Android 編譯系統分析

把Android所有的Make文件分爲4種:
 1、For config
      這類文件主要來配置product,board,以及根據你的Host和Target選擇相應的工具以及設定相應的通用編譯選項:
      build/core/config.mk         summary of config
      build/core/envsetup.mk    generate dir config and so on
      build/target/product         product config
      build/target/board            board config
      build/core/combo              build flags config 
      這裏解釋下這裏的board和product。borad主要是設計到硬件芯片的配置,比如是否提供硬件的某些功能,比如說GPU等等,或者芯片支持浮點運算等等。product是指針對當前的芯片配置定義你將要生產產品的個性配置,主要是指APK方面的配置,哪些APK會包含在哪個product中, 哪些APK在當前product中是不提供的。
      config.mk是一個總括性的東西,它裏面定義了各種module編譯所需要使用的HOST工具以及如何來編譯各種模塊,比如說 BUILT_PREBUILT就定義瞭如何來編譯預編譯模塊。
      envsetup.mk主要會讀取由envsetup.sh寫入環境變量中的一些變量來配置 編譯過程中的輸出目錄,combo裏面主要定義了各種Host和Target結合的編譯器和編譯選項。

2. Module Compile
      這類文件主要定義瞭如何來處理Module的Android.mk,以及採用何種方式來生成目標模塊,這些模塊生成規則都定義在config.mk裏面,我們可以看看:
      CLEAR_VARS:= $(BUILD_SYSTEM)/clear_vars.mk
      BUILD_HOST_STATIC_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/host_static_library.mk
      BUILD_HOST_SHARED_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/host_shared_library.mk
      BUILD_STATIC_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/static_library.mk
      BUILD_RAW_STATIC_LIBRARY := $(BUILD_SYSTEM)/raw_static_library.mk
      BUILD_SHARED_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/shared_library.mk
      BUILD_EXECUTABLE:= $(BUILD_SYSTEM)/executable.mk
      BUILD_RAW_EXECUTABLE:= $(BUILD_SYSTEM)/raw_executable.mk
      BUILD_HOST_EXECUTABLE:= $(BUILD_SYSTEM)/host_executable.mk
      BUILD_PACKAGE:= $(BUILD_SYSTEM)/package.mk
      BUILD_HOST_PREBUILT:= $(BUILD_SYSTEM)/host_prebuilt.mk
      BUILD_PREBUILT:= $(BUILD_SYSTEM)/prebuilt.mk
      BUILD_MULTI_PREBUILT:= $(BUILD_SYSTEM)/multi_prebuilt.mk
      BUILD_JAVA_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/java_library.mk
      BUILD_STATIC_JAVA_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/static_java_library.mk
      BUILD_HOST_JAVA_LIBRARY:= $(BUILD_SYSTEM)/host_java_library.mk
      BUILD_DROIDDOC:= $(BUILD_SYSTEM)/droiddoc.mk
      BUILD_COPY_HEADERS := $(BUILD_SYSTEM)/copy_headers.mk
      BUILD_KEY_CHAR_MAP := $(BUILD_SYSTEM)/key_char_map.mk
      除了CLEAR_VARS是清楚本地變量之外,其他所有的都對應了一種模塊的生成規則,每一個本地模塊最後都會include其中的一種來生成目標模 塊。大部分上面的.mk都會包含base_rules.mk,這是對模塊進行處理的基礎文件,建議要寫本地模塊的都去看看,看明白了爲什麼 Android.mk要這麼寫就會大致明白了。

3.Local Module
      本地模塊的Makefile文件就是我們在Android裏面幾乎上隨處可見的Android.mk。Android進行編譯的時候會通過下面的函數來 遍歷所有子目錄中的Android.mk,一旦找到就不會再往層子目錄繼續尋找(所有你的模塊定義的頂層Android.mk必須包含自己定義的子目錄中的Android.mk)。
      subdir_makefiles += \
          $(shell build/tools/findleaves.py --prune=out --prune=.repo --prune=.git $(subdirs) Android.mk)
       不同類型的本地模塊具有不同的語法,但基本上是相通的,只有個別變量的不同。
       Android通過LOCAL_MODULE_TAGS來決定哪些本地模塊會不會編譯進系統,通過PRODUCT和LOCAL_MODULE_TAGS來決定哪些應用包會編譯進系統(默認情況是隻要設置爲tests則不編譯進系統),如果用戶不指定LOCAL_MODULE_TAGS,默認它的值是user。此外用戶可以通過buildspec.mk來指定你需要編譯進系統的模塊。
       用戶也可以通過mm來編譯指定模塊,或者通過make clean-module_name來刪除指定模塊。

4.Package 
       這主要指的是build/core/Makefile這個文件,它定義了生成各種img的方式,包括ramdisk.img   userdata.img  system.img  update.zip  recover.img等。我們可以看看這些img都是如何生成的,對應着我們常用的幾個make goals:

在實際的過程中,我們也可以自己編輯out目錄下的生成文件,然後手工打包相應生成相應的img,最常用的是加入一些需要集成進的prebuilt file。
       
       所有的Makefile都通過build/core/main.mk這個文件組織在一起,它定義了一個默認goals:droid,當我們在TOP目錄下 敲Make實際上就等同於我們執行make droid。當Make include所有的文件,完成對所有make我文件的解析以後就會尋找生成droid的規則,依次生成它的依賴,直到所有滿足的模塊被編譯好,然後使用 相應的工具打包成相應的img。

       基本上Android building system就是以這樣一種方式組織在一起的了,下面說一點閒散的東西。首先是如何來加快Android的編譯過程,因爲每次Android都要遍歷所有 的Android.mk,不管是編譯整個工程還是隻編譯某個模塊。所以可以將遍歷的結果保存下來,下次直接從文件讀就好了,但是這裏容易出錯,所以一定要 確認是否正確包含了所有的.mk,當新加入文件的時候確認將原來保存的文件刪除。下面是我寫的加快編譯的一個makefile,將下面的語句替換掉 main.mk中的相應部分就可以了:
       FROM:
       subdir_makefiles += \
           $(shell build/tools/findleaves.sh --prune="./out" $(subdirs) Android.mk)
       TO:
       ifneq ($(ONE_SHOT_MAKEFILE),)
       else
       ifneq ($(CASH_MK),true)
       subdir_makefiles += \
           $(shell build/tools/findleaves.sh --prune="./out" $(subdirs) Android.mk)
      else
     subdir-makefiles-cash := $(shell cat build/subdir_mk_cash)
     ifeq ($(subdir-makefiles-cash),)
     $(warning No .mk cash ,create now !)
     subdir_makefiles += \
           $(shell build/tools/findleaves.sh --prune="./out" $(subdirs) Android.mk)
     mk-to-file := $(shell echo $(subdir_makefiles) > build/subdir_mk_cash) 
     else
    $(warning Using cash mk !)
    subdir_makefiles := $(shell cat build/subdir_mk_cash)
    endif
    endif

    endif
       通過CASH_MK=true來打開快速編譯的功能,因爲沒有對錯誤進行檢測的操作,所以使用的時候一定要特別小心。

總起來說,Android的Makefile的引用關係是這樣的,
Makfile-->build/core/main.mk-->build/core/config.mk--->build/core/envsetup.mk-->build/core/product_config.mk
在build/core/product_config.mk中編譯系統首先調用build/core/product.mk/中定義的函數get-all-product-makefiles來遍歷整個vendor的子目錄,找到vendor下所有的AndroidProduct.mk,不同子目錄下的AndroidProduct.mk中不同的PRODUCT_NAME,PRODUCT_DEVICE等信息(可以通過打開build/core/product_config.mk中的#$(dump-products)語句使控制檯編譯的時候輸出都有的product信息),接着build/core/product_config.mk會調用resolve-short-product-name將TARGET_PRODUCT匹配的的AndroidProduct.mk總定義的PRODUCT_DEVICE賦值給TARGET_DEVICE。
在回到build/core/config.mk, include $(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk
board_config_mk := \
$(strip $(wildcard \
$(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \
device/*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \
vendor/*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \
))
.....
include $(board_config_mk)
而這個BoardConfig.mk決定了目標系統的屬性,比如使用ALSA還是GENERIC_AUDIO等等,另外在這裏TARGET_DEVICE宏也決定了TARGET_DEVICE_DIR,(TARGET_DEVICE_DIR := $(patsubst %/,%,$(dir $(board_config_mk))))

當然Android的obj目標輸出也是由TARGET_DEVICE決定,見build/core/envsetup.mk。再回到build/core/main.mk,編譯系統接着做的一件事情是,遍歷所有的子目錄,找到所有的Android.mk文件,並將這些Android.mk文件include進來:
subdir_makefiles := \
$(shell build/tools/findleaves.py --prune=out --prune=.repo --prune=.git $(subdirs) Android.mk)

include $(subdir_makefiles)
我們再來看其中的./build/target/board/Android.mk,對它引用了include $(TARGET_DEVICE_DIR)/AndroidBoard.mk,由上面TARGET_DEVICE_DIR的定義可知,這下又進入了vendor下TARGET_DEVICE指向的目錄了,這個mk文件中定義了特定Product需要編譯和安裝的app和script.



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