Android编译流程_makefile流程

 

想要了解一個系統，我常會從makefile或是building system下手，以了解系統組成元素為何?目錄結構為何?對於 Android ，我也不例外。透過了解building system，我們能知道如何新增、修改、刪除程式，並保有完整性，順利編譯出結果。

設定檔

Androidbuilding system包括幾種重要的設定檔，

·         Android.mk

·         AndroidProducts.mk

·         target_<os>-.mk, host_-.mk and -.mk

o        BoardConfig.mk

o        buildspec.mk

Android.mk是module和package的設定檔，每個module/package的目錄下都會有一個Android.mk。所謂的module是指系統的native code，相對於用Java寫成的Androidapplication 稱為package。

AndroidProducts.mk則設定product配置。product即特定系統版本，透過編譯不同product，產生不同軟體配置內容，安裝不同的application。Product可視為特定專案，產生特定規格系統。

BoardConfig.mk是為product主板做設定，像是driver選擇、設定。*-.mk則是針對選擇的作業系統和CPU架構，進行相關設定。

buildspec.mk是位於source根目錄下，為進行編譯者所做之額外設定。例如，可在此選擇要產生的product、平台、額外的module/package等。

參數

build/envsetup.sh實作一個mm指令，以編譯單一module，不需編譯整個source tree。ONE_SHOT_MAKEFILE這個makefile變數/參數就是用以實作這個功能。使用方法是在執行make時，將該變數指定為module的Android.mk。

o        make ONE_SHOT_MAKEFILE=

透過定義CREATE_MODULE_INFO_FILE，building system會將所有module資訊列在$(PRODUCT_OUT)/module-info.txt檔案裡。

o        make CREATE_MODULE_INFO_FILE=true

設定BUILD_TINY_ANDROID=true，building system產生一個簡單的image，以測試硬體的可用度。此功能用於移植的早期階段，以快速bring up。

HOST_BUILD_TYPE和TARGET_BUILD_TYPE指定building system產生binary的目的為debug或release。透過設定此二變數，能產生包含debug information的binry。

o        debug

o        release

這些參數，也可設於buildspec.mk裡，以避免開發過程不斷的重新指定。

Goals

一般編輯整個Android 系統，就是使用droid這個goal。droid會產生一個完整的系統，包括bootloader、kernel、系統程式、模組和應用程式。

showcommands和droid功能相同，但droid在編譯過程不顯示所使用的指令。透過showcommands這個goal，building system顯示過程中每一個步驟的詳細指令。

Makefile的流程

o        初始化相關變數

o        偵測編譯環境和目標環境

o        決定目標product

o        讀取product 的設定

o        讀取product所指定之目標平台架構設定

§         選擇toolchain

§         指定編譯參數(*-.mk)

o        清除輸出目錄

o        設定/檢查版本編號

o        讀取所有BoardConfig.mk檔案

o        讀取所有module的設定

o        根據設定，產生必需的rule

o        產生image

以上的主要流程都是由build/core/main.mk所安排。

初始化和偵測

由build/core/config.mk所進行。build/core/envsetup.mk檢查developer的設定(buildspec.mk) ，並檢查執行環境，以決定輸出目錄、項目。

build/core/config.mk本身還依據參數，決定解譯時的相關參數。像是compiler的路徑、flags，lex、yacc的路徑參數等。

關於product的相關設定，則是由build/core/product_config.mk所處理，使用build/core/product.mk提供之macro載入。根據AndroidProduct.mk的內容，product_config.mk決定了

o        PRODUCT_TAGS

o        OTA_PUBLIC_KEYS

o        PRODUCT_POLICY

o        ......

Product設定的讀取

Androidproduct的設定來自於build/target/product/AndroidProduct.mk和vendor子目錄下的AndroidProduct.mk。building system透過find指令，找出所有可能的AndroidProduct.mk。AndroidProduct.mk裡定義PRODUCT_MAKEFILES變數，列舉所有實際定義product的makefile。這些makefile各自定義獨立的product。product相關參數，存成PRODUCTS. .形式的變數。並將makefile路徑存在PRODUCTS變數。因此，透過PRODUCTS能取得所有的product路徑/名稱，並透過PRODUCTS. .形式的變數取得內容。

Module設定的讀取

Module是指native code的軟體元件，而Java application則被稱為package。build/core/definitions.mk定義module/package相關macro，讀取、檢查module/package定義檔；分散source tree各處的Android.mk 檔案。build/core/main.mk使用find指令，在這些子目錄下找出所有Android.mk ，並將路徑存在subdir_makefiles變數裡。最後，include這些檔案。

這些Android.mk 會include定義成變數BUILD_SHARED_LIBRARY、BUILD_PACKAGE等，和其目的相配的makefile。這些makefile會變Android.mk 定義之內容，存成ALL_MODULES. .mk>.形式。例如，Android.mk 定義了LOCAL_MODULE_SUFFIX，變會存成ALL_MODULES. .mk>.LOCAL_MODULE_SUFFIX。而Android.mk 路徑，當樣會存於ALL_MODULES變數裡。

SearchAndroid.mk的路徑，基本上會是整個source tree。但會依特定的goal，選擇性只找尋特定目錄。例如SDK只需特定目錄下的Android.mk 。

Board Level設定

和目標平台主板相關之設定，例如使用了什麼裝置、driver等，或是是否需要編譯bootloader、kernel等，都是在BoardConfig.mk裡設定。同樣，每張主板可以有不同設定，存在不同目錄下的BoardConfig.mk，以find尋找如下檔案:

o        build/target/board/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk

o        vendor/*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk

TARGET_DEVICE是product所定義，因此同一個BoardConfig.mk可被多個product所使用。一個TARGET_DEVICE，通常只有一個BoardConfig.mk。BoardConfig.mk會被直接include到building system的name space裡。因此，一些module的enable/disable，可以在BoardConfig.mk以對映不同的主板。

Rules

在module的定義檔Android.mk 裡，可定義module的tag，LOCAL_MODULE_TAGS，以分類這些module。每一個product可以指定需要的tag (PRODUCT_TAGS)，使building system只編譯標示這些tag的module。在build/core/main.mk裡，所有標示特定tag的module收集為ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES，並include build/core/Makefile處理。

build/core/Makefile為這些module產生rule，並使產生image的goal depend on這些rule，使這些module被編譯。

結論

Android的building system其實不是那麼複雜。在了解之後，也不是那麼難修改。但，GNU make的一些語法，所building system使用一些不是那麼直覺的用法，使的building system較難了解。但，花點心思就能克服