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Android编译系统环境初始化过程分析

Android源代码在编译之前,要先对编译环境进行初始化,其中最主要就是指定编译的类型和目标设备的型号。Android的编译类型主要有eng、userdebug和user三种,而支持的目标设备型号则是不确定的,它们由当前的源码配置情况所决定。为了确定源码支持的所有目标设备型号,Android编译系统在初始化的过程中,需要在特定的目录中加载特定的配置文件。接下来本文就对上述的初始化过程进行详细分析。

对Android编译环境进行初始化很简单,分为两步。第一步是打开一个终端,并且将build/envsetup.sh加载到该终端中:

$ . ./build/envsetup.sh 
    including device/asus/grouper/vendorsetup.sh
    including device/asus/tilapia/vendorsetup.sh
    including device/generic/armv7-a-neon/vendorsetup.sh
    including device/generic/armv7-a/vendorsetup.sh
    including device/generic/mips/vendorsetup.sh
    including device/generic/x86/vendorsetup.sh
    including device/lge/mako/vendorsetup.sh
    including device/samsung/maguro/vendorsetup.sh
    including device/samsung/manta/vendorsetup.sh
    including device/samsung/toroplus/vendorsetup.sh
    including device/samsung/toro/vendorsetup.sh
    including device/ti/panda/vendorsetup.sh
    including sdk/bash_completion/adb.bash

从命令的输出可以知道,文件build/envsetup.sh在加载的过程中,又会在device目录中寻找那些名称为vendorsetup.sh的文件,并且也将它们加载到当前终端来。另外,在sdk/bash_completion目录下的adb.bash文件也会加载到当前终端来,它是用来实现adb命令的bash completion功能的。也就是说,加载了该文件之后,我们在运行adb相关的命令的时候,通过按tab键就可以帮助我们自动完成命令的输入。关于bash completion的知识,可以参考官方文档: http://www.gnu.org/s/bash/manual/bash.html#Programmable-Completion。 第二步是执行命令lunch,如下所示:

$ lunch

    You're building on Linux

    Lunch menu... pick a combo:
         1. full-eng
         2. full_x86-eng
         3. vbox_x86-eng
         4. full_mips-eng
         5. full_grouper-userdebug
         6. full_tilapia-userdebug
         7. mini_armv7a_neon-userdebug
         8. mini_armv7a-userdebug
         9. mini_mips-userdebug
         10. mini_x86-userdebug
         11. full_mako-userdebug
         12. full_maguro-userdebug
         13. full_manta-userdebug
         14. full_toroplus-userdebug
         15. full_toro-userdebug
         16. full_panda-userdebug

    Which would you like? [full-eng] 

我们看到lunch命令输出了一个Lunch菜单,该菜单列出了当前Android源码支持的所有设备型号及其编译类型。例如,第一项"full-eng"表示的设备"full"即为模拟器,并且编译类型为"eng"即为工程机。

当我们选定了一个Lunch菜单项序号(1-16)之后,按回车键,就可以完成Android编译环境的初始化过程。例如,我们选择1,可以看到以下输出:

Which would you like? [full-eng] 1

    ============================================
    PLATFORM_VERSION_CODENAME=REL
    PLATFORM_VERSION=4.2
    TARGET_PRODUCT=full
    TARGET_BUILD_VARIANT=eng
    TARGET_BUILD_TYPE=release
    TARGET_BUILD_APPS=
    TARGET_ARCH=arm
    TARGET_ARCH_VARIANT=armv7-a
    HOST_ARCH=x86
    HOST_OS=linux
    HOST_OS_EXTRA=Linux-3.8.0-31-generic-x86_64-with-Ubuntu-13.04-raring
    HOST_BUILD_TYPE=release
    BUILD_ID=JOP40C
    OUT_DIR=out
    ============================================

我们可以看到,lunch命令帮我们设置好了很多环境变量。通过设置这些环境变量,就配置好了Android编译环境。

通过图1我们就可以直观地看到Android编译环境初始化完成后,我们所获得的东西:

图1 Android编译环境初始化完成之后

总体来说,Android编译环境初始化完成之后,获得了以下三样东西:

1. 将vendor和device目录下的vendorsetup.sh文件加载到了当前终端;

2. 新增了lunch、m、mm和mmm等命令;

3. 通过执行lunch命令设置好了TARGET_PRODUCT、TARGET_BUILD_VARIANT、TARGET_BUILD_TYPE和TARGET_BUILD_APPS等环境变量。

接下来我们就主要分析build/envsetup.sh文件的加载过程以及lunch命令的执行过程。

一. 文件build/envsetup.sh的加载过程

文件build/envsetup.sh是一个bash shell脚本,从它里面定义的函数hmm可以知道,它提供了lunch、m、mm和mmm等命令供我们初始化编译环境或者编译Android源码。

函数hmm的实现如下所示:

function hmm() {
    cat <<EOF
    Invoke ". build/envsetup.sh" from your shell to add the following functions to your environment:
    - lunch:   lunch <product_name>-<build_variant>
    - tapas:   tapas [<App1> <App2> ...] [arm|x86|mips] [eng|userdebug|user]
    - croot:   Changes directory to the top of the tree.
    - m:       Makes from the top of the tree.
    - mm:      Builds all of the modules in the current directory.
    - mmm:     Builds all of the modules in the supplied directories.
    - cgrep:   Greps on all local C/C++ files.
    - jgrep:   Greps on all local Java files.
    - resgrep: Greps on all local res/*.xml files.
    - godir:   Go to the directory containing a file.

    Look at the source to view more functions. The complete list is:
    EOF
        T=$(gettop)
        local A
        A=""
        for i in `cat $T/build/envsetup.sh | sed -n "/^function /s/function \([a-z_]*\).*/\1/p" | sort`; do
          A="$A $i"
        done
        echo $A
    }

我们在当前终端中执行hmm命令即可以看到函数hmm的完整输出。

函数hmm主要完成三个工作:

1. 调用另外一个函数gettop获得Android源码的根目录T。

2. 通过cat命令显示一个Here Document,说明$T/build/envsetup.sh文件加载到当前终端后所提供的主要命令。

3. 通过sed命令解析$T/build/envsetup.sh文件,并且获得在里面定义的所有函数的名称,这些函数名称就是$T/build/envsetup.sh文件加载到当前终端后提供的所有命令。

注意,sed命令是一个强大的文本分析工具,它以行为单位为执行文本替换、删除、新增和选取等操作。函数hmm通过执行以下的sed命令来获得在$T/build/envsetup.sh文件定义的函数的名称:

sed -n "/^function /s/function \([a-z_]*\).*/\1/p"

它表示对所有以"function "开头的行,如果紧接在"function "后面的字符串仅由字母a-z和下横线(_)组成,那么就将这个字符串提取出来。这正好就对应于shell脚本里面函数的定义。

文件build/envsetup.sh除了定义一堆函数之外,还有一个重要的代码段,如下所示:

# Execute the contents of any vendorsetup.sh files we can find.
    for f in `/bin/ls vendor/*/vendorsetup.sh vendor/*/*/vendorsetup.sh device/*/*/vendorsetup.sh 2> /dev/null`
    do
        echo "including $f"
        . $f
    done
    unset f

这个for循环遍历vendor目录下的一级子目录和二级子目录以及device目录下的二级子目录中的vendorsetup.sh文件,并且通过source命令(.)将它们加载当前终端来。vendor和device相应子目录下的vendorsetup.sh文件的实现很简单,它们主要就是添加相应的设备型号及其编译类型支持到Lunch菜单中去。

例如,device/samsung/maguro目录下的vendorsetup.sh文件的实现如下所示:

add_lunch_combo full_maguro-userdebug

它调用函数add_lunch_combo添加一个名称为"full_maguro-userdebug"的菜单项到Lunch菜单去。

函数add_lunch_combo定义在build/envsetup.sh文件中,它的实现如下所示:

function add_lunch_combo()
    {
        local new_combo=$1
        local c
        for c in ${LUNCH_MENU_CHOICES[@]} ; do
            if [ "$new_combo" = "$c" ] ; then
                return
            fi
        done
        LUNCH_MENU_CHOICES=(${LUNCH_MENU_CHOICES[@]} $new_combo)
    }

传递给函数add_lunch_combo的参数保存在位置参数$1中,接着又保存在一个本地变量new_combo中,用来表示一个要即将要添加的Lunch菜单项。函数首先是在数组LUNCH_MENU_CHOICES中检查要添加的菜单项是否已经存在。只有在不存在的情况下,才会将它添加到数组LUNCH_MENU_CHOICES中去。注意,${LUNCH_MENU_CHOICES[@]}表示数组LUNCH_MENU_CHOICES的所有元素。

数组LUNCH_MENU_CHOICES是定义在文件build/envsetup.sh的一个全局变量,当文件build/envsetup.sh被加载的时候,这个数组会被初始化为化full-eng、full_x86-eng、vbox_x86-eng和full_mips-eng,如下所示:

# add the default one here
    add_lunch_combo full-eng
    add_lunch_combo full_x86-eng
    add_lunch_combo vbox_x86-eng
    add_lunch_combo full_mips-eng

这样当文件build/envsetup.sh加载完成之后,数组LUNCH_MENU_CHOICES就包含了当前源码支持的所有设备型号及其编译类型,于是当接下来我们执行lunch命令的时候,就可以通过数组LUNCH_MENU_CHOICES看到一个完整的Lunch藤蔓。

二. lunch命令的执行过程

lunch命令实际上是定义在文件build/envsetup.sh的一个函数,它的实现如下所示:

function lunch()
    {
        local answer

        if [ "$1" ] ; then
            answer=$1
        else
            print_lunch_menu
            echo -n "Which would you like? [full-eng] "
            read answer
        fi

        local selection=

        if [ -z "$answer" ]
        then
            selection=full-eng
        elif (echo -n $answer | grep -q -e "^[0-9][0-9]*$")
        then
            if [ $answer -le ${#LUNCH_MENU_CHOICES[@]} ]
            then
                selection=${LUNCH_MENU_CHOICES[$(($answer-1))]}
            fi
        elif (echo -n $answer | grep -q -e "^[^\-][^\-]*-[^\-][^\-]*$")
        then
            selection=$answer
        fi

        if [ -z "$selection" ]
        then
            echo
            echo "Invalid lunch combo: $answer"
            return 1
        fi

        export TARGET_BUILD_APPS=

        local product=$(echo -n $selection | sed -e "s/-.*$//")
        check_product $product
        if [ $? -ne 0 ]
        then
            echo
            echo "** Don't have a product spec for: '$product'"
            echo "** Do you have the right repo manifest?"
            product=
        fi

        local variant=$(echo -n $selection | sed -e "s/^[^\-]*-//")
        check_variant $variant
        if [ $? -ne 0 ]
        then
            echo
            echo "** Invalid variant: '$variant'"
            echo "** Must be one of ${VARIANT_CHOICES[@]}"
            variant=
        fi

        if [ -z "$product" -o -z "$variant" ]
        then
            echo
            return 1
        fi

        export TARGET_PRODUCT=$product
        export TARGET_BUILD_VARIANT=$variant
        export TARGET_BUILD_TYPE=release

        echo

        set_stuff_for_environment
        printconfig
    }

函数lunch的执行逻辑如下所示:

1. 检查是否带有参数,即位置参数$1是否等于空。如果不等于空的话,就表明带有参数,并且该参数是用来指定要编译的设备型号及其编译类型的。如果等于空的话,那么就调用另外一个函数print_lunch_menu来显示Lunch菜单项,并且通过调用read函数来等待用户输入。无论通过何种方式,最终变量answer的值就保存了用户所指定的备型号及其编译类型。

2. 对变量answer的值的合法性进行检查。如果等于空的话,就将它设置为默认值"full-eng"。如果不等于空的话,就分为三种情况考虑。第一种情况是值为数字,那么就需要确保该数字的大小不能超过Lunch菜单项的个数。在这种情况下,会将输入的数字索引到数组LUNCH_MENU_CHOICES中去,以便获得一个用来表示设备型号及其编译类型的文本。第二种情况是非数字文本,那么就需要确保该文本符合-的形式,其中表示设备型号,而表示编译类型 。第三种情况是除了前面两种情况之外的所有情况,这是非法的。经过合法性检查后,变量selection代表了用户所指定的备型号及其编译类型,如果它的值是非法的,即它的值等于空,那么函数lunch就不往下执行了。

3. 接下来是解析变量selection的值,也就是通过sed命令将它的值提取出来,并且分别保存在变量product和variant中。提取出来的product和variant值有可能是不合法的,因此需要进一步通过调用函数check_product和check_variant来检查。一旦检查失败,也就是函数check_product和check_variant的返回值$?等于非0,那么函数lunch就不往下执行了。

4. 通过以上合法性检查之后,就将变量product和variant的值保存在环境变量TARGET_PRODUCT和TARGET_BUILD_VARIANT中。此外,另外一个环境变量TARGET_BUILD_TYPE的值会被设置为"release",表示此次编译是一个release版本的编译。另外,前面还有一个环境变量TARGET_BUILD_APPS,它的值被函数lunch设置为空,用来表示此次编译是对整个系统进行编译。如果环境变量TARGET_BUILD_APPS的值不等于空,那么就表示此次编译是只对某些APP模块进行编译,而这些APP模块就是由环境变量TARGET_BUILD_APPS来指定的。

5. 调用函数set_stuff_for_environment来配置环境,例如设置Java SDK路径和交叉编译工具路径等。

6. 调用函数printfconfig来显示已经配置好的编译环境参数。

在上述执行过程中,函数check_product、check_variant和printconfig是比较关键的,因此接下来我们就继续分析它们的实现。

函数check_product定义在文件build/envsetup.sh中,它的实现如下所示:

# check to see if the supplied product is one we can build
    function check_product()
    {
        T=$(gettop)
        if [ ! "$T" ]; then
            echo "Couldn't locate the top of the tree.  Try setting TOP." >&2
            return
        fi
        CALLED_FROM_SETUP=true BUILD_SYSTEM=build/core \
            TARGET_PRODUCT=$1 \
            TARGET_BUILD_VARIANT= \
            TARGET_BUILD_TYPE= \
            TARGET_BUILD_APPS= \
            get_build_var TARGET_DEVICE > /dev/null
        # hide successful answers, but allow the errors to show
    }

函数gettop用来返回Android源代码工程的根目录。函数check_product需要在Android源代码工程根目录或者子目录下调用。否则的话,函数check_product就出错返回。

接下来函数check_product设置几个环境变量,其中最重要的是前面三个CALLED_FROM_SETUP、BUILD_SYSTEM和TARGET_PRODUCT。环境变量CALLED_FROM_SETUP的值等于true表示接下来执行的make命令是用来初始化Android编译环境的。环境变量BUILD_SYSTEM用来指定Android编译系统的核心目录,它的值被设置为build/core。环境变量TARGET_PRODUCT用来表示要检查的产品名称(也就是我们前面说的设备型号),它的值被设置为$1,即函数check_product的调用参数。

最后函数check_product调用函数get_build_var来检查由环境变量TARGET_PRODUCT指定的产品名称是否合法,注意,它的调用参数为TARGET_DEVICE。

函数get_build_var定义在文件build/envsetup.sh中,它的实现如下所示:

# Get the exact value of a build variable.
    function get_build_var()
    {
        T=$(gettop)
        if [ ! "$T" ]; then
            echo "Couldn't locate the top of the tree.  Try setting TOP." >&2
            return
        fi
        CALLED_FROM_SETUP=true BUILD_SYSTEM=build/core \
          make --no-print-directory -C "$T" -f build/core/config.mk dumpvar-$1
    }

这里就可以看到,函数get_build_var实际上就是通过make命令在Android源代码工程根目录中执行build/core/config.mk文件,并且将make目标设置为dumpvar-$1,也就是dumpvar-TARGET_DEVICE。

文件build/core/config.mk的内容比较多,这里我们只关注与产品名称合法性检查相关的逻辑,这些逻辑也基本上涵盖了Android编译系统初始化的逻辑,如下所示:

......

    # ---------------------------------------------------------------
    # Define most of the global variables.  These are the ones that
    # are specific to the user's build configuration.
    include $(BUILD_SYSTEM)/envsetup.mk

    # Boards may be defined under $(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)
    # or under vendor/*/$(TARGET_DEVICE).  Search in both places, but
    # make sure only one exists.
    # Real boards should always be associated with an OEM vendor.
    board_config_mk := \
        $(strip $(wildcard \
            $(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \
            device/*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \
            vendor/*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \
        ))
    ifeq ($(board_config_mk),)
      $(error No config file found for TARGET_DEVICE $(TARGET_DEVICE))
    endif
    ifneq ($(words $(board_config_mk)),1)
      $(error Multiple board config files for TARGET_DEVICE $(TARGET_DEVICE): $(board_config_mk))
    endif
    include $(board_config_mk)

    ......

    include $(BUILD_SYSTEM)/dumpvar.mk

上述代码主要就是将envsetup.mk、BoardConfig,mk和dumpvar.mk三个Makefile片段文件加载进来。其中,envsetup.mk文件位于$(BUILD_SYSTEM)目录中,也就是build/core目录中,BoardConfig.mk文件的位置主要就是由环境变量TARGET_DEVICE来确定,它是用来描述目标产品的硬件模块信息的,例如CPU体系结构。环境变量TARGET_DEVICE用来描述目标设备,它的值是在envsetup.mk文件加载的过程中确定的。一旦目标设备确定后,就可以在$(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)、device//$(TARGET_DEVICE)和vendor//$(TARGET_DEVICE)目录中找到对应的BoradConfig.mk文件。注意,变量SRC_TARGET_DIR的值等于build/target。最后,dumpvar.mk文件也是位于build/core目录中,它用来打印已经配置好的编译环境信息。

接下来我们就通过进入到build/core/envsetup.mk文件来分析变量TARGET_DEVICE的值是如何确定的:

# Read the product specs so we an get TARGET_DEVICE and other
    # variables that we need in order to locate the output files.
    include $(BUILD_SYSTEM)/product_config.mk

它通过加载另外一个文件build/core/product_config.mk文件来确定变量TARGET_DEVICE以及其它与目标产品相关的变量的值。

文件build/core/product_config.mk的内容很多,这里我们只关注变量TARGET_DEVICE设置相关的逻辑,如下所示:

......

    ifneq ($(strip $(TARGET_BUILD_APPS)),)
    # An unbundled app build needs only the core product makefiles.
    all_product_configs := $(call get-product-makefiles,\
        $(SRC_TARGET_DIR)/product/AndroidProducts.mk)
    else
    # Read in all of the product definitions specified by the AndroidProducts.mk
    # files in the tree.
    all_product_configs := $(get-all-product-makefiles)
    endif

    # all_product_configs consists items like:
    # <product_name>:<path_to_the_product_makefile>
    # or just <path_to_the_product_makefile> in case the product name is the
    # same as the base filename of the product config makefile.
    current_product_makefile :=
    all_product_makefiles :=
    $(foreach f, $(all_product_configs),\
        $(eval _cpm_words := $(subst :,$(space),$(f)))\
        $(eval _cpm_word1 := $(word 1,$(_cpm_words)))\
        $(eval _cpm_word2 := $(word 2,$(_cpm_words)))\
        $(if $(_cpm_word2),\
            $(eval all_product_makefiles += $(_cpm_word2))\
            $(if $(filter $(TARGET_PRODUCT),$(_cpm_word1)),\
                $(eval current_product_makefile += $(_cpm_word2)),),\
            $(eval all_product_makefiles += $(f))\
            $(if $(filter $(TARGET_PRODUCT),$(basename $(notdir $(f)))),\
                $(eval current_product_makefile += $(f)),)))
    _cpm_words :=
    _cpm_word1 :=
    _cpm_word2 :=
    current_product_makefile := $(strip $(current_product_makefile))
    all_product_makefiles := $(strip $(all_product_makefiles))

    ifneq (,$(filter product-graph dump-products, $(MAKECMDGOALS)))
    # Import all product makefiles.
    $(call import-products, $(all_product_makefiles))
    else
    # Import just the current product.
    ifndef current_product_makefile
    $(error Cannot locate config makefile for product "$(TARGET_PRODUCT)")
    endif
    ifneq (1,$(words $(current_product_makefile)))
    $(error Product "$(TARGET_PRODUCT)" ambiguous: matches $(current_product_makefile))
    endif
    $(call import-products, $(current_product_makefile))
    endif  # Import all or just the current product makefile

    ......

    # Convert a short name like "sooner" into the path to the product
    # file defining that product.
    #
    INTERNAL_PRODUCT := $(call resolve-short-product-name, $(TARGET_PRODUCT))
    ifneq ($(current_product_makefile),$(INTERNAL_PRODUCT))
    $(error PRODUCT_NAME inconsistent in $(current_product_makefile) and $(INTERNAL_PRODUCT))
    endif
    current_product_makefile :=
    all_product_makefiles :=
    all_product_configs :=

    # Find the device that this product maps to.
    TARGET_DEVICE := $(PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE)

    ......

上述代码的执行逻辑如下所示:

1. 检查环境变量TARGET_BUILD_APPS的值是否等于空。如果不等于空,那么就说明此次编译不是针对整个系统,因此只要将核心的产品相关的Makefile文件加载进来就行了,否则的话,就要将所有与产品相关的Makefile文件加载进来的。核心产品Makefile文件在$(SRC_TARGET_DIR)/product/AndroidProducts.mk文件中指定,也就是在build/target/product/AndroidProducts.mk文件,通过调用函数get-product-makefiles可以获得。所有与产品相关的Makefile文件可以通过另外一个函数get-all-product-makefiles获得。无论如何,最终获得的产品Makefie文件列表保存在变量all_product_configs中。

2. 遍历变量all_product_configs所描述的产品Makefile列表,并且在这些Makefile文件中,找到名称与环境变量TARGET_PRODUCT的值相同的文件,保存在另外一个变量current_product_makefile中,作为需要为当前指定的产品所加载的Makefile文件列表。在这个过程当中,上一步找到的所有的产品Makefile文件也会保存在变量all_product_makefiles中。注意,环境变量TARGET_PRODUCT的值是在我们执行lunch命令的时候设置并且传递进来的。

  1. 如果指定的make目标等于product-graph或者dump-products,那么就将所有的产品相关的Makefile文件加载进来,否则的话,只加载与目标产品相关的Makefile文件。从前面的分析可以知道,此时的make目标为dumpvar-TARGET_DEVICE,因此接下来只会加载与目标产品,即$(TARGET_PRODUCT),相关的Makefile文件,这是通过调用另外一个函数import-products实现的。

4. 调用函数resolve-short-product-name解析环境变量TARGET_PRODUCT的值,将它变成一个Makefile文件路径。并且保存在变量INTERNAL_PRODUCT中。这里要求变量INTERNAL_PRODUCT和current_product_makefile的值相等,否则的话,就说明用户指定了一个非法的产品名称。

5. 找到一个名称为PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE的变量,并且将它的值保存另外一个变量TARGET_DEVICE中。变量PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE是在加载产品Makefile文件的过程中定义的,用来描述当前指定的产品的名称。

上述过程主要涉及到了get-all-product-makefiles、import-products和resolve-short-product-name三个关键函数,理解它们的执行过程对理解Android编译系统的初始化过程很有帮助,接下来我们分别分析它们的实现。

函数get-all-product-makefiles定义在文件build/core/product.mk中,如下所示:

#
    # Returns the sorted concatenation of all PRODUCT_MAKEFILES
    # variables set in all AndroidProducts.mk files.
    # $(call ) isn't necessary.
    #
    define get-all-product-makefiles
    $(call get-product-makefiles,$(_find-android-products-files))
    endef

它首先是调用函数_find-android-products-files来找到Android源代码目录中定义的所有AndroidProducts.mk文件,然后再调用函数get-product-makefiles获得在这里AndroidProducts.mk文件里面定义的产品Makefile文件。

函数_find-android-products-files也是定义在文件build/core/product.mk中,如下所示:

#
    # Returns the list of all AndroidProducts.mk files.
    # $(call ) isn't necessary.
    #
    define _find-android-products-files
    $(shell test -d device && find device -maxdepth 6 -name AndroidProducts.mk) \
      $(shell test -d vendor && find vendor -maxdepth 6 -name AndroidProducts.mk) \
      $(SRC_TARGET_DIR)/product/AndroidProducts.mk
    endef

从这里就可以看出,Android源代码目录中定义的所有AndroidProducts.mk文件位于device、vendor或者build/target/product目录或者相应的子目录(最深是6层)中。

函数get-product-makefiles也是定义在文件build/core/product.mk中,如下所示:

#
    # Returns the sorted concatenation of PRODUCT_MAKEFILES
    # variables set in the given AndroidProducts.mk files.
    # $(1): the list of AndroidProducts.mk files.
    #
    define get-product-makefiles
    $(sort \
      $(foreach f,$(1), \
        $(eval PRODUCT_MAKEFILES :=) \
        $(eval LOCAL_DIR := $(patsubst %/,%,$(dir $(f)))) \
        $(eval include $(f)) \
        $(PRODUCT_MAKEFILES) \
       ) \
      $(eval PRODUCT_MAKEFILES :=) \
      $(eval LOCAL_DIR :=) \
     )
    endef

这个函数实际上就是遍历参数$1所描述的AndroidProucts.mk文件列表,并且将定义在这些AndroidProucts.mk文件中的变量PRODUCT_MAKEFILES的值提取出来,形成一个列表返回给调用者。

例如,在build/target/product/AndroidProducts.mk文件中,变量PRODUCT_MAKEFILES的值如下所示:

# Unbundled apps will be built with the most generic product config.
    ifneq ($(TARGET_BUILD_APPS),)
    PRODUCT_MAKEFILES := \
        $(LOCAL_DIR)/full.mk \
        $(LOCAL_DIR)/full_x86.mk \
        $(LOCAL_DIR)/full_mips.mk
    else
    PRODUCT_MAKEFILES := \
        $(LOCAL_DIR)/core.mk \
        $(LOCAL_DIR)/generic.mk \
        $(LOCAL_DIR)/generic_x86.mk \
        $(LOCAL_DIR)/generic_mips.mk \
        $(LOCAL_DIR)/full.mk \
        $(LOCAL_DIR)/full_x86.mk \
        $(LOCAL_DIR)/full_mips.mk \
        $(LOCAL_DIR)/vbox_x86.mk \
        $(LOCAL_DIR)/sdk.mk \
        $(LOCAL_DIR)/sdk_x86.mk \
        $(LOCAL_DIR)/sdk_mips.mk \
        $(LOCAL_DIR)/large_emu_hw.mk
    endif

这里列出的每一个文件都对应于一个产品。

我们再来看函数import-products的实现,它定义在文件build/core/product.mk中,如下所示:

#
    # $(1): product makefile list
    #
    #TODO: check to make sure that products have all the necessary vars defined
    define import-products
    $(call import-nodes,PRODUCTS,$(1),$(_product_var_list))
    endef

它调用另外一个函数import-nodes来加载由参数$1所指定的产品Makefile文件,并且指定了另外两个参数PRODUCTS和$(_product_var_list)。其中,变量_product_var_list也是定义在文件build/core/product.mk中,它的值如下所示:

_product_var_list := \
        PRODUCT_NAME \
        PRODUCT_MODEL \
        PRODUCT_LOCALES \
        PRODUCT_AAPT_CONFIG \
        PRODUCT_AAPT_PREF_CONFIG \
        PRODUCT_PACKAGES \
        PRODUCT_PACKAGES_DEBUG \
        PRODUCT_PACKAGES_ENG \
        PRODUCT_PACKAGES_TESTS \
        PRODUCT_DEVICE \
        PRODUCT_MANUFACTURER \
        PRODUCT_BRAND \
        PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES \
        PRODUCT_DEFAULT_PROPERTY_OVERRIDES \
        PRODUCT_CHARACTERISTICS \
        PRODUCT_COPY_FILES \
        PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS \
        PRODUCT_EXTRA_RECOVERY_KEYS \
        PRODUCT_PACKAGE_OVERLAYS \
        DEVICE_PACKAGE_OVERLAYS \
        PRODUCT_TAGS \
        PRODUCT_SDK_ADDON_NAME \
        PRODUCT_SDK_ADDON_COPY_FILES \
        PRODUCT_SDK_ADDON_COPY_MODULES \
        PRODUCT_SDK_ADDON_DOC_MODULES \
        PRODUCT_DEFAULT_WIFI_CHANNELS \
        PRODUCT_DEFAULT_DEV_CERTIFICATE \
        PRODUCT_RESTRICT_VENDOR_FILES \
        PRODUCT_VENDOR_KERNEL_HEADERS \
        PRODUCT_FACTORY_RAMDISK_MODULES \
        PRODUCT_FACTORY_BUNDLE_MODULES

它描述的是在产品Makefile文件中定义在各种变量。

函数import-nodes定义在文件build/core/node_fns.mk中,如下所示:

#
    # $(1): output list variable name, like "PRODUCTS" or "DEVICES"
    # $(2): list of makefiles representing nodes to import
    # $(3): list of node variable names
    #
    define import-nodes
    $(if \
      $(foreach _in,$(2), \
        $(eval _node_import_context := _nic.$(1).[[$(_in)]]) \
        $(if $(_include_stack),$(eval $(error ASSERTION FAILED: _include_stack \
                    should be empty here: $(_include_stack))),) \
        $(eval _include_stack := ) \
        $(call _import-nodes-inner,$(_node_import_context),$(_in),$(3)) \
        $(call move-var-list,$(_node_import_context).$(_in),$(1).$(_in),$(3)) \
        $(eval _node_import_context :=) \
        $(eval $(1) := $($(1)) $(_in)) \
        $(if $(_include_stack),$(eval $(error ASSERTION FAILED: _include_stack \
                    should be empty here: $(_include_stack))),) \
       ) \
    ,)
    endef

这个函数主要是做了三件事情:

1. 调用函数_import-nodes-inner将参数$2描述的每一个产品Makefile文件加载进来。

2. 调用函数move-var-list将定义在前面所加载的产品Makefile文件里面的由参数$3指定的变量的值分别拷贝到另外一组独立的变量中。

3. 将参数$2描述的每一个产品Makefile文件路径以空格分隔保存在参数$1所描述的变量中,也就是保存在变量PRODUCTS中。

上述第二件事情需要进一步解释一下。由于当前加载的每一个文件都会定义相同的变量,为了区分这些变量,我们需要在这些变量前面加一些前缀。例如,假设加载了build/target/product/full.mk这个产品Makefile文件,它里面定义了以下几个变量:

# Overrides
    PRODUCT_NAME := full
    PRODUCT_DEVICE := generic
    PRODUCT_BRAND := Android
    PRODUCT_MODEL := Full Android on Emulator

当调用了函数move-var-list对它进行解析后,就会得到以下的新变量:

PRODUCTS.build/target/product/full.mk.PRODUCT_NAME := full
    PRODUCTS.build/target/product/full.mk.PRODUCT_DEVICE := generic
    PRODUCTS.build/target/product/full.mk.PRODUCT_BRAND := Android
    PRODUCTS.build/target/product/full.mk.PRODUCT_MODEL := Full Android on Emulator

正是由于调用了函数move-var-list,我们在build/core/product_config.mk文件中可以通过PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE来设置变量TARGET_DEVICE的值。

回到build/core/config.mk文件中,接下来我们再看BoardConfig.mk文件的加载过程。前面提到,当前要加载的BoardConfig.mk文件由变量TARGET_DEVICE来确定。例如,假设我们在运行lunch命令时,输入的文本为full-eng,那么build/target/product/full.mk就会被加载,并且我们得到TARGET_DEVICE的值就为generic,接下来加载的BoradConfig.mk文件就会在build/target/board/generic目录中找到。

BoardConfig.mk文件定义的信息可以参考build/target/board/generic/BoardConfig.mk文件的内容,如下所示:

# config.mk
    #
    # Product-specific compile-time definitions.
    #

    # The generic product target doesn't have any hardware-specific pieces.
    TARGET_NO_BOOTLOADER := true
    TARGET_NO_KERNEL := true
    TARGET_ARCH := arm

    # Note: we build the platform images for ARMv7-A _without_ NEON.
    #
    # Technically, the emulator supports ARMv7-A _and_ NEON instructions, but
    # emulated NEON code paths typically ends up 2x slower than the normal C code
    # it is supposed to replace (unlike on real devices where it is 2x to 3x
    # faster).
    #
    # What this means is that the platform image will not use NEON code paths
    # that are slower to emulate. On the other hand, it is possible to emulate
    # application code generated with the NDK that uses NEON in the emulator.
    #
    TARGET_ARCH_VARIANT := armv7-a
    TARGET_CPU_ABI := armeabi-v7a
    TARGET_CPU_ABI2 := armeabi
    ARCH_ARM_HAVE_TLS_REGISTER := true

    HAVE_HTC_AUDIO_DRIVER := true
    BOARD_USES_GENERIC_AUDIO := true

    # no hardware camera
    USE_CAMERA_STUB := true

    # Enable dex-preoptimization to speed up the first boot sequence
    # of an SDK AVD. Note that this operation only works on Linux for now
    ifeq ($(HOST_OS),linux)
      ifeq ($(WITH_DEXPREOPT),)
        WITH_DEXPREOPT := true
      endif
    endif

    # Build OpenGLES emulation guest and host libraries
    BUILD_EMULATOR_OPENGL := true

    # Build and enable the OpenGL ES View renderer. When running on the emulator,
    # the GLES renderer disables itself if host GL acceleration isn't available.
    USE_OPENGL_RENDERER := true

它描述了产品的Boot Loader、Kernel、CPU体系结构、CPU ABI和Opengl加速等信息。

再回到build/core/config.mk文件中,它最后加载build/core/dumpvar.mk文件。加载build/core/dumpvar.mk文件是为了生成make目标,以便可以对这些目标进行操作。例如,在我们这个情景中,我们要执行的make目标是dumpvar-TARGET_DEVICE,因此在加载build/core/dumpvar.mk文件的过程中,就会生成dumpvar-TARGET_DEVICE目标。

文件build/core/dumpvar.mk的内容也比较多,这里我们只关注生成make目标相关的逻辑:

......

    # The "dumpvar" stuff lets you say something like
    #
    #     CALLED_FROM_SETUP=true \
    #       make -f config/envsetup.make dumpvar-TARGET_OUT
    # or
    #     CALLED_FROM_SETUP=true \
    #       make -f config/envsetup.make dumpvar-abs-HOST_OUT_EXECUTABLES
    #
    # The plain (non-abs) version just dumps the value of the named variable.
    # The "abs" version will treat the variable as a path, and dumps an
    # absolute path to it.
    #
    dumpvar_goals := \
        $(strip $(patsubst dumpvar-%,%,$(filter dumpvar-%,$(MAKECMDGOALS))))
    ifdef dumpvar_goals

      ifneq ($(words $(dumpvar_goals)),1)
        $(error Only one "dumpvar-" goal allowed. Saw "$(MAKECMDGOALS)")
      endif

      # If the goal is of the form "dumpvar-abs-VARNAME", then
      # treat VARNAME as a path and return the absolute path to it.
      absolute_dumpvar := $(strip $(filter abs-%,$(dumpvar_goals)))
      ifdef absolute_dumpvar
        dumpvar_goals := $(patsubst abs-%,%,$(dumpvar_goals))
        ifneq ($(filter /%,$($(dumpvar_goals))),)
          DUMPVAR_VALUE := $($(dumpvar_goals))
        else
          DUMPVAR_VALUE := $(PWD)/$($(dumpvar_goals))
        endif
        dumpvar_target := dumpvar-abs-$(dumpvar_goals)
      else
        DUMPVAR_VALUE := $($(dumpvar_goals))
        dumpvar_target := dumpvar-$(dumpvar_goals)
      endif

    .PHONY: $(dumpvar_target)
    $(dumpvar_target):
        @echo $(DUMPVAR_VALUE)

    endif # dumpvar_goals

    ......

我们在执行make命令时,指定的目示会经由MAKECMDGOALS变量传递到Makefile中,因此通过变量MAKECMDGOALS可以获得make目标。

上述代码的逻辑很简单,例如,在我们这个情景中,指定的make目标为dumpvar-TARGET_DEVICE,那么就会得到变量DUMPVAR_VALUE的值为$(TARGET_DEVICE)。TARGET_DEVICE的值在前面已经被设置为"generic",因此变量DUMPVAR_VALUE的值就等于"generic"。此外,变量dumpvar_target的被设置为"dumpvar-TARGET_DEVICE"。最后我们就可以得到以下的make规则:

.PHONY dumpvar-TARGET_DEVICE
    dumpvar-TARGET_DEVICE:
        @echo generic

至此,在build/envsetup.sh文件中定义的函数check_product就分析完成了。看完了之后,小伙伴们可能会问,前面不是说这个函数是用来检查用户输入的产品名称是否合法的吗?但是这里没看出哪一段代码给出了true或者false的答案啊。实际上,在前面分析的build/core/config.mk和build/core/product_config.mk等文件的加载过程中,如果发现输入的产品名称是非法的,也就是找不到相应的产品Makefile文件,那么就会通过调用error函数来产生一个错误,这时候函数check_product的返回值$?就会等于非0值。

接下来我们还要继续分析在build/envsetup.sh文件中定义的函数check_variant的实现,如下所示:

VARIANT_CHOICES=(user userdebug eng)

    # check to see if the supplied variant is valid
    function check_variant()
    {
        for v in ${VARIANT_CHOICES[@]}
        do
            if [ "$v" = "$1" ]
            then
                return 0
            fi
        done
        return 1
    }

这个函数的实现就简单多了。合法的编译类型定义在数组VARIANT_CHOICES中,并且它只有三个值user、userdebug和eng。其中,user表示发布版本,userdebug表示带调试信息的发布版本,而eng表标工程机版本。

最后,我们再来分析在build/envsetup.sh文件中定义的函数printconfig的实现,如下所示:

function printconfig()
    {
        T=$(gettop)
        if [ ! "$T" ]; then
            echo "Couldn't locate the top of the tree.  Try setting TOP." >&2
            return
        fi
        get_build_var report_config
    }

对比我们前面对函数check_product的分析,就会发现函数printconfig的实现与这很相似,都是通过调用get_build_var来获得相关的信息,但是这里传递给函数get_build_var的参数为report_config。

我们跳过前面build/core/config.mk和build/core/envsetup.mk等文件对目标产品Makefile文件的加载,直接跳到build/core/dumpvar.mk文件来查看与report_config这个make目标相关的逻辑:

......

    dumpvar_goals := \
        $(strip $(patsubst dumpvar-%,%,$(filter dumpvar-%,$(MAKECMDGOALS))))
    .....

    ifneq ($(dumpvar_goals),report_config)
    PRINT_BUILD_CONFIG:=
    endif

    ......

    ifneq ($(PRINT_BUILD_CONFIG),)
    HOST_OS_EXTRA:=$(shell python -c "import platform; print(platform.platform())")
    $(info ============================================)
    $(info   PLATFORM_VERSION_CODENAME=$(PLATFORM_VERSION_CODENAME))
    $(info   PLATFORM_VERSION=$(PLATFORM_VERSION))
    $(info   TARGET_PRODUCT=$(TARGET_PRODUCT))
    $(info   TARGET_BUILD_VARIANT=$(TARGET_BUILD_VARIANT))
    $(info   TARGET_BUILD_TYPE=$(TARGET_BUILD_TYPE))
    $(info   TARGET_BUILD_APPS=$(TARGET_BUILD_APPS))
    $(info   TARGET_ARCH=$(TARGET_ARCH))
    $(info   TARGET_ARCH_VARIANT=$(TARGET_ARCH_VARIANT))
    $(info   HOST_ARCH=$(HOST_ARCH))
    $(info   HOST_OS=$(HOST_OS))
    $(info   HOST_OS_EXTRA=$(HOST_OS_EXTRA))
    $(info   HOST_BUILD_TYPE=$(HOST_BUILD_TYPE))
    $(info   BUILD_ID=$(BUILD_ID))
    $(info   OUT_DIR=$(OUT_DIR))
    $(info ============================================)
    endif

变量PRINT_BUILD_CONFIG定义在文件build/core/envsetup.mk中,默认值设置为true。当make目标为report-config的时候,变量PRINT_BUILD_CONFIG的值就会被设置为空。因此,接下来就会打印一系列用来描述编译环境配置的变量的值,也就是我们执行lunch命令后看到的输出。注意,这些环境配置相关的变量量都是在加载build/core/config.mk和build/core/envsetup.mk文件的过程中设置的,就类似于前面我们分析的TARGET_DEVICE变量的值的设置过程。

至此,我们就分析完成Android编译系统环境的初始化过程了。从分析的过程可以知道,Android编译系统环境是由build/core/config.mk、build/core/envsetup.mk、build/core/product_config.mk、AndroidProducts.mk和BoardConfig.mk等文件来完成的。这些mk文件涉及到非常多的细节,而我们这里只提供了一个大体的骨架和脉络,希望能够起到抛砖引玉的作用。

有了Android编译系统环境的初始化过程知识之后,在接下来的一篇文章中,老罗将继续分析Android编译系统提供的m/mm/mmm编译命令,敬请关注!更多信息也可以关注老罗的新浪微博:http://weibo.com/shengyangluo

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