[Android]基于AOSP源码为Pixel3编译boot.img（下）

最新推荐文章于 2025-03-25 13:59:05 发布

Ryan ZHENG

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分类专栏： Android Ubuntu 文章标签： android java 开发语言

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本文档详细介绍了如何基于AOSP源码为Pixel3编译boot.img，包括编译环境、步骤及遇到的问题与解决方案。讨论了CodeAurora和LineageOS的不同实现，并提供了目录结构优化、编译速度提升的建议，旨在实现从源码到boot.img的完整流程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

[Android]基于AOSP源码为Pixel3编译boot.img（下）

前言

本系列主要是要实现将Android Kernel源码并入AOSP源码，使后者的编译框架可以直接从源码编译boot.img这一目标，而在上一节我们已经基本完成了编译框架的整合；

本篇会讨论一些基于上一节的改进、优化。同时，会讨论下CAF(CodeAuroraForum, 现更改为：CodeLinaro) 中SDM845(Pixel3 SoC) + Android 9.0的基线，以及LineageOS 16(Android 9.0)上Pixel3(blueline)对应基线，两者对从源码编译boot.img这一目标，在实现上有何差异，以及各自的优劣如何；

环境

台式机

Ubuntu16.04

AOSP版本

9.0(android-9.0.0_r46)

内核版本

4.9(android-msm-crosshatch-4.9-pie-qpr2)

Pixel型号

Pixel3 (4GB + 64GB)

正文

编译规则改进

代码结构优化

由于接下来我们会调整Android kernel编译产物存放目录，因此之前硬编码写的kernel/out目录部分，建议提取一个宏来控制：

# BoardConfig.mk或等效路径下添加：
KERNEL_OUT := kernel/out

然后修改上一篇中定义kernel伪目标的kernel.mk文件中（或等效目录）：

# 对使用kernel/out目录的部分进行替换
$(PRODUCT_OUT)/kernel: $(SOONG_ZIP)
	@echo "Making kernel"
	cd kernel && bash build/build.sh
	cp $(KERNEL_OUT)/dist/*.ko $(TARGET_OUT_VENDOR)/lib/modules/
	cp $(KERNEL_OUT)/dist/dtbo.img $(PRODUCT_OUT)/dtbo.img
	cp $(KERNEL_OUT)/dist/Image.lz4-dtb $(PRODUCT_OUT)/kernel

.PHONY: kernel
kernel: $(PRODUCT_OUT)/kernel

# 这里也修改以下：kernelclean删除目录时，细化到每个子目录，而不是整个$(KERNEL_OUT)直接删除
.PHONY: kernelclean
kernelclean:
	if [[ ! -z `find $(TARGET_OUT_VENDOR)/lib/modules -name "*.ko"` ]]; then rm $(TARGET_OUT_VENDOR)/lib/modules/*.ko; fi
	if [ -f $(PRODUCT_OUT)/dtbo.img ]; then rm $(PRODUCT_OUT)/dtbo.img; fi
	if [ -f $(PRODUCT_OUT)/kernel ]; then rm $(PRODUCT_OUT)/kernel; fi
	if [ -d $(KERNEL_OUT)/dist ]; then rm -rf $(KERNEL_OUT)/dist; fi
	if [ -d $(KERNEL_OUT)/kernel_uapi_headers ]; then rm -rf $(KERNEL_OUT)/kernel_uapi_headers; fi
	if [ -d $(KERNEL_OUT)/private ]; then rm -rf $(KERNEL_OUT)/private; fi
	if [ -d $(KERNEL_OUT)/staging ]; then rm -rf $(KERNEL_OUT)/staging; fi
	@echo "kernelclean done"

应对问题

问题：vendor.img打包早于kernel编译完成，导致kernel modules没有打包进vendor.img；
方案：
思路很简单，为vendor.img打包规则添加kernel modules的依赖；
这里提供一种实现方向（非唯一，可自行评估、实现）：

# BoardConfig.mk或等效路径下添加（注意需要在上述KERNEL_OUT定义后添加）：
BOARD_VENDOR_KERNEL_MODULES += \
    $(KERNEL_OUT)/dist/ftm5.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/sec_touch.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/snd-soc-sdm845.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/snd-soc-wcd934x.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/snd-soc-wcd-spi.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/wcd-dsp-glink.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/pinctrl-wcd.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/snd-soc-cs35l36.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/snd-soc-sdm845-max98927.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/snd-soc-wcd9xxx.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/wcd-core.ko \
    $(KERNEL_OUT)/dist/wlan.ko

然后修改上一篇中定义kernel伪目标的kernel.mk文件中（或等效目录）：

#逐一定义对kernel的依赖，并执行拷贝文件的操作
define copy-one-kernel-module-file
$(1): $(PRODUCT_OUT)/kernel
	@echo Copying module:$(1)
	find $(KERNEL_OUT)/staging -type f -name $$(notdir $(1)) | xargs -I {} cp -f {} $(1)
endef

#调用上方定义的函数
$(foreach target,$(BOARD_VENDOR_KERNEL_MODULES),\
	$(eval $(call copy-one-kernel-module-file,$(target))))

# 去除重复的cp命令
$(PRODUCT_OUT)/kernel: $(SOONG_ZIP)
	@echo "Making kernel"
	cd kernel && bash build/build.sh
	cp $(KERNEL_OUT)/dist/dtbo.img $(PRODUCT_OUT)/dtbo.img
	cp $(KERNEL_OUT)/dist/Image.lz4-dtb $(PRODUCT_OUT)/kernel

问题：Android Kernel编译产物在kernel/out下，而其余源码编译产物在out下，管理不方便；
方案：
基础版：
参考这一篇可以实现目录统一；但是需要注意，上面提到的KERNEL_OUT也需要同步修改：

# 一劳永逸
KERNEL_OUT := $(OUT_DIR)

进阶版：
将编译kernel时的bash build/build.sh转义合入kernel.mk然后废弃kernel/build目录下的规则；
具体来看步骤如下：

拆解kernel/build/build.sh

通过梳理，可以得到整个编译阶段包含如下几个步骤：
- 配置环境变量
- 编译defconfig——生成.config
- 编译linux kernel——生成vmlinux/dtbo.img/Image.lz4-dtb等产物；
- 编译modules——生成ko文件；
- 产物拷贝到特定目录下(当前为kernel/out/dist)；——这一步其实是不需要的，因为我们可以用Makefile来拷贝我们需要的产物；

转录为Makefile语法

配置环境变量

#指定统一的绝对输出路径
KERNEL_OUT := $(PWD)/$(TARGET_OUT_INTERMEDIATES)/KERNEL_OBJ
#指定内核源码存放的绝对路径
KERNEL_DIR := $(PWD)/kernel/private/msm-google
#需要编译的外部模块的绝对路径
EXT_MODULES := $(PWD)/kernel/private/msm-google-modules/wlan/qcacld-3.0
#编译参考的defconfig文件名
DEFCONFIG := b1c1_defconfig
#编译参数指定为clang
CC_ARG := "CC=clang"
#环境变量PATH添加
KERNEL_BUILD_PATH := $(strip $(PWD)/prebuilts/clang/host/linux-x86/clang-4393122/bin)
KERNEL_BUILD_PATH := $(strip $(KERNEL_BUILD_PATH):$(PWD)/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/aarch64-linux-android-4.9/bin)
KERNEL_BUILD_PATH := $(strip $(KERNEL_BUILD_PATH):$(PWD)/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-androideabi-4.9/bin)
#将需要的变量、参数，统一添加到KERNEL_BUILD_ENV中
KERNEL_BUILD_ENV := \
	PATH=$(KERNEL_BUILD_PATH):$$PATH \
	OUT_DIR=$(KERNEL_OUT) \
	ANDROID_SOURCE_ROOT=$(PWD) \
	ROOT_DIR=$(PWD)/kernel \
	KERNEL_DIR=$(KERNEL_DIR) \
	UNSTRIPPED_MODULES="wlan.ko" \
	ARCH=arm64 \
	CROSS_COMPILE=aarch64-linux-android- \
	CROSS_COMPILE_ARM32=arm-linux-androideabi- \
	LD_LIBRARY_PATH=$(PWD)/prebuilts/clang/host/linux-x86/clang-4393122/lib64:$(LD_LIBRARY_PATH) \
	IN_KERNEL_MODULES=1 \
	STOP_SHIP_TRACEPRINTK=1 \
	CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-gnu-

编译defconfig

build-defconfig:
	echo "========================================================"
	echo " Setting up for build"
	mkdir -p $(KERNEL_OUT)
	@$(MAKE) -C ${KERNEL_DIR} O=$(KERNEL_OUT) ${DEFCONFIG} $(KERNEL_BUILD_ENV)

编译linux kernel

build-kernel: build-defconfig
	echo "========================================================"
	echo " Building kernel"
	@$(KERNEL_BUILD_ENV) \
	$(MAKE) -C $(KERNEL_OUT) O=$(KERNEL_OUT) ${CC_ARG} -j$(shell nproc)

编译modules

#内部模块（源码在KERNEL_DIR中）
build-internal-kernel-modules: build-kernel
	rm -rf $(KERNEL_OUT)/staging
	mkdir -p $(KERNEL_OUT)/staging
	echo "========================================================"
	echo " Installing kernel modules into staging directory"
	@$(KERNEL_BUILD_ENV) \
  	$(MAKE) -C $(KERNEL_OUT) O=$(KERNEL_OUT) ${CC_ARG} INSTALL_MOD_STRIP=1 \
		INSTALL_MOD_PATH=$(KERNEL_OUT)/staging modules_install

#外部模块（源码不在KERNEL_DIR中）
define build-external-kernel-module-internal
	mkdir -p $(1);
	@$(KERNEL_BUILD_ENV) \
	$(MAKE) -C $(1) M=$(1) KERNEL_SRC=$(KERNEL_DIR) \
		O=$(KERNEL_OUT) $(CC_ARG) -j$(shell nproc);
	@$(KERNEL_BUILD_ENV) \
	$(MAKE) -C $(1) M=$(1) KERNEL_SRC=$(KERNEL_DIR) \
		O=$(KERNEL_OUT) $(CC_ARG) INSTALL_MOD_STRIP=1 \
		INSTALL_MOD_PATH=$(KERNEL_OUT)/staging modules_install;
endef

build-external-kernel-module: build-kernel
	echo "========================================================"
	echo " Building external modules and installing them into staging directory"
	$(foreach ext_mod,$(EXT_MODULES), \
		$(call build-external-kernel-module-internal,$(ext_mod)))

移除kernel/build仓库验证 —— 编译正常

问题：链接阶段单线程进行，耗时较长
方案：调试阶段不要使能如下宏：
```
# CONFIG_LTO_CLANG is not set
# CONFIG_CFI_CLANG is not set
```
这两个宏会导致编译kernel时，在链接阶段进行优化，导致耗时明显增长；

其他方案

CodeAurora (CodeLinaro)

总所周知，CodeAurora (现改名：CodeLinaro)即是高通基线的开源部分，因此这里的实现就是高通基线的实现，具备一定的权威性；
利：

与高通基线一致；
支持各种定制化参数传递；

弊：

需要移植的文件比较分散，且依赖关系不明显，需要仔细梳理；
与kernel一同定义的，还有其他一些高通基线的其他分区编译规则，需要识别并摘除；（毕竟我们没有对应的源码，没法编译出诸如bootloader等产物）；
编译没有覆盖PATH变量，依赖当前shell环境下的编译工具链（例如clang），若版本较低，则完成CONFIG_LTO_CLANG=y的内核编译；

LineageOS

LineageOS本质上也是AOSP + 设备闭源部分二进制文件 + 内核源码编译，与我们情况很相似，具备较高参考价值；
利：

移植较为简单，规则稳定、成熟；

弊：

目前来看不支持kernel module的编译（即编译出ko文件）

后记

到此为止，从源码编译boot.img的目标也算达成了，如无意外，后续将不再讨论此问题;

事实上，我也尝试过参考CodeAurora与LineageOS的实现，以为可以“抄作业”。但实际操作过程中，我发现，在不充分理解其编译规则编写背后的逻辑的前提下，要从别人完整的框架中甄别出自己需要的，并将其不多不少地精确剪切出来，恰如其分地移植到自己平台与之对应的位置，其难度并不比自己从头实现一遍来得快；

相反，由于自己这样从头操作一遍，不仅可以达到同样的效果，也可以加深自己对编译框架、规则编写等方面的认识，踩一些坑，积累一些相关经验；

若读者在操作过程中遇到任何问题，或者有什么疑问，可以添加评论，或留言讨论各位遇到的问题，我会在看到之后第一时间回复；