终端开发

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macOS(Sierra 10.12)上Android源码(AOSP)的下载、编译与导入到Android Studio

「 终端开发 」 ——  2016年12月21日

背景

背景简介

最近因为项目需要,要研究Android系统中应用安装的详细过程。在这种场景下,最好的办法就是Read the Fucking Source Code。之前都是在线看,这次因为看的内容比较多,而且看的比较细,因此打算在本地checkout一份。这篇文章就主要记录本人使用macOS(Sierra 10.12.1)在本地checkout出AOSP(7.1.1)并编译导入Android Studio的完整过程

参考内容

关于如果checkout源码,其实网上已经有很详细的内容,个人在checkout的过程中主要参考了以下内容,也可直接按照他们的建议尝试:

checkout时推荐使用清华大学的镜像,checkout过程中有交替切换测试,发现清华大学的镜像会比VPN的效果相对好一点(也可能是个人的VPN不够快)。

系统环境

在完成下面的准备工作相关的内容以后,本机的系统环境如下

  • macOS Sierra 10.12.1
  • JDK 1.8.0_77
  • Xcode 8.2.1
  • 本地源码地址:/Volumes/Document/android (对应分区存储空间450G)
  • shell:bash

准备工作

创建分区

由于macOS默认的文件系统是大小写不敏感的,如果不做处理,编译过程会引起下面的异常

Checking build tools versions...
build/core/main.mk:159: ************************************************************
build/core/main.mk:160: You are building on a case-insensitive filesystem.
build/core/main.mk:161: Please move your source tree to a case-sensitive filesystem.
build/core/main.mk:162: ************************************************************
build/core/main.mk:163: *** Case-insensitive filesystems not supported.
make: *** [out/build-aosp_arm.ninja] Error 1

为了避免该异常,我们要首先在macOS里面创建一个支持大小写敏感的文件系统。具体的方法可以参考下面两篇文章:

本人选择checkout的源码是android-7.1.1_r6,下载完占用空间22.12 GB,编译完占用空间 67.4G,因此建议分区的时候,Android源码至少使用 80G

创建目录

在新的分区磁盘创建你放保存源码的目录,例如我直接放在新建分区(Document)根目录的android文件夹。

$ mkdir /Volumes/Document/android

然后进入对应目录继续开始接下来的工作

$ cd /Volumes/Document/android

切换shell

由于Android的相关编译只能是使用bash,因此如果是使用zsh等其余的shell,请先切换shell到bash。切换方法

  • 用如下命令切换shell:

      $ chsh -s /bin/bash
    
  • 重启终端。只有重启终端shell切换才会生效。可以使用下面的命令检查当前的shell:

      $ echo $0
      -bash
    

安装软件

下面的软件是在编译源码过程中需要使用到的软件,建议提前下载好。最好是按照下面的顺序来下载,部分软件间有一定的依赖关系。

Xcode

MacOSX-SDK

  • 使用场景:在编译源码是使用,macOS10.12.SDK弃用了编译源码需要的syscall,因此需要单独下载更早版本的macOS的SDK
  • 下载地址:https://github.com/phracker/MacOSX-SDKs
  • 暂时下载准备好即可,会在后文中具体介绍怎么使用。另外由于整个github项目也不大,可以直接全部下载下来,这样比较方便。

JDK

MacPorts

其他软件

  • 使用场景:用来下载其余编译源码需要的软件,可以使用MacPorts来安装
  • 安装方法:在MacPorts安装好以后运行下面的命令即可安装gmake等编译工具

      $ POSIXLY_CORRECT=1 sudo port install gmake libsdl git gnupg
    
  • 备注:
    1. 如果这里报错port: command not found,说找不到port命令,就需要在命令行运行下面的命令:

       $ export PATH=/opt/local/bin:$PATH
      
    • 如果在这里报错Port gmake not found,那就在安装之前需要先执行下面的命令。

        $ sudo port -d sync
      

      然后就可以再执行上面的命令安装相关的工具了

概览

在上述内容都安装完毕以后,本机的系统环境如下:

  • macOS Sierra 10.12.1
  • JDK 1.8.0_77
  • Xcode 8.2.1
  • shell:bash

下载

下载Repo

Repo is a tool that makes it easier to work with Git in the context of Android.简单理解,Repo就是一个方便你checkout Android相关源码的工具。官方、清华和中科大镜像都提供了对应的Repo的下载。

备注:下载Repo之前,官方提示需要创建一个bin文件,并且将路径写入到path中,下面是官方给出的操作步骤

$ mkdir ~/bin
$ PATH=~/bin:$PATH

我没有设置环境变量,直接跳转到上一步创建的目录下,然后在命令行中输入下面的命令,下载Repo,并且修改属性。建议直接你使用的镜像提供的Repo。本人是直接下载了官方提供的镜像。

$ curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ./repo
$ chmod a+x ~/bin/repo

下面是官方给出的三个版本的Repo的sha。

  • For version 1.21, the SHA-1 checksum for repo is b8bd1804f432ecf1bab730949c82b93b0fc5fede

  • For version 1.22, the SHA-1 checksum for repo is da0514e484f74648a890c0467d61ca415379f791

  • For version 1.23, the SHA-1 checksum for repo is ac9d646f6d699f6822a6bc787d3e7338ae7ab6ed

初始化Repo

继续在根目录,初始化Repo,主要是设置你使用的镜像以及想要checkout的Android的版本。例如使用官方的镜像,下载android-7.1.1_r6的源码,运行下面的命令

$ repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b  android-7.1.1_r6

如果是使用清华的镜像,运行

$ repo init -u https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/manifest -b android-7.1.1_r6

关于源码和tag的对应关系,可以在官网查看,Source Code Tags and Builds:https://source.android.com/source/build-numbers.html#source-code-tags-and-builds

下载源码

完成上面的初始化任务以后,就可以开始调用下面的命令来下载源码,repo同步是支持断点续传。因此如果下载过程中终端以后,继续执行下面的命令就可以接着下载,并不会从头开始:

$ repo sync -j4

命令最后的j4的意思是同时发起四个并发请求,之所以选择4是因为清华的镜像的并发请求的限制的上限就是4个。

由于下载时间太长,中途可能会出现链接断开的情况,尤其是很多人会选择半夜下载,如果链接断开了没能继续就白白浪费了一个晚上,湫水长天的博客里面提供了一个自己写的简单的shell脚本可以参考,本人略做了修改。

#!/bin/bash 
repo sync -j4
while [ $? = 1 ]; do 
   echo "================sync failed, re-sync again =====" 
   sleep 3 
   repo sync
   	done

将上面的代码保存成repo_sync.sh,放在下载源码的根目录,例如我的/Volumes/Document/android,然后在命令行运行

/bin/bash ./get_android.sh

源码的下载时间会非常长,因此建议选择晚上下载。由于macOS默认的节能设置,为了防止mac在长时间无操作以后休眠,因此建议修改macOS中关于节能相关的配置。修改路径为:系统偏好设置-》节能。下图为本人修改后的效果:

macOS中关于节能相关配置

编译

当源码全部下载完成以后,就进入了源码编译环节。

编译前准备

切换shell

在准备工作中已经提醒,为防止有人遗忘,再次提示一次。由于Android的相关编译只能是使用bash,因此如果是使用zsh等其余的shell,请先切换shell到bash。切换方法:

  • 用如下命令切换shell:

      $ chsh -s /bin/bash
    
  • 重启终端。只有重启终端shell切换才会生效。

设置文件描述符限制

在macOS中,默认限制的同时打开的文件数量很少,不能满足编译过程中的高并发需要,因此需要在shell中运行命令:

$ ulimit -S -n 1024

编译源码

环境设置

在源码根目录(/Volumes/Document/android)下调用下面的命令:

$ source build/envsetup.sh

选择设备

在命令行输入下面的命令选择打算编译的源码类型

$ lunch
	
	You're building on Darwin
	
	Lunch menu... pick a combo:
	     1. aosp_arm-eng
	     2. aosp_arm64-eng
	     3. aosp_mips-eng
	     4. aosp_mips64-eng
	     5. aosp_x86-eng
	     6. aosp_x86_64-eng
	     7. full_fugu-userdebug
	     8. aosp_fugu-userdebug
	     9. mini_emulator_arm64-userdebug
	     10. m_e_arm-userdebug
	     11. m_e_mips-userdebug
	     12. m_e_mips64-eng
	     13. mini_emulator_x86-userdebug
	     14. mini_emulator_x86_64-userdebug
	     15. aosp_dragon-userdebug
	     16. aosp_dragon-eng
	     17. aosp_marlin-userdebug
	     18. aosp_sailfish-userdebug
	     19. aosp_flounder-userdebug
	     20. aosp_angler-userdebug
	     21. aosp_bullhead-userdebug
	     22. hikey-userdebug
	     23. aosp_shamu-userdebug
	
	Which would you like? [aosp_arm-eng]

根据后缀可以判断出使用的场景如下:

类型 用途
user 权限少,用于刷机使用
userdebug 和“user”类似,但可以root,并且可以调试
eng 具有开发配置,并且有额外的调试工具

根据需要选择对应的类型,比如我选择 “1”

Which would you like? [aosp_arm-eng] 1

============================================
PLATFORM_VERSION_CODENAME=REL
PLATFORM_VERSION=7.1.1
TARGET_PRODUCT=aosp_arm
TARGET_BUILD_VARIANT=eng
TARGET_BUILD_TYPE=release
TARGET_BUILD_APPS=
TARGET_ARCH=arm
TARGET_ARCH_VARIANT=armv7-a
TARGET_CPU_VARIANT=generic
TARGET_2ND_ARCH=
TARGET_2ND_ARCH_VARIANT=
TARGET_2ND_CPU_VARIANT=
HOST_ARCH=x86_64
HOST_2ND_ARCH=x86
HOST_OS=darwin
HOST_OS_EXTRA=Darwin-16.1.0-x86_64-i386-64bit
HOST_CROSS_OS=
HOST_CROSS_ARCH=
HOST_CROSS_2ND_ARCH=
HOST_BUILD_TYPE=release
BUILD_ID=NMF26Q
OUT_DIR=out
============================================

开始编译

为了加快编译的速度,我们最好并发来编译,首先查看下本机CPU的内核数与线程数:

$ sysctl machdep.cpu
machdep.cpu.tsc_ccc.denominator: 0
machdep.cpu.tsc_ccc.numerator: 0
machdep.cpu.thread_count: 8
machdep.cpu.core_count: 4

可以看到线程数为8,因此我们执行下面的命令开始源码相关的编译

$ make -j16

参数-jN中的数字N,即为根据电脑线程数量设置的并发值,一般为线程数的1~2倍。之后就会开启漫长的一到两个小时的编译过程。编译过程可能出错,出错以后继续运行命令编辑即可。

编译结束以后,会显示下面的日志

#### make completed successfully (01:28:02 (hh:mm:ss)) ####

编译异常解决

在启动编译的过程中,比较常见的遇到的问题主要有:

  • 文件分区不支持大小写

    • 错误现象

        Checking build tools versions...
        build/core/main.mk:159: ************************************************************
        build/core/main.mk:160: You are building on a case-insensitive filesystem.
        build/core/main.mk:161: Please move your source tree to a case-sensitive filesystem.
        build/core/main.mk:162: ************************************************************
        build/core/main.mk:163: *** Case-insensitive filesystems not supported.
        make: *** [out/build-aosp_arm.ninja] Error 1
      
    • 解决方案

      查看文章最开始准备工作中关于macOS分区配置的说明

  • could not find jdk tools.jar

    • 错误现象

        $ make -j16
        build/core/config.mk:600: *** Error: could not find jdk tools.jar at /System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/Versions/Current/Commands/../lib/tools.jar, please check if your JDK was installed correctly.  Stop.
      
    • 解决方案

      主要是因为环境变量没有设置ANDROID_JAVA_HOME 导致的,添加对应的环境变量即可,输入下面的命令:

        export ANDROID_JAVA_HOME=$(/usr/libexec/java_home -v 1.8)
      
  • ‘syscall’ is deprecated:

    • 错误现象:

      编译过程中直接报错,看编译报类似下文的错误:

        system/core/libcutils/threads.c:38:10: error: 'syscall' is deprecated: first deprecated in OS X 10.12 - syscall(2) is unsupported; please switch to a supported interface. For SYS_kdebug_trace use kdebug_signpost(). [-Werror,-Wdeprecated-declarations]
          return syscall(SYS_thread_selfid);
      
    • 解决方案

      这是因为最新的macOS的调整引起的,个人下载的最新版的源码也没有解决这个问题,最终采用的方法是使用更早版本的macOS的SDK,下载地址参考前面准备工作中的说明。解压(也会用时比较久)zip包以后将MacOSX10.11.sdk拷贝到/Applications/XCode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs。为了避免下次升级的时候再被删除,建议拷贝到自定义目录,然后建立软链接。例如我放在~/lib目录下,再给它创建一个软链接:

        $ sudo ln -s ~/lib/MacOSX10.11.sdk /Applications/XCode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.11.sdk
      
    • 参考博客:解决macOSX10.12.SDK下编译Android Open Source Project出错的问题:http://palanceli.com/2016/09/25/2016/0925AOSPOnMac/

  • Jack server installation not found:

    • 错误现象:

        FAILED: /bin/bash -c "(prebuilts/sdk/tools/jack-admin install-server prebuilts/sdk/tools/jack-launcher.jar prebuilts/sdk/tools/jack-server-4.8.ALPHA.jar  2>&1 || (exit 0) ) && (JACK_SERVER_VM_ARGUMENTS=\"-Dfile.encoding=UTF-8 -XX:+TieredCompilation\" prebuilts/sdk/tools/jack-admin start-server 2>&1 || exit 0 ) && (prebuilts/sdk/tools/jack-admin update server prebuilts/sdk/tools/jack-server-4.8.ALPHA.jar 4.8.ALPHA 2>&1 || exit 0 ) && (prebuilts/sdk/tools/jack-admin update jack prebuilts/sdk/tools/jacks/jack-2.28.RELEASE.jar 2.28.RELEASE || exit 47; prebuilts/sdk/tools/jack-admin update jack prebuilts/sdk/tools/jacks/jack-3.36.CANDIDATE.jar 3.36.CANDIDATE || exit 47; prebuilts/sdk/tools/jack-admin update jack prebuilts/sdk/tools/jacks/jack-4.7.BETA.jar 4.7.BETA || exit 47 )"
        Unsupported curl, please use a curl not based on SecureTransport
        Jack server installation not found
        Unsupported curl, please use a curl not based on SecureTransport
        Unsupported curl, please use a curl not based on SecureTransport
      		
        ……
      		
        make: *** [ninja_wrapper] Error 1	
      
    • 解决方案

      这是因为Jack需要基于OpenSSL的CURL,系统默认的并不是,因此选择用Homebrew重新安装一个。在命令行敲命令:

        $ brew install curl --with-openssl 
      

      安装好以后执行下面的命令修改环境变量,覆盖系统自带版本:

        $ export PATH=$(brew --prefix curl)/bin:$PATH
      

导入

至此源码已经编译OK,为了方便导入到Android Studio,我们还需要做一些准备工作。具体如下:

生成IDEA工程配置文件

首先是要编译idegen模块,在shell中执行如下命令:

$ mmm development/tools/idegen/

如果在编译时得到了类似下面的错误信息

-bash: mmm: command not found

只需要在源码目录下执行下面的明明后重试即可

$ source build/envsetup.sh

在编译结束以后会有下面的提示:

#### make completed successfully (46 seconds) ####

此时继续运行下面的命令生成对应的android.iprandroid.iml IDEA工程配置文件

$ development/tools/idegen/idegen.sh

Read excludes: 17ms
Traversed tree: 218013ms

17s以后就完成了编译,在源码根目录下生成android.iprandroid.iml

导入源码

启动Android Studio,然后选择打开一个已存在的Android Studio工程,选择源码根目录的android.ipr,经过漫长(我首次导入用了20分钟)的加载过程以后,Android 源码就已经成功的加载到了Android Studio中。

OK,至此我们就完成了在macOS(Sierra 10.12.1)上checkout出AOSP(7.1.1)并编译导入Android Studio的完整过程。

其他

  1. 整个过程会非常长,耗时耗力,而且上面所有步骤间有互相依赖,建议严格按照顺序执行。
  2. 个人在第一次分区时忘记修改文件系统为大小写敏感,重新分区时选择把下载的内容拷贝出去,重新分区,拷贝回来的方法,结果在编译时各种报错,最后选择删除根目录下除repo、get_android.sh、.repo以外的其余所有文件后重新运行repo init 和repo sync后重新checkout,再次编译就没有任何异常。因此一定记得要建立正确的文件分区并选择正确的文件系统类型。
  3. 下载编译的时间都会很久,建议选择晚上进行。

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