《Android核心剖析》讀書筆記 第18章 Android編譯系統

1. Android編譯系統的核心仍然是第1章末尾介紹的Make，基於此建立了一個適合於Android自身的編譯架構，該編譯架構由各種.mk檔案、shell指令碼、python指令碼共同組成；通過該架構各個系統模組可以單獨編譯或打包、也可以根據一定的規則進行整合打包輸出；
   架構的核心設計理論有如下幾點：
   1. 建立在Make之上，定義好各類target；並適當引入python、shell指令碼；
   2. 基於COC（規則勝於配置）思想強制每個子項目使用Android.mk檔案描述，為了降低該檔案的編寫難度，編譯系統預設定義好了相關變數以及各種通用函數庫；
   3. 利用python指令碼自動掃描所有包括Android.mk檔案的子目錄，並將檔案中的設定內容轉換為Make命令；
2. 整個編譯系統的源碼在./build/目錄下，絕大部分都是.mk檔案，理解該編譯系統的本質實際上就是分析這些指令檔之間的關係；
   整個編譯系統由編譯中樞、子項目、輸出路徑三部分組成，參見：
   
   1. 編譯中樞：包括各種.mk檔案，這些檔案將遍曆系統所有的子項目，並產生相對應的target，從而當執行make時能夠知道應該執行什麼具體的編譯或打包命令；
   2. 子項目：就是整個Android源碼系統中的各個功能模組，每個功能模組的目錄中必須包含一個Android.mk檔案，這是基於COC的設計，不允許自訂檔案名稱。該檔案中描述的就是包括哪些源檔案，該項目的輸出目標是什麼類型，比如是Jar包、apk包、so包等等；在實際編寫該檔案的過程中，編譯中樞已經定義好很多常用的變數，對這些變數進行賦值即可；
   3. 輸出路徑：編譯過程中產生的各種臨時檔案、以及最終目標檔案；系統預設定義為out目錄，下面又分2個子目錄host/target；
      1. out/host/：對應的是在PC上進行編譯過程中所需要的各種工具和中間產出，利用這些產出才能編譯出最終所需的目標程式；
      2. out/target/：對應的是可用於手機上部署的最終輸出檔案，比如各類img檔案；
3. 各編譯指令碼之間的關係
   1. 編譯時間執行make命令會尋找android源碼頂級目錄中的MakeFile檔案，該檔案直接跳轉至./build/core/main.mk；
   2. main.mk就是整個編譯中樞的開始，使用.PHONY定義了預設的target名稱為droid，這樣當執行make命令時是可以不用任何參數的；
   3. config.mk：核心是定義各類常用的變數、以及編譯命令宏；裡面具體會依賴於pathmap.mk/executable.mk/buildspec.mk/envsetup.mk/product_config.mk等；
   4. definitions.mk：定義編譯過程中需要用到的各種指令碼函數，比如all-java-files-under就是返回指定目錄下所有的java檔案；
   5. ./build/tools/findleaves.py：用來掃描指定目錄下所有的Android.mk檔案，可以用參數排除掉某些不必要的目錄；
      掃描出來的結果其實就是上面提到的子項目列表；
4. product/variant/tag這三者之間的關係
   1. product：產品的名稱，可簡單理解為我們的編譯目標代號，體現在源碼編譯目標值-分割後的第一個參數，比如lunch full-eng中的full；
      他的值可以是任意的，但必須在編譯打包指令碼中定義，本質上他就是一組資訊組合，不同的產品可以包括不同的子項目，比如我們可以自己建立一個product，只包括我們自己需要的幾個子項目；但也可以不強制指定，而完全通過variant子類型來自動判斷；
      一個product中具體包括哪些子項目可以查看對應mk檔案設定的PRODUCT_PACKAGES/PRODUCT_COPY_FILES兩個變數值；
      相關的指令碼可參見./build/target/product/目錄下的mk檔案；比如常見的full.mk中未指定PRODUCT_PACKAGES變數值，而sdk.mk中就指定了該變數值，明確指出包括哪些子項目；
   2. variant：產品子類型，與product搭配使用，是一組系統定義好的預設值，包括eng/user/userdebug/tests，體現在源碼編譯目標值-分割後的第二個參數，比如lunch full-eng中的eng，eng代表的意思是engineer；
      設定variant參數有何作用呢，他與接下來要介紹的tag有著密切的mapping關係；
   3. tag：每個子項目為自己設定的標籤，可以在子項目下的Android.mk檔案中的LOCAL_MODULE_TAGS變數設定，包括debug/eng/tests/optional/samples/shell_ash/shell_mksh，不能設定為其他值，系統編譯時間會在base_rules.mk中進行校正，校正不通過的話會出現警告，並不會將該子項目添加到任何product中；
      從上可以看出variant和tag在很多可選值上面都是相同的，的確他們之間是有mapping關係的，也就是說當編譯命令中指定variant後，具體執行過程中指令碼會根據variant的值與每個子項目中設定的tag值進行比對，若匹配則編譯該子項目並加入到product的輸出路徑中，否則不進行編譯；
      注意：tag和variant不是完全一一對應的，比如：
      1. optional代表的是可選，即他不是android系統運行所必須的，但只要在product中PRODUCT_PACKAGES變數包括了該子項目，那該子項目就會被編譯並添加到product中；
      2. samples代表的是執行個體性項目，多為獨立子項目，一般無需添加到product中；
         ./development/samples/目錄下所有的子項目都是該類型的；
      3. shell_ash只有在system/core/sh/子項目中用到；
      4. shell_mksh只有在external/mksh/子項目中用到；
5. Android標準應用程式apk包編譯全過程，參見，理解這些原理對自己寫批量打包指令碼時非常重要：
   
6. Framework/android.jar的編譯（書中這段的描述個人覺得條理不太清晰，部分描述也不準確）
   1. 首先我們直接看sdk中的android.jar包中核心包括如下幾個頂級package：
      1. java/javax：主要是Java語言的基礎類庫，比如lang/io/sql/util/xml/net等等；
      2. dalvik：裡面類不多，主要包括dalvik虛擬機器特有的DexClassLoader以及相關ByteCode類；
      3. android：大家都超級熟悉了吧，View/Activity/Handler/...都在這裡了；
      4. asset/res：一些系統功能中會用到的各種資源檔；
      5. org/com：主要是一些通用性很強的第三方包，比如httpclient、json等；
   2. 以上的內容可以分成3類，分別來源於不同的jar包，包括：
      1. core.jar：Dalvik虛擬機器運行所需要的基礎類包，其功能主要是完成dex檔案到標準class檔案的轉換與載入，在其之上可以正常運行標準java應用；對應於android.jar中java/javax/dalvik/這3個頂級package；
         源碼位於./libcore/；編譯目標在./libcore/Android.mk中定義；編譯完成後的輸出位於./out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/core_intermediates
      2. framework.jar：基於Dalvik虛擬機器之上用於開發真正android手機應用的架構套件，比如視圖的繪製、管理，頁面的跳轉與管理等；對應於android.jar中android/assets/res/這3個頂級package；
         源碼位於./frameworks/base；編譯目標在./frameworks/base/Android.mk中定義；編譯完成後的輸出位於./out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/framework_intermediates
      3. ext.jar：擴充類庫，整合一些通用性較高、已經被業界廣泛接受並使用的工具包；對應於android.jar中org/com/這2個頂級package；
         源碼位於./external/；編譯目標在./frameworks/base/Android.mk中定義；編譯完成後的輸出位於./out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/ext_intermediates
   3. 但是否core.jar/framework.jar/ext.jar中的所有內容都放在android.jar中呢？答案是否定的；原因是為了保持應用開發api的穩定性和向後相容，google把源檔案分為了“公有”和“私人”兩類，明顯私人的一些源檔案代表穩定性不夠未來很可能會變更，所以這部分不穩定源碼是不會放進android.jar中的，經常看源碼的同學會經常看到@hide這個標籤，這也是一種私人表現；
      android.jar編譯完成後的輸出位於./out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/sdk_v${version}_intermediates
      其中${version}代表的是SDK的具體版本號碼；