Android10.0 系统解析（02）——搭建Android源代码编译调试环境

1、前言

Android的编译环境作为深入学习Android的基础，不可或缺，能够完整下载Android源代码并编译成功，对深入学习Android是非常关键和重要的一步。Android环境搭建比较繁琐和枯燥，大家需要有足够的耐心，去一步一步的解决问题，否则就很容易会编译失败或者没有办法在Google手机上调试通过。

2、构建编译环境

根据AOSP官网中关于“构建编译环境”中描述，我们可以了解到目前只能使用Linux或者macOS进行源码级的开发。

路径：https://source.android.google.cn/setup/build/initializing

构建编译环境

本部分介绍了如何设置本地工作环境来编译 Android 源代码文件。您必须使用 Linux 或 macOS；目前不支持在 Windows 环境下编译。

2.1、虚拟机选择

如果您有Linux或者Mac操作系统的开发设备，那么部分就可以直接跳过。
如果您常用的开发设备是Windows操作系统的话，那么可以考虑用虚拟机去学习或者研究Android源代码。

目前市面上有两款虚拟机软件，大家自行选择其中一款即可。

• VMware Workstation Player（free）/ Pro（收费）
• Oracle VM VirtualBox

2.1.1、下载VirtualBox及其扩展包

在VirtualBox的下载页中下载最新的安装包和扩展包，下载完成后将得到以下两个文件：

• VirtualBox-6.1.8-137981-Win.exe
• Oracle_VM_VirtualBox_Extension_Pack-6.1.8.vbox-extpack

2.1.2、安装VirtualBox

双击可执行文件 “VirtualBox-6.1.8-137981-Win.exe”，
这个部分只需要您做出肯定的回答就可以完成虚拟机的安装。

2.1.3、添加扩展包

按照以下的步骤，完成扩展工具包的添加。

• 启动VirtualBox，然后点击扳手图标按钮“全局设定（P）”
• 在左边的Tab页找到“扩展”选项卡，然后在右侧中部点击“+”图片按钮。
• 在弹出的文件选择对话框里，选择前面获取到的扩展包“Oracle_VM_VirtualBox_Extension_Pack-6.1.8.vbox-extpack”。
• 在"虚拟电脑控制台 - 问题"画面中，点击“安装”按钮。
• 在"Virtual Box 许可" 画面中，将许可证书滑动到最后，点击“我同意（A）”按钮。
• 完成扩展包的安装。

2.2、安装Ubuntu

那我们应该下载什么版本的Ubuntu操作系统呢，根据AOSP官网的提示，64位的Ubuntu LTS (14.04) 风险小一些。

路径：https://source.android.google.cn/setup/build/initializing

设置 Linux 编译环境 以下说明适用于所有分支（包括 master）。
　
我们会定期在 Ubuntu LTS (14.04) 和 Debian 测试版本中对 Android
编译系统进行内部测试。其他大多数分发版本都应该具有所需的编译工具。
　
如果是 Gingerbread (2.3.x) 及更高版本（包括 master 分支），需要使用 64 位环境。如果是较低的版本，则可以在 32 位系统中编译

笔者安装了64位的Ubuntu LTS (14.04)版本，遗憾的是出现了崩溃，尝试几次都没有没有安装成功。
所以下面以安装最新的Ubuntu桌面版Ubuntu LTS (20.04)进行说明。

2.2.1、下载最新的Ubuntu桌面版(Ubuntu 20.04 LTS)

接下来我们需要下载最新版本的Ubuntu桌面版，建议使用加载工具，直接网页下载速度非常的慢。
路径：https://ubuntu.com/download/desktop

下载完成以后，您将获得以下可执行文件：

• ubuntu-20.04-desktop-amd64.iso

2.2.2、Ubuntu安装过程

（1）创建虚拟机：

• 启动VirtualBox，在管理器的右侧的面板上，点击“新建（N）”图片按钮。
• 在“新建虚拟电脑”画面上，填写一下信息：
  • 名称：Ubuntu 20.04 LTS（填入名称以后，类型和版本会自动填写，默认即可）
  • 文件夹：选择空间足够的磁盘存放
  • 类型：Linux
  • 版本：Ubuntu（64-bit）
• 内存大小：笔者的笔记本电脑内存为16G，分配一半(8192M)给虚拟机.点击“下一步（N）”按钮。
• 虚拟硬盘：填写极限使用时的虚拟硬盘大小(比如256G)，选择“现在创建虚拟硬盘（C）”单选按钮，然后点击“创建”按钮。
• 虚拟硬盘文件类型：选择"VDI（VirtualBox磁盘映像）"单选按钮，点击“下一步（N）”按钮。
• 磁盘分配类型：选择“动态分配（D）”单选钮，点击“下一步（N）”按钮。
• 文件位置和大小：选择虚拟硬盘的保存位置并设置虚拟硬盘大小，然后单击“创建”按钮。

完成虚拟机的创建，选中虚拟机后，单击“设置”按钮，在弹出的虚拟机设置对话框中可以查看并修改虚拟机的各个参数。

（2）安装Ubuntu 系统软件

• 管理器的右侧的面板上，点击“启动（T）”按钮。
• 在弹出的“选择启动盘”对话框中，单击右侧文件夹小图标。
• 选择虚拟光盘文件“ubuntu-20.04-desktop-amd64.iso”，单击“启动”。
• 进入安装界面。 选择“中文简体”，选择“安装Ubuntu”。
  • 键盘布局：一般来说来说，我们的键盘布局为英文键盘，选择“English(US) -English(US) ”,选择“继续”。
  • 更新和其他软件：选择“最小安装”和“安装Ubuntu时下载更新”（网络状况不好可以不选）,选择“继续”。
  • 安装类型：选择“清除整个磁盘并安装Ubuntu”，单击“现在安装(I)”按钮，弹出警告框，选择“继续”。
  • 您在什么地方：时区选择，用鼠标单击地图中的“中国”，就会选择“上海”，单击“继续”。
  • 您是谁？：新建账户信息，比如用户名，密码等信息，单击“继续”。
• 等待安装完成。

（3）安装增强功能

屏幕分辨率较低，需要安装增强功能。

• 点击菜单“设备”
• 点击“安装增强功能”，在弹出的对话框里，点击“运行” 。
• 输入登录系统的密码，点击授权，就开始自动安装。
• 在系统的左侧右击光盘，选择“弹出”光盘 。
• 双击虚拟机窗口，验证屏幕分辨率，完成安装增强功能。

2.3、安装OpenJDK

从Android 5.0 开始，使用OpenJDK编译源码。

Android 版本	JDK	备注
Android 5.x ~ Android 6.x	OPenJDK 7
Android 7.x ~ Android 10.0	OPenJDK 8

根据提示，无需另行安装OpenJDK，那么跳过此步骤。

路径：https://source.android.google.cn/setup/build/requirements

AOSP 中的 Android master 分支带有预编译版本的 OpenJDK；因此无需另行安装。

旧版 Android 需要单独安装 JDK。在 Ubuntu 上，请使用 OpenJDK。

2.4、更改镜像源

（1）先执行以下命令：

lsb_release -c
sudo cp -v /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.backup
sudo chmod 777 /etc/apt/sources.list
sudo gedit /etc/apt/sources.list
#vim /etc/apt/sources.list

（2）更改镜像源
国内有很多镜像源，比如有清华源和阿里云源等，选择其中一个就可以了。
笔者选择了阿里云源。

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse

（3）修改完软件源后，更新软件列表和软件

sudo apt update
sudo apt upgrade

# 更新有失败项的话，执行下面语句以后重复上面两句命令
# sudo apt-get update
# sudo apt update
# sudo apt upgrade

2.5、Ubuntu系统工具包更新升级

路径：https://source.android.google.cn/setup/build/initializing
标题：安装所需的软件包 (Ubuntu 14.04)

$ sudo apt-get install git-core gnupg flex bison gperf build-essential zip curl zlib1g-dev gcc-multilib g++-multilib libc6-dev-i386 lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32z-dev libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip

因为网络异常或者其他异常，这次工具包一次不能下载或者更新。
可以重复执行几次，直到控制台提示均已经安装或者更新完毕。

3、Android 源代码下载及编译过程

3.1 、源代码下载

3.1.1 、安装python

由于repo脚本是Android项目编写的Python脚本，用来统一管理Android项目的代码仓库，
所以首先要确保安装了Python 2.7。

$ python
---
Command 'python' not found, did you mean:

  command 'python3' from deb python3
  command 'python' from deb python-is-python3
---
$ sudo apt-get install python
$ python
---
Python 2.7.18rc1 (default, Apr  7 2020, 12:05:55) 
[GCC 9.3.0] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
---

3.1.2 、安装 Repo

Repo 是一款工具，可让您在 Android 环境中更轻松地使用 Git。

• 确保您的主目录中有一个 bin/ 目录，并且它包含在您的路径中：

	mkdir ~/bin
	vim ~/.bashrc
	# 在文件的最后添加下面一行代码，保存退出
	PATH=~/bin:$PATH 
	# 生效修改
	source ~/.bashrc

• 下载 Repo 启动器，并确保它可执行：

	curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
	# curl https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo > ~/bin/repo
	# export REPO_URL='https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo'
	chmod a+x ~/bin/repo

3.1.3、工作目录设置

创建一个空目录来存放您的工作文件。
为其提供一个您喜欢的任意名称：

    mkdir WORKING_DIRECTORY # mkdir -p aosp/Android10
    cd WORKING_DIRECTORY # cd aosp/Android10

3.1.4、配置git个人信息

配置git账户信息，用于提交代码到Gerrit上，进行代码审查。

    git config --global user.name "Your Name"
    git config --global user.email "[email protected]"
    
    // 查看配置的git信息
    cat ~/.gitconfig
    ---
	[user]
		name = Your Name
		email = [email protected]
    ---

3.1.5、获取源码分支

运行 repo init 以获取最新版本的 Repo 及其最新的问题修复。您必须为清单指定一个网址，该清单用于指定 Android 源代码中包含的各个代码库将位于工作目录中的什么位置。

    repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest
    # repo init -u https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/manifest

路径：https://source.android.google.cn/setup/start/build-numbers#source-code-tags-and-builds

Build	标记	版本	支持的设备	安全补丁程序级别
QQ2A.200501.001.B3	android-10.0.0_r36	Android10	Pixel 2、Pixel 2 XL	2020-05-05
6440158	android-9.0.0_r56	Pie		2018-08-05

要检出 master 之外的其他分支，请使用 -b 指定此分支。

    repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b android-10.0.0_r36 
    # repo init -u https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/manifest -b android-10.0.0_r36

同步源代码：

repo sync -jx(x一般是CPU核心的2倍为佳)
# 支持续传
repo sync

3.1.6、常见问题

（1）虚拟机存储不足
关闭当前虚拟机，回到VirtualBox管理页面。这种调整方案将会导致一直黑屏启动不了。
这种设置只有在虚拟机创建完成后，操作系统还没有安装的情况下调整的。
只有在设置动态存储空间的时候设置一个足够的虚拟空间是必要的，要千万注意。

介质（M）–> 属性（P）
　　　　　--> 虚拟机文件选择 --> 属性（P）
　　　　　--> 拖动滑块，调整大小

3.2 、编译源代码

源代码下载完成以后，就可以开始编译源代码。

• 整体编译：初次编译的时候，需要整体编译。初次编译时间较长，笔者是编译了一下午。
• 模块编译：局部修改的时候，只需要编译当前模块就可以了。

3.2.1、整体编译

make：不带任何参数，用于编译整个系统，编译时间比较长，除非是进行初次编译否则不建议此种做法。

$ cd ~/aosp/Android10
$ source build/envsetup.sh(或者 . build/envsetup.sh)
$ lunch
...
Which would you like? (输入编译的产品名字或者输入前面的数字)
$ make -jx（x为CPU核心的2倍为佳）

3.2.2、模块编译

模块编译分三种：make、mmm、mm
导入编译环境：

	cd ~/aosp/Android10
	source build/envsetup.sh

• make module name：只知道目标模块的名称，则可以在代码根目录下执行 “make 模块名 ”的方式编译目标模块。

	make SystemUI

• mmm module path：该命令编译指定目录下的目标模块，而不编译它所依赖其他模块。

	mmm frameworks\base\packages\SystemUI

• mm: 进入对应的应用模块代码所在目录执行mm命令，mm和mmm编译的速度都很快。

	cd frameworks\base\packages\SystemUI
	mm

以上三个命令都可以用-B选项来重新编译所有目标文件。

虽然从编译速度上mmm,mm都差不多，因为mmm不涉及目录的切换，
所以建议使用 “make 模块名” 的方式分模块编译。

4、参考文献

• Android源代码下载与编译 - 2019
• AOSP设置