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从零编译Android源码.md

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环境

  1. 编译的初始环境：Windows 10 64bit;
  2. 编译的目标系统版本：Android4.4.4。

编译环境准备工作

  1. 下载VMWare Workstation 12 pro 64bit，安装。自行添加序列号，请支持正版；

  2. 下载Ubuntu 16.04 16bit;

  3. 在VMWare里新建虚拟机，选择自定义安装。需要注意的有：

    • 安装来源：选择稍后安装操作系统
    • 处理器：根据物理机的配置，建议分给客户机一半的资源
    • 虚拟内存：根据物理机的配置，建议分给客户机一半的资源
    • 最大磁盘大小：建议为128G+，选择 将虚拟磁盘存储为单个文件

  4. 在新建的虚拟机里安装下载好的Ubuntu镜像：

    • 右键新建的虚拟机，选择CD/DVD，选择“使用ISO映像文件”，选择系统镜像文件，然后确定
    • 按正常流程在虚拟机里安装Ubuntu系统。建议选择英语，如果选择简体中文，需要花费漫长的时间来下载语言包；
    • 安装系统镜像完成后需要安装VMWare tools增强工具。关闭虚拟机，步骤1重新到“选择ISO映像文件”，选择VMWare安装目录下的linux.iso，然后确定，重新开机。使用sudo passwd设置root账户初始密码，然后安装/media/用户名/VMWare tools目录下的vmware-install.pl。因为涉及到权限等问题，建议将VMWare tools整个目录拷贝到用户目录下，解压之后安装，最后重启虚拟机；

  5. 在Ubuntu镜像源列表中选择靠谱的软件源（如china下的阿里云、163等），安装vim等常用软件；

  6. 安装JDK。因为不同的Android版本会需要不同的jdk版本，因此需要安装多个不同版本的jdk。比如：

    • 使用'sudo apt-get install openjdk-8-jdk'命令，安装openjdk8；
    • 使用'sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java'命令添加ppa源，然后'sudo apt-get update'更新源列表，最后'sudo apt-get install oracle-java7-installer'安装oracle jdk8；
    • 从网上下载jdk1.6 64bit的安装文件jdk-6u45-linux-x64.bin，然后直接安装；

    方式1、2安装后安装目录为/usr/lib/jvm/jdk-xx，方式3安装后安装目录为/usr/local/bin/jvm/jdk-xx。为方便起见，方式3需要将jvm目录剪切合并到/usr/lib/jvm中

    • vim打开/etc/profile文件，在文件的末尾添加配置jdk环境到系统：

      #open jdk 8
# export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64
#oracle jdk 8
# export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-8-oracle
#oracle jdk 6
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk1.6.0_45
export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH

      打开或关闭注释可方便的切换jdk环境，每次切换环境后记得使用 'source /etc/profile' 命令使其临时生效。建议切换jdk环境后重启虚拟机；

  7. 安装对应版本的make。编译Android4.4.4需要的make版本号为3.8.1~3.8.2，而Ubuntu 16.04自带的make版本号为4.1。因此需要到GNU官网下载对应版本的make源码，编译安装（./configure;make;make install）。然后将当前目录下的 make 替换到/usr/bin/make，建议替换之后重启虚拟机(如果使用了make install命令，需要注意install是否成功，如果成功，则生成的make可能不在当前目录下)；

  8. 安装编译Android源码以及Liunx内核需要用到的一个基于文本的图形终端动态库ncurses。使用'sudo apt-get install libncurses5-dev'命令即可完成安装；

  9. 根据官网建议，安装编译Android源码需要用到的一些依赖库:

       sudo apt-get install libx11-dev:i386 libreadline6-dev:i386 libgl1-mesa-dev g++-multilib  
   sudo apt-get install -y git flex bison gperf build-essential libncurses5-dev:i386  
   sudo apt-get install tofrodos python-markdown libxml2-utils xsltproc zlib1g-dev:i386   
   sudo apt-get install dpkg-dev libsdl1.2-dev libesd0-dev  
   sudo apt-get install git-core gnupg flex bison gperf build-essential    
   sudo apt-get install zip curl zlib1g-dev gcc-multilib g++-multilib  
   sudo apt-get install libc6-dev-i386  
   sudo apt-get install lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev   
   sudo apt-get install libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip m4  
   sudo apt-get install lib32z-dev ccache

  10. 初始化Android源码编译的环境：source build/envsetup.sh。建议初始化后重启虚拟机

Tips:

  1. 编译环境系统及软件最好统一使用64位，避免增加不必要的麻烦，提高成功率；
  2. 环境配置及源码编译可参考在Ubuntu上下载、编译和安装Android最新源代码、在Ubuntu上下载、编译和安装Android最新内核源代码（Linux Kernel）和自己动手编译Android源码(超详细)。

下载源码

  1. 下载Android源码。由于Android源码十分大，且开源服务器在国外，下载起来非常缓慢，难以忍受。因此可以寻找其他方式，如镜像源下载。关于下载方式可上网查看教程。这里建议直接从百度网盘下载别人打包好的源码压缩文件；
  2. 在Ubuntu中解压缩压缩包（实测，在windows下解压该压缩文件，会出现文件重复等错误，导致最终的解压缩文件有问题）。由于Ubuntu原生并没有7zip压缩工具，因此需要使用 'sudo apt-get install p7zip-full' 下载，然后使用 '7z x 压缩包 -r -o目标目录' 命令将源码压缩包解压到指定文件夹(注意-o后面没有空格，直接跟目标目录)；
  3. 关于Android源码各个目录的用途可参考Android 5.1.1 源码目录结构;
  4. 下载Android内核源码。由于Android开放源码工程中并不包括Kernel源码（系统镜像默认使用源码目录prebuild/Qume_kernel下已编译好的对应内核），因此Kernel内核需要另行下载。可使用国内镜像加快下载速度，镜像地址可参考不翻墙下载Android内核源码，使用命令 'git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/common.git' 即可将项目源码克隆到本地。然后在common目录下 'git branch -a' 查看所有分支，最后 'git checkout XXX' 选择切换到需要的分支。源码大概1.5G。

编译源码

  1. 选择编译目标。切换到Android源码目录下，输入 'lunch' 命令可打印出所有的编译目标，然后键入对应的数字选择相应的编译目标(一定要记得先初始化编译环境 'source envsetup.sh')；
  2. 开始编译。键入 'make' 命令即可开始编译了，同时可以使用 -j 参数来指定线程数。线程数一般为cpu core数量*2，如 'make -j8' 即是指定8条线程来编译。如果一切顺利，可在该目录下的out文件夹看到.img系统镜像了。

Tips
测试1：i5 3230m，编译花了2h+； 测试2：i7 4790，编译花了约110min；

使用模拟器

  1. 编译完成之后，就可以通过以下命令运行Android模拟器了：

    source build/envsetup.sh
    lunch(选择刚才你设置的目标版本)
    emulator

建议可阅读官方编译指南

编译内核

编译玩系统源码后打开模拟器所使用的内核是预编译好的（文件位置为 prebuilts/qemu-kernel/arm/kernel-qemu ），但是在实际练习的时候，我们经常会涉及到驱动文件的编写，内核文件的修改调试，这些都需要通过自定义内核来实现。因此，学习如何编译内核是非常有必要的。相对于编译系统源码来说，编译内核要简单的多。

  1. 准备环境。如上，同编译系统源码一样。不过要记得 source build/envsetup.sh，不然许多命令会找不到；

  2. 下载内核源码。由于我们使用的是模拟器，因此需要下载对应的源码，这里推荐使用中科大的镜像源下载：git clone git://mirrors.ustc.edu.cn/aosp/kernel/goldfish.git，下载完成后源码共1.3G左右；

  3. 使用 'git branch -a' 查看所有分支。因为我们编译的系统版本为Android 4.4，在模拟器中查看到其对应的内核版本为3.4.0，因此，这里我们也需要切换到goldfish 3.4分支，使用命令 'git checkout remotes/origin/android-goldfish-3.4' 即可；

  4. 导出交叉编译工具目录到PATH环境变量中去，执行命令：export PATH=$PATH:~XX/Android/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-eabi-4.7；

  5. 修改kernel/common根目录下的Makefile文件，将以下两行改为：

    ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-eabi-  

注意，该两行后面不能有空格。
  1. 选择版本。使用 'lunch' 命令，然后输入数字选择对应的版本。我这里输入的为1，即 1. aosp_arm-eng；
  2. 配置。使用 'make goldfish_armv7_defconfig' 命令。注意 Android系统版本4.0以下，编译内核的时候使用的配置是 goldfish_defconfig，但是4.0以上的版本的系统需要ARMv7架构或者以上才能运行，因此需要使用配饰goldfish_armv7_defconfig;
  3. 细化配置。使用 'make menuconfig' 可修改详细的内核配置参数。该步可选，建议新手不修改；
  4. 编译。使用 'make' 命令开始编译。同样可以使用 '-j' 参数来指定编译线程数量以加快编译。不过内核编译的速度一般很快，通常几分钟就能完成，编译完成后的文件为kernel/common/arch/arm/boot/zImage；
  5. 切换到Android源码目录下，'emulator -kernel ./kernel/common/arch/arm/boot/zImage &' 即可开启模拟器并指定内核为我们刚才编译好的内核；
  6. 使用 adb 相关命令或者直接查看 设置 里的手机信息，可发现，模拟器内核已经替换为我们编译好的内核。

编译SDK

  1. 准备编译环境，与编译系统源码及编译内核一样；
  2. 初始化编译环境：source build/envsetup.sh;
  3. 设定编译目标：lunch sdk-eng；
  4. 开始编译：make sdk；
  5. 编译成功，可以在out/host/linux-x86/sdk目录下看到编译好的sdk

SDK编译完成后，会将之前编译的system.img等文件删除。因此，在编译SDK前，强烈建议备份/out/target/product/generic文件夹。在SDK编译完成后，也建议将编译好的SDK文件备份。 参考：自己动手编译最新Android源码及SDK

编译单独模块

在学习内核、系统编译过程中，经常需要修改某些源码中单独的模块或新增模块，此时可使用 'mmm' 命令而不是 'make'。该命令页包含在envsetup.sh脚本中，其他命令还有 'm' 'mm' 'croot'等。

  1. 使用命令编译指定模块。如编译Email应用程序：

     mmm packages/apps/Email/

    编译完成后的目录为：Android系统自带App目录out/target/product/generic/system/app；C等可执行文件目录out/target/product/generic/system/bin；动态链接库文件目录out/target/product/generic/system/lib；HAL接口文件目录out/target/product/generic/system/lib/hw

  2. 重新打包system.img文件。在模块编译完成后键入：

     make snod

  3. 运行模拟器就可使用包含最新模块的编译系统了。