PROGUARD_DICT_ZIP))  $(SYMBOLS_ZIP) : $(apps_only_installed_files)  $(call dist-for-goals,apps_only, $(SYMBOLS_ZIP)).PHONY: apps_onlyapps_only: $(unbundled_build_modules)droid: apps_only# Combine the NOTICE files for a apps_only build$(eval $(call combine-notice-files, \    $(target_notice_file_txt), \    $(target_notice_file_html), \    "Notices for files for apps:", \    $(TARGET_OUT_NOTICE_FILES), \    $(apps_only_installed_files)))else # TARGET_BUILD_APPS  $(call dist-for-goals, droidcore, \    $(INTERNAL_UPDATE_PACKAGE_TARGET) \    $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET) \    $(BUILT_OTATOOLS_PACKAGE) \    $(SYMBOLS_ZIP) \    $(INSTALLED_FILES_FILE) \    $(INSTALLED_BUILD_PROP_TARGET) \    $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) \    $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) \    $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET) \   )  # Put a copy of the radio/bootloader files in the dist dir.  $(foreach f,$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET), \    $(call dist-for-goals, droidcore, $(f)))  ifneq ($(ANDROID_BUILD_EMBEDDED),true)  ifneq ($(TARGET_BUILD_PDK),true)    $(call dist-for-goals, droidcore, \      $(APPS_ZIP) \      $(INTERNAL_EMULATOR_PACKAGE_TARGET) \      $(PACKAGE_STATS_FILE) \    )  endif  endif  ifeq ($(EMMA_INSTRUMENT),true)    $(EMMA_META_ZIP) : $(INSTALLED_SYSTEMIMAGE)    $(call dist-for-goals, dist_files, $(EMMA_META_ZIP))  endif# Building a full system-- the default is to build droidcoredroid: droidcore dist_filesendif # TARGET_BUILD_APPS

在代码中，可以看到根绝参数TARGET_BUILD_APPS是否为空可以分成2条不同分支，具体如下图所示。

在编译整个android系统时，从droid: droidcore dist_files中可以看到，它分别依赖droidcore和dist_files2个目标。

目标droidcore

它又分别依赖其他的子目标：

# Build files and then package it into the rom formats.PHONY: droidcoredroidcore: files \    systemimage \    $(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) \    $(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET) \    $(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET) \    $(INSTALLED_CACHEIMAGE_TARGET) \    $(INSTALLED_VENDORIMAGE_TARGET) \    $(INSTALLED_FILES_FILE)

字段	描述
systemimage	将生成system.img
$(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET)	将生成boot.img
$(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET)	将生成recovery.img
$(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET)	将生成userdata.img
$(INSTALLED_CACHEIMAGE_TARGET)	将生成cache.img
$(INSTALLED_VENDORIMAGE_TARGET)	将生成vendor.img
$(INSTALLED_FILES_FILE)	将生成install_files.txt，记录当前系统预安装的程序、库等模块

此处可以推测出，通过目标droidcore可以生成系统的所有可运行程序包。

目标dist_files
该目标主要是在out目录下产生专门的dist文件夹，用于存储多种分发包，相关描述如下所示：

# dist_files only for putting your library into the dist directory with a full build..PHONY: dist_files

3. Java编译链(java android compiler kit)

在android6.0之后，系统采用了全新的java编译链Jack(java android compiler kit)，它的主要任务是取代以前版本中的javac、ProGuard、jarjar、dx等工具，它的优势是编译速度快内建shrinking、obfuscation、repackaging、multidex的工具，并且开源。

4. SDK的编译过程

5. Android GDB调试过程

参考：《深入理解android内核设计思想》

Android编译系统学习总结