Загрузка и сборка AOSP
Решил поделиться своей инструкцией как собрать AOSP (Android Open Source Project). Эта инструкция будет полезна тем кто хочет посмотреть что-же внутри Android и возможно заняться системной разработкой. В любом случаи эти знания полезны для понимания самого Android, как раз для этого и решил собрать AOSP.
Проект собираю на elementary 5.1 OS Ubuntu 18.04 LTS (bionic), пытался на MacOS собрать, но так и не удалось. Для исходников и сборки нужно 200 Гб на жестком диске (лучше SSD, на обычном производительность сильно проседает). Так же много времени, я потратил чтобы скачать и собрать около 20 часов, частично виновата «слабая» конфигурация моего компьютера. У меня установлено всего 8 Гб оперативной памяти, но увеличил размер swap-а до 16 Гб.
Загружаем AOSP
Установить требуемые пакеты для загрузки и сборки :
Создаем папку и качаем repo утилиту для загрузки исходного кода
Исходники AOSP состоят из отдельных проектов с собственными git-репозиториями, repo позволяет упросить всю загрузку всех проектов и разложить по нужным папкам.
- -u — урл git-репозитория с манифестом
- -b — ветка (самая последняя на текущий момент)
- —depth — скачивать только одну ветку (если не использовать, то для каждого репозитория скачается весь индекс, что увеличит время загрузки и место на диске)
Выбрал самую последнюю версию Android 10. Не использую develop или master, так как там устаревший манифест и проект скорее не соберется.
Теперь можно запустить загрузку исходников AOSP
- -c — скачивать только текущую ветку манифеста (как указал выше — android-10.0.0_r45)
- -j — количество потоков, обычно указывается столько доступно процессоров
- —no-tags — не скачивать тэги с репозитариев
- —no-clone-bundle — не пытаться качать clone.bundle (упакованная репа, которая уменьшить время на загрузку, но не у всех сервер формирует этот bundle),
—no-clone-bundle можно попробовать убрать, что в теории ускорит скачивание, но у меня заваливается с 404 ошибкой
Скачивание может занять минуты и часы, теперь с repo закончили, если нужно почитать больше то ищите в официальной документации: https://source.android.com/setup/develop/repo
Сборка
Настраиваем среду разработчика:
x86_64 — указывается под какой девайс собирать, в данном случае Generic x86_64 подходит для эмуляторов, если будете запускать на Nexus девайсах, то ищите детали в документации https://source.android.com/setup/build/building#choose-a-target
eng — тип сборки (сокращение от engineering), с максимальными логами и дополнительными утилитами для отладки. Другие тип сборки думаю не особо интересны
Для сборки java файлов увеличиваем Heap size, если этого не сделать, то сборка всего завалится с StackOverflow ошибкой:
Так же можно добавить в .bashrc чтобы постоянно не повторять команду
Все, теперь готовы к сборке:
Можно не использовать CCACHE, что уменьшит количество занимаемого места на диске, но увеличит время повторной сборки. На моем «слабом» компьютере сборка заняла где-то 16 часов.
После окончания сборки, запускаем эмулятор:
-show-kernel — выводить уведомления в консоль
Если нажать Enter, то попадем в консоль эмулятора
Если эмулятор не запустился, нужно будет проверить что включена виртуализация
Готовим IDE для отладки
Для начала необходимо сгенериовать проект для IDE, проект генерируется для IDEA. Собираем модули для генератора:
Чтобы весь AOSP затолкать в проект, то просто запускаем генератор
Но сгенерированный IDEA проект будет очень «тяжелым». Одно открытие и индексация занимает достаточно много времени. Лучше генерировать IDEA проект для каждого отдельного проекта, например для Android фреймворка
Весь список доступных проектов можно посмотреть в
Открываем сгенерированный base.iml (находится в папке frameworks/base) в IDEA. Дальше нужно настроить Java, только нужно подключать java без библиотек, так как у AOSP-а свои реализации.
Запускаем отладку
Для начала необходимо запустить monitor
возможно потребуется дополнительно поставить jre
sudo apt install openjdk-8-jre-headless
Выбираем процесс, который будем отлаживать. В monitor-е выбираем процесс и справа от порта процесса появится /8700, это как раз порт отладчика, к нему можно подключаться через IDEA.
Все системные штуки находятся в system_process. Его мы и будем отлаживать.
monitor один самых полезных инструментов при отладке и исследования работы AOSP
В проекте добавляем новую Remote конфигурацию, только указываем 8700 порт. Именно к этому порту и будем подключаться
Запускаем Debug (Run → Debug)
Чтобы удостоверится, что все подключилось поставьте брейкпоинт в frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskManagerService.java файле на метод:
и запустить любое приложение на эмуляторе (например, Settings).
Источник
Операционная система Android
Feb 4 · 6 min read
Android — это операционная система с открытым исходным кодом, созданная для мобильных устройств на основе модифицированного ядра Linux. Эта ОС разработана консорциумом Open Handset Alliance, состоящим из крупных технологических компаний при организующей роли Google. Исходный код ОС представлен как часть проекта Android Open Source Project (AOSP) с лицензией Apache. Выпущенный на рынок в 2007 году Android вскоре стал самой продаваемой операционной системой в истории, благодаря своей открытой модели разработки и удобному интерфейсу. Последняя версия Android 11 вышла в 2020 году.
История развития
Проект Android появи л ся в 2003 году с целью разработки интеллектуальных мобильных устройств. Начинался он с разработки ОС для цифровых фотокамер, но вскоре акцент сместился на мобильные телефоны из-за их большой распространенности на рынке. В 2005 году проект приобрел Google и в качестве основы для этой ОС было выбрано ядро Linux за счет его гибкости и возможности обновления.
С целью разработки платформы с открытым исходным кодом для мобильных устройств в 2007 году Google сформировала Open Handset Alliance с несколькими производителями оборудования и операторами беспроводной связи. В то время каждый производитель выпускал мобильные телефоны на базе собственной платформы, с ограниченными возможностями для сторонних приложений. Альянс заявил, что открытая платформа обеспечит тесное сотрудничество между производителями и разработчиками, чтобы ускорить производство недорогих инновационных продуктов и приложений.
Платформа Android была представлена в 2007 году и вышла на рынок на следующий год. Поначалу ей мешал ограниченный набор функций и небольшая база пользователей по сравнению с конкурентами Symbian и Windows. Однако возможность обновления стала самым большим преимуществом этой ОС, поскольку каждое обновление давало новые функции и улучшенную производительность. Из-за «сладости, которую они приносят в нашу жизнь», первые версии были названы в честь десертов, в алфавитном порядке, например Cupcake, Jellybean и KitKat. Однако вскоре у Google закончились десерты, и с 2019 года новые версии ОС получают номера, начинающиеся с Android 10. Лицензия с открытым исходным кодом также помогла увеличить популярность этой ОС среди производителей мобильных устройств, поскольку они могут теперь модифицировать ОС под свои требования, не влияя при этом на разработку приложений.
Но самая главная особенность в том, что Android — это больше, чем просто операционная система. Он во многом уравнял мобильные устройства с персональными компьютерами, позволив разработчикам писать приложения независимо от аппаратной платформы устройства. Это привело к созданию глобальной платформы для приложений и укрепило позиции Android, как передовой мобильной платформы, и в 2011 году он стал самой продаваемой операционной системой для смартфонов и для планшетов в 2013 году. Сегодня на Android работает множество электронных устройств, включая смарт-камеры, часы, медиаплееры и многое другое.
Архитектура
Первоначально Android разрабатывался для архитектуры ARM, а затем был расширен для поддержки архитектур x86 и x86–64. Однако в целом Android не заботится об аппаратном обеспечении устройства из-за разнообразия и множества типов среди компонентов в мобильных устройствах.
Основой ОС Android является модифицированная версия ядра Linux LTS, которая непосредственно взаимодействует с оборудованием. Драйверы, необходимые для работы устройства, реализуются производителями оборудования и добавляются в ядро. Это позволяет производителям оборудования разрабатывать драйверы для хорошо известного ядра, а разработчикам ОС игнорировать разнообразие оборудования. Android 11 поддерживает версии ядра 4.14, 4.19 и 5.4.
Особенности оборудования дополнительно маскируются также реализуемыми производителями уровнями аппаратной абстракции, которые предоставляют стандартные интерфейсы для высокоуровневых структур, чтобы обеспечить доступ к аппаратному обеспечению устройства, не заботясь при этом о реализации драйверов.
Android Runtime (ART) — это виртуальная машина, которая выполняет код приложения, содержащийся в файлах Dalvik Executable (DEX). Она управляет компиляцией кода, отладкой и очисткой памяти. Каждое приложение работает со своим собственным экземпляром ART, то есть в своей собственной виртуальной машине, чтобы обеспечить изоляцию кода. ART заменил Dalvik в качестве виртуальной машины Java для Android в 2013 году, поскольку его компиляция Ahead-of-Time обеспечила лучшую производительность по сравнению с компиляцией Just-in-Time у последней.
Собственные библиотеки C/C ++ являются важной частью операционной системы, поскольку большинство основных компонентов Android написаны на собственном коде. Инфраструктура Java API — это шлюз в ОС для всех пользовательских приложений. Он предоставляет множество сервисов для приложений в виде вызовов Java API, включая менеджеры действий, ресурсов и уведомлений, поставщиков контента и систему просмотра. Именно поэтому приложения для Android в основном разрабатываются на Java, хотя собственные библиотеки обеспечивают некоторую поддержку C/C++. Совсем недавно также поддерживался и Kotlin, он даже предпочитался Google для разработки приложений Android. Код компилируется Android Software Development Kit (SDK) и архивируется в виде пакета Android (APK).
Android против Linux
Хотя некоторые считают Android дистрибутивом Linux, он имеет мало общего с обычной ОС Linux.
В традиционном стеке Linux ядро выполняет большую часть системных функций, включая управление памятью и файлами, аппаратное взаимодействие и планирование процессов. Системные функции предоставляются приложениям через библиотеки и вызовы API на языке Си. Именно поэтому GNU C является более важной библиотекой в Linux. Пользователи взаимодействуют с системой через оболочки, которые транслируют пользовательские команды в системные вызовы.
С другой стороны, Android можно рассматривать как пользовательское приложение, работающее в Linux. ОС использует ядро для взаимодействия с оборудованием и управления системой, а затем предлагает свои функции другим приложениям через интерфейс API. Этот интерфейс написан полностью на Java, и даже функции библиотек C/C ++ предложены в оболочках Java. В Android нет оболочки, хотя некоторые утилиты командной строки поддерживаются через приложение Toybox.
Кроме того, Android оптимизирован для мобильных устройств, которые обычно обладают малой вычислительной мощностью, имеют небольшой объем памяти и работают от батарей. По умолчанию, в качестве библиотеки C, вместо GNU, он использует Bionic из-за пониженных требований к памяти и процессору. При нехватке памяти, Android может уничтожить наименее используемые процессы и сбросить блоки разделяемой памяти. Кроме того, здесь реализуется уникальная система управления питанием, в которой устройство остается в спящем режиме, потребляя минимальную мощность до тех пор, пока процесс не запросит ресурс.
Ядро Android
Перед установкой на устройство само ядро Linux подвергается модификации несколькими участниками проекта. Во-первых, разработчики Android оптимизируют ядро LTS для мобильных устройств, вносят коррективы в функции Android и оставляют код как общее ядро AOSP. Разработчики AOSP реализуют большинство изменений в виде драйверов устройств, чтобы гарантировать внесение минимальных изменений в основной код ядра. Это позволяет с минимальными изменениями объединять обновления базового ядра в ACK. Поставщики оборудования добавляют драйверы и уровни абстракции для создания ядра поставщика. Затем, производители устройств обновляют ядро в соответствии со своими требованиями, реализуя новые драйверы или даже улучшая систему. Это ядро, в конечном счете, устанавливается на выпускаемые производителем устройства.
Разработка приложения
Основной принцип разработки в Android заключается в том, чтобы абстрагироваться от вариативности оборудования и предоставить унифицированный интерфейс для приложений. Это достигается запуском всех приложений на виртуальных машинах Java, подобных Dalvik или ART. Еще более способствует этой абстракции и упрощает разработку приложений комплект, состоящий из инфраструктуры Java API и SDK Android. Интерфейс API выполняет всю сложную работу, обеспечивая приложениям доступ к системным ресурсам лишь через вызов функции, в то время как SDK предоставляет визуальные инструменты для создания макетов приложений и управления вводом данных пользователя.
Android предоставляет приложениям большую часть своих функций через службы (services). Служба — это приложение, которое выполняет длительные операции в фоновом режиме. Она не предоставляет пользовательского интерфейса и доступна только через платформу API. Службы также могут выполнять операции в приоритетном порядке и сообщениями уведомлять пользователя. Служба также может быть привязана к приложению и обеспечивать интерфейс клиент-сервер.
Стек Android также включает вторую операционную систему Trusty. Она работает параллельно с основной операционной системой и обеспечивает доверенную среду для изолированного выполнения. В основном она используется для мобильных платежей, безопасного банковского обслуживания, обработки паролей и других процессов, требующих безопасности и конфиденциальности.
Заключение
При первых анонсах Open Handset Alliance их планы по взаимодействию при разработке открытой и многоцелевой платформы представлялись не более чем громким заявлением. Однако через десять лет платформа Android произвела революцию, и не только в мобильной индустрии. Фактически, она породила совершенно новые отрасли промышленности и коренным образом изменила наш образ жизни, работы и общения.
Источник
