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

IT知识androidAndroid源码

高斋晓开卷，独共圣人语。这篇文章主要讲述macOS（Sierra 10.12）上Android源码（AOSP）的下载编译与导入到Android Studio相关的知识，希望能为你提供帮助。
http://blog.bihe0832.com/macOS-AOSP.html
 
[本文结构]
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：

  • Google官方关于checkout的指引：
    https://source.android.com/source/index.html
  • 清华大学Android镜像关于checkout的指引：
    https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/AOSP/#section-1
  • 中国科学技术大学AOSP(Android) 镜像使用帮助：
    https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/aosp
  • Android源码的下载、编译与导入到Android Studio：
    http://wl9739.github.io/2016/05/09/Android%E6%BA%90%E7%A0%81%E7%9A%84%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E3%80%81%E7%BC%96%E8%AF%91%E4%B8%8E%E5%AF%BC%E5%85%A5%E5%88%B0Android-Studio/
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：
  • Android官网的Setting up a Mac OS build environment：https://source.android.com/source/initializing.html#setting-up-a-mac-os-x-build-environment
  • 个人博客的macOS中设置大小写敏感的分区并切换：http://blog.bihe0832.com/mac-disk-utility.html
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
  • 使用场景：在编译源码是使用，我直接下载了最新版
  • 下载地址：https://itunes.apple.com/us/app/xcode/id497799835?ls=1& mt=12
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
  • 使用场景：在编译源码是使用，我使用的版本是：jdk1.8.0_77
  • 下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/java-archive-javase8-2177648.html#jdk-8u45-oth-JPR
MacPorts
  • 使用场景：用来下载其余编译源码需要的软件，我使用的版本是macOS Sierra v10.12对应的版本
  • 下载地址：https://www.macports.org/install.php
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 -bandroid-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（Sierra 10.12）上Android源码（AOSP）的下载编译与导入到Android Studio

文章图片

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

    • 【macOS（Sierra 10.12）上Android源码（AOSP）的下载编译与导入到Android Studio】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.jar2> & 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.ipr、android.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.ipr和android.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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