1.2 获取和编译Android的源码
这一节我们将从零开始讲解如何取得并编译Android的源码及其常用工具。在这个过程中，你可以和本书一起准备好更加深入学习Android所必需的环境和工具，同时也能对Android源码的结构有一个整体的认识。
1.2.1 环境配置
由于我们需要对Android系统进行开发（移植），所以就必须下载Android的源代码。如果只是查看源代码，在线浏览即可，因为：第一，Android的源代码庞大，下载需要很长的时间；第二，官方所支持的Android源代码下载系统仅为Linux和Mac OS（当然，在Windows下也能下载，但是建议大家还是在Linux下下载）。这里我们将以Ubuntu 10.04为例，为大家详细介绍如何获取和编译Android的源代码。
我们从Android源码的官方网站（http://source.android.com）取得的关于配置需求的信息如下：
❑ 磁盘 需要6GB以上剩余空间
❑ Linux系统 Ubuntu 6.06以上版本
❑ Git工具 Git 1.5.4以上版本
❑ Java环境 JDK 5.0 update12以上版本
❑ Python Python 2.4以上版本
❑ 依赖的deb包 flex、bison、gperf、libsdl-dev、libesd0-dev、libwxgtk2.6-dev、build-essential、zip、curl
❑ 调试工具 valgrind
首先，准备好所需要的Linux操作系统以及磁盘空间。由于Ubuntu10.04系统自带的源里找不到JDK1.5的安装包，因此我们要做的第一件事是增加两个软件源（如果你能找到SDK1.5的安装包则不需要），如下：
deb http://tw.archive.ubuntu.com/ubuntu/ jaunty main restricted universe multiverse deb-src http://tw.archive.ubuntu.com/ubuntu/ jaunty main restricted universe multiverse
然后，开始准备下载和编译Android源码的环境：
1）安装JDK1.5，在终端执行命令如下：
$ sudo apt-get install sun-java5-jdk
2）安装开发过程中需要的一些开发包，在终端执行以下命令：
$ sudo apt-get install git-core gnupg valgrind flex bison gperf libsdl-dev libesd0-dev libwxgtk2.6-dev build-essential zip curl libncurses5-dev zlib1g-dev
到这里，你已经准备好了获取Android源码所需要的环境，下面将开始获取Android源码。
1.2.2 获取Android源码
上一节已经准备好了 Android 源码开发所需的环境（请确保你所准备的环境无误），这一节将从Android源码服务器获取Android源码。由于Android的源码非常庞大，所以需要分为两部分来获取，分别是Android源码和Android内核（Android Linux Kernel）。
1．获取Android源码的步骤
如果要获取Android的完整源码，则需要按照如下步骤操作：
1）在用户目录下新建一个文件夹用来存放我们的Android目录，在终端执行如下命令：
mkdir Android cd Android mkdir bin cd bin curl http://android.git.kernel.org/repo > repo
稍等片刻即可完成，如图1-17所示。
图1-17 新建Android目录并初始化repo
2）建立存放Android源代码的目录source，并初始化版本，在终端执行如下命令：
sudo chmod a+x repo cd cd Android mkdir source cd source ../bin/repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git
这次需要等的时间可能会稍微长一点，如图1-18所示。
图1-18 建立source目录并初始化版本
3）之后要求输入用户名和邮箱地址，可随机输入。如果你需要向Google递交Bug，那么就输入你的 Google 账户，如图1-19所示。完成之后如果出现“repo initialized in /home/yarin/Android”，则表示初始化完毕，可以开始下载了。
图1-19 输入账户信息
注意 在显示初始化完成时，出现了一个路径，其中包含一个“yarin”字符，熟悉 Linux 的朋友可能已经明白为什么了，但这里还是说明一下。笔者在编写本书时，所使用的 Linux 系统的用户名为 yarin，而且所建立的用于存放 Android源码的目录也在用户目录中，以后还会多次出现，所以我们就不再详细解释了。
4）在终端执行如下命令，开始下载，如图1-20所示。
图1-20 开始下载Android源码
../bin/repo sync
注意 以上操作下载的是全部的源码，完全下载需要很长的时间。你也可以在../bin/repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git之后加入参数来指定下载某一部分源码。请参见在第二步之后出现的帮助信息（图1-18）。下载过程中可能会出现连接超时或者服务器繁忙的错误。
下载完成之后，你就得到了完整的Android源码。前面说过需要分为两部分来下载，并且这两部分是可同时下载，彼此不会受到任何影响。因此，为了节约时间，我们马上开始下载第二部分源码。
2．下载Android内核
在下载之前，我们先来看看Android内核属于哪一部分。首先，打开Android的开源工程官方网站（http://android.git.kernel.org/），Android内核主要包括了如图1-21所示的内容，这部分内容在我们使用“../bin/repo syn”下载的时候并不会被一起下载。如果你不需要对 Android内核进行修改和移植，可以不需要这部分内容，可以从Android模拟器中提取这部分内容的镜像。但是，本书需要关注这部分内容，并会对它进行详细分析，所以需要下载它。
图1-21 Android内核的部分源码
下载Android内核的具体步骤如下：
首先，进入上面我们创建的存放Android源码的目录，新建一个存放Android内核的目录“kernel”，并进入该目录，在终端执行如下命令，开始下载，如图1-22所示。
图1-22 下载Android内核
git clone git://android.git.kernel.org/kernel/common.git
下载Android内核时间会比下载Android源码的时间短很多。需要注意的是，Android内核的下载不能被中断，而Android源码支持断点下载。下一小节将为大家介绍编译的全过程。
下载完成之后在存放Android源码的目录中也许看不到任何内容，不必担心，那是因为下载的文件是隐藏的，你需要显示隐藏文件才能看见。下载完成之后，你可以在终端通过du -sk或du –sm命令检测文件夹的大小，以确保全部下载完成。如果你按本书的方式进行全部下载，那么总大小会接近4GB左右。另外，还需要编译和开发，所以请确保磁盘空间大于10GB。
1.2.3 编译Android的源码及其工具包
功夫不负有心人！终于下载完了，下面我们就开始编译。接下来的内容并不难，但是需要十分仔细（比如：不能多一个空格，也不能少某个步骤），否则编译过程中就可能有意想不到的“惊喜”降临到你身上。当然，你也不必紧张，只要按照下面的步骤一步一步操作，你自己编译的Android系统最后肯定能够运行成功。
1．编译Android源码
只要确保源码下载是完整的，编译过程中一般不会出错。笔者编译过很多次，都没有遇到意外情况，因为Android文件系统已经自带了经过优化的交叉编译工具，并且为所有的源码都提供了经过验证的makefile，所以系统的整体编译相对简单。首先需要从终端进入存放源码的目录，然后在终端输入如下命令，如图1-23所示。
图1-23 编译Android源码
make
在官方发布的版本中，基本功能都已经包含在makefile中。如果需要增加其他功能，可以到build/target/product/路径下修改相应的.mk文件。比如，如果要增加中文的输入法，可以按照下面的步骤进行：
cd /home/yarin/Android/source/build/target/product/ gedit generic.mk
打开这个文件后，在PRODUCT_PACKAGES中加入PinyinIME，然后保存并退出。这样，在整体编译的时候就会把中文输入法也编译进系统中。
编译的时间一般不会比下载的时间长，大约 2～3 小时就能完成。在默认情况下，编译完成之后，会在/home/yarin/Android/source 目录下生成一个 out 文件夹，生成的所有文件都放在该文件夹下，如果你想更改生成文件的目录，请参考./build/buildspec.mk.default 文件中的说明和选项（虽然很简单，但是笔者还是不建议大家去更改）。编译完成之后会在 out/target/product/generic/目录下生成一些.img镜像文件，比如system.img、userdata.img、ramdisk.img等，我们暂时不去测试生成的这些文件是否有效，因为稍后还需要编译 SDK 和其他工具，然后在模拟器上加载这些文件，这样才能测试其是否有效。
2．编译Android内核
我们在编译Android源码时并不会自动编译Android内核，因此需要手动来编译这部分内容，下面是编译内核的完整步骤。其实，操作与编译Linux内核一样，如果你非常熟悉，可以跳过这部分内容。
（1）确定内核版本
进入存放Android源码目录下的kernel目录，输入如下命令，查看kernel/common.git的默认主分支（本书所使用的源码显示为* android-2.6.35）。
git branch
然后，输入如下命令，显示所有head分支。
git branch -a
输入如下命令，选择当前最新的版本（本书选择了android-goldfish-2.6.35），其中goldfish是Android的模拟器模拟的CPU。
git checkout -b android-goldfish-2.6.35 origin/android-goldfish-2.6.35
此时，再次输入“git branch”命令，将显示我们所选择的最新分支，表示我们目前工作在这个被选择的分支上。
（2）设定环境变量
在编译 Android 内核时，需要使用交叉编译器。我们所下载的 Android 代码树中有一个prebuilt 文件夹，它包含了我们编译内核所需的交叉编译工具。因此，我们将其设置到环境变量中去，以方便使用。打开用户目录下的.bashrc文件，在后面添加如下代码：
export PATH=$PATH:~/Android/source/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.4.0/bin export ARCH=arm
保存并退出，通过如下命令在用户目录下进行更新。因为有可能会因为添加之后没有及时更新而在编译时提示错误，如找不到交叉编译工具目录等（如果加入了环境变量仍在编译时提示找不到，可以尝试多更新几次）。
source ~/.bashrc
（3）设定交叉编译参数
在编译之前，我们还需要设定编译时所使用的交叉编译参数。具体步骤如下：
首先，打开kernel目录下的makefile文件，把CROSS_COMPILE指向Android源码提供的prebuilt中的arm-eabi编译器，如图1-24所示。
图1-24 设置CROSS_COMPILE
然后，找到如下代码行：
LDFLAGS_BUILD_ID = $(patsubst -Wl$(comma)%,%,\ $(call ld-option, -Wl$(comma)–build-id,))
将其删除（建议注释掉即可），并且添加一个空的LDFLAGS_BUILD_ID定义，如图1-25所示。
图1-25 设置LDFLAGS_BUILD_ID
（4）编译kernel镜像
一切设置完成之后，编译就很简单了，进入kernel目录，输入以下命令即可，如图1-26所示。
图1-26 编译kernel
$ cd ~/Android/source/kernel $ make goldfish_defconfig $ make
其中第2条命令是编译时默认的配置文件，如果不执行第二条命令，编译时可能会提示“找不到配置文件”。执行完第二条命令之后，会在kernel目录中多出一个.config文件。
编译完成之后，会在“kernel/arch/arm/boot/”目录下生成名为zImage的文件；稍后再运行系统时，就可以不使用Android SDK为我们提供的镜像文件，而加载该镜像以及上一节编译的系统镜像。既然要测试，就需要SDK，所以我们一下步将编译SDK。
3．编译SDK
要测试以上所编译的镜像和使用SDK进行应用开发，就需要编译SDK（当然，如果你不想编译，也可以直接到官方网站下载SDK，本书所使用的全部是通过源码编译出来的工具）。由于编译Android源码和内核时并不会自动编译SDK，因此下面我们就来手动编译SDK。
注意 如果需要，建议先编译ADT和单独模块，因为在编译ADT和单独模块时会清除编译SDK所生成的目录。
SDK的编译其实很简单，基本上不用配置，直接进入存放Android源码的目录，使用如下命令即可，如图1-27所示。
图1-27 编译SDK
$ make PRODUCT-sdk-sdk
注意 为了避免大家在搭建环境时编译的 SDK 无效，建议第一次不要直接使用make sdk命令，而使用如上所示命令。
编译时间稍长，编译后生成的 SDK 存放在 out/host/linux-x86/sdk/目录下。此目录下有android-sdk_eng.xxx_linux-x86.zip 和 android-sdk_eng.xxx_linux-x86 两个目录，android-sdk_eng.xxx_linux-x86就是我们需要使用的SDK。建议大家将SDK备份，因为我们马上会讲到的单独模块的编译可能会清除SDK目录。
4．编译单独模块
Android 允许我们对应用程序进行单独编译，但是编译后需要重新生成 system.img，下面就来学习如何单独编译应用程序。
首先，需要在源码存放目录中执行如下命令，注意：“.”后面有空格。
$ . build/envsetup.sh
完成之后就会多出以下命令，你可以加上-help查看其用法。
- 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.
然后，可以使用mmm来编译指定目录的模块。比如，我们要编译联系人应用，可以输入如下命令：
$ mmm packages/apps/Contacts/
编完之后生成两个文件：
out/target/product/generic/data/app/ContactsTests.apk out/target/product/generic/system/app/Contacts.apk
最后，在运行模拟器之前，我们可以使用如下命令来重新生成system.img（即系统镜像）。
$ make snod
5．编译ADT
编译ADT的目的是使用Eclipse来开发应用程序，如果你不想编译，可以在Android官方网站下载，或者直接在线更新。这里，我们主要是告诉大家如何使用源码来编译ADT。
（1）配置环境
要编译ADT，首先应该确保系统中安装了Eclipse。如果没有安装，那么在编译ADT时会下载安装（但这需要取得root权限，否则无法安装，也就无法编译）；如果需要自己手动下载并安装Eclipse，建议下载Eclipse3.4.0 RCP版本，因为自动下载安装时，下载的是Eclipse3.4.0 RCP；如果高于这个版本，编译过程中可能会出现找不到某些jar文件的情况，使得编译无法继续。编译ADT的过程很简单，但是经常会因为环境的准备不够充分而出错。所以，笔者建议大家下载官方的ADT或者让ADT编译过程自己下载合适的Eclipse版本，以减少错误的发生。
安装好 Eclipse 之后需要设置 ECLIPSE_HOME 的环境变量，否则编译程序会认为你没有装Eclipse，然后又帮你重新下载，我们不希望出现这样的情况。比如，笔者将Eclipsse安装在“~/Develop/eclipse-android_src/eclipse-RCP-3.4-linux-gtk”目录中，就在.bashrc文件中加入如下代码（如果不知道如何添加环境变量，请查看“Android kernel 编译”章节的环境配置，这里我们修改的当然是用户的环境变量，同样也可以修改整个系统的环境变量）。
export ECLIPSE_HOME=$PATH:~/Develop/eclipse-android_src/eclipse-RCP-3.4-linux-gtk
（2）编译ADT
准备好环境之后，要编译ADT，进入Android源码存放目录，在终端输入如下命令即可，结果如图1-28所示。其中“/home/yarin/Android/source/adt”即我们存放编译的ADT的目录。
图1-28 编译ADT
sdk/eclipse/scripts/build_server.sh /home/yarin/Android/source/adt
编译完成之后，就会在我们指定的存放ADT的目录下找到生成的ADT，然后就可以使用该ADT搭建应用开发环境。
现在我们就已经编译了Android源码和所有需要使用的工具包，那么下面将测试我们的编译是否成功，即运行编译的Android系统。
1.2.4 运行Android系统
令人激动的时刻来临了，我们终于能看到自己所编译的Android系统了，下面就来一步一步对每个镜像进行测试。首先，需要成功地运行模拟器来加载镜像，模拟器在我们编译 SDK的时候已经生成了。
由于模拟器的运行需要创建AVD和sdcard卡（不是必需的），所以接下来首先进入SDK目录下的tools文件夹，然后在终端输入如下命令：
./mksdcard 512M sdcard.img ./android create avd --target 1 --name eyarin --sdcard sdcard.img ./android list avd
第一条命令用于创建一个512MB的sd卡。第二条命令用于创建一个AVD，并指定target为1，名字为eyarin，并且建在第一步创建的sd卡上。当提示是否需要自定义AVD时，我们这里选择“no”，即采用默认设置。第三条命令用于显示我们创建的AVD，用来检测是否创建成功，如图1-29所示。创建完成之后，会在当前用户目录中生成一个.android的目录，其中存放了我们所创建的AVD，你可以同时创建多个AVD。
图1-29 AVD操作
现在你已经可以使用如下命令运行一下模拟器看看效果了。
./emulator –avd eyarin
但是，这里运行的效果只是检测我们编译的 SDK 是否正确，并没有加载我们编译的系统镜像等。下面就分模块来进行测试，首先运行如下代码，加载我们编译的Android Kernel镜像，运行效果如图1-30所示。
图1-30 测试Android Kernel
./emulator -kernel /home/yarin/Android/source/kernel/arch/arm/boot/zImage
该命令行参数-kernel指定了我们生成的Android Kernel镜像。确保无误之后，再来测试并加载系统镜像，在终端输入如下命令来加载我们编译的所有镜像，也包括上面测试的 Android Kernel，运行效果如图1-31所示。
./emulator -system /home/yarin/Android/source/out/target/product/generic/system. img -data /home/yarin/Android/source/out/target/product/generic/userdata.img -ramdisk /home/yarin/Android/source/out/target/product/generic/ramdisk.img -kernel /home/yarin/ Android/source/kernel/arch/arm/boot/zImage
心中颇有些喜悦，毕竟用上我们自己编译出来的Android操作系统了，继续学习，还会有更多令人愉快的事。你可以开发出优秀的应用程序，以及修改和移植该操作系统到其他的平台，但是在做这些事情需要首先完成开发环境的搭建，下一节就来学习如何搭建开发环境。