嘗試 Android 開發

本教學課程可讓您首次嘗試開發 Android 作業系統。

設定 Android 開發環境

下載及建構 Android 來源的 android-latest-release 資訊清單分支版本前,請先確認硬體符合必要需求,並正確安裝必要軟體。您也應熟悉下列詞彙:

Git
Git 是免費的開放原始碼分散式版本控制系統。Android 會使用 Git 進行分支、提交、差異和編輯等本機作業。如需 Git 學習資源,請參閱 Git 說明文件
Repo
Repo 是 Git 的 Python 包裝函式,可簡化跨多個 Git 存放區的複雜作業。Repo 並不會取代所有版本控制作業的 Git,只會簡化複雜的 Git 作業。Repo 會使用資訊清單檔案,將 Git 專案匯總到 Android 超級專案中。
資訊清單檔案
資訊清單檔案是 XML 檔案,用於指定 Android 來源中的各種 Git 專案在 AOSP 來源樹狀結構中的位置。

Meet 設備需求

開發工作站應符合或超過下列硬體需求:

  • 64 位元 x86 系統。

  • 至少 400 GB 的可用磁碟空間,用於簽出及建構程式碼 (簽出需要 250 GB,建構需要 150 GB)。

  • 至少 64 GB 的 RAM。Google 使用 72 核心的機器 (64 GB RAM) 建構 Android。使用這項硬體設定,完整建構 Android 大約需要 40 分鐘,累加建構 Android 則只需要幾分鐘。相較之下,使用 6 核心電腦和 64 GB RAM 進行完整建構,大約需要 6 小時。

符合作業系統需求

開發工作站必須執行任何 64 位元 Linux 發行版,並搭載 GNU C 程式庫 (glibc) 2.17 以上版本。

安裝必要套件

如要安裝 Ubuntu 18.04 以上版本所需的套件,請執行下列指令:

sudo apt-get install git-core gnupg flex bison build-essential zip curl zlib1g-dev libc6-dev-i386 x11proto-core-dev libx11-dev lib32z1-dev libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip fontconfig

安裝必要軟體

您必須先安裝 OpenJDK、Make、Python 3 和 Repo,才能使用 AOSP。Android 最新發布分支版本隨附預先建構的 OpenJDK、Make 和 Python 3 版本,因此不需要額外的安裝步驟。下一節說明如何安裝 Repo。

安裝 Repo

請按照下列步驟安裝 Repo:

  1. 下載目前的套件資訊:

    sudo apt-get update
  2. 執行下列指令來安裝 Repo 啟動器:

    sudo apt-get install repo

    Repo 啟動器提供 Python 指令碼,可初始化結帳程序並下載完整的 Repo 工具。

    如果成功,請跳到步驟 4。

  3. (選用) 使用下列一連串指令手動安裝 Repo:

    export REPO=$(mktemp /tmp/repo.XXXXXXXXX)
    curl -o ${REPO} https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo
    gpg --recv-keys 8BB9AD793E8E6153AF0F9A4416530D5E920F5C65
    curl -s https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo.asc | gpg --verify - ${REPO} && install -m 755 ${REPO} ~/bin/repo

    前三個指令會設定臨時檔案、將 Repo 下載至檔案,並確認提供的金鑰符合必要金鑰。如果這些指令成功執行,最後一個指令就會安裝 Repo 啟動器。

  4. 確認 Repo 啟動器版本:

    repo version

    輸出內容應指出 2.4 以上版本,例如:

    repo launcher version 2.45

下載 Android 來源

Android 原始碼位於 Google 代管的 Git 存放區集合中。每個 Git 存放區都包含 Android 來源的完整記錄,包括來源的變更內容和變更時間。如要下載 Android 原始碼,請按照下列步驟操作:

  1. 前往主目錄:

    cd ~
  2. 在其中建立本機工作子目錄:

    mkdir aosp
  3. 前往目錄:

    cd aosp
  4. 初始化 Android 開放原始碼計畫存放區原始碼的最新發布分支版本 (android-latest-release):

    repo init --partial-clone -b android-latest-release -u https://android.googlesource.com/platform/manifest
  5. 輸入或接受 Git 憑證 (名稱、電子郵件地址)。

  6. 同步處理原始碼:

    repo sync -c -j8

    如果在下載期間遇到任何問題,請參閱「排解及修正同步問題」。

建構程式碼

如要建構程式碼:

  1. 在工作目錄中,找出 envsetup.sh 指令碼,設定建構環境:

    source build/envsetup.sh
  2. 使用 lunch 指令指定要建構的目標裝置類型。目標是裝置排列方式,例如特定型號或外型規格。指定這個目標:

    lunch aosp_cf_x86_64_only_phone-aosp_current-userdebug

    您應該會看到目標和建構環境的摘要:

    ============================================
    PLATFORM_VERSION_CODENAME=Baklava
    PLATFORM_VERSION=Baklava
    TARGET_PRODUCT=aosp_cf_x86_64_only_phone
    TARGET_BUILD_VARIANT=userdebug
    TARGET_ARCH=x86_64
    TARGET_ARCH_VARIANT=silvermont
    HOST_OS=linux
    HOST_OS_EXTRA=Linux-6.10.11-1rodete2-amd64-x86_64-Debian-GNU/Linux-rodete
    HOST_CROSS_OS=windows
    BUILD_ID=BP1A.250305.020
    OUT_DIR=out
    ============================================
    
  3. 建構目標:

    m

第一個版本預計需要數小時才能建構完成。後續建構作業所需時間會大幅減少。建構作業的輸出內容會顯示在 $OUT_DIR 中。

啟動 Cuttlefish

Cuttlefish 是用來測試建構版本的 Android 模擬器。

  1. 執行下列指令,下載、建構及安裝主機 Debian 套件:

    sudo apt install -y git devscripts equivs config-package-dev debhelper-compat golang curl
    git clone https://github.com/google/android-cuttlefish
    cd android-cuttlefish
    for dir in base frontend; do
    pushd $dir
    # Install build dependencies
    sudo mk-build-deps -i
    dpkg-buildpackage -uc -us
    popd
    done
    sudo dpkg -i ./cuttlefish-base_*_*64.deb || sudo apt-get install -f
    sudo dpkg -i ./cuttlefish-user_*_*64.deb || sudo apt-get install -f
    sudo usermod -aG kvm,cvdnetwork,render $USER
    sudo reboot

    重新啟動會觸發安裝其他核心模組,並套用 udev 規則。

  2. 啟動 Cuttlefish:

    launch_cvd --daemon
    
  3. 在網路瀏覽器中前往 https://localhost:8443,連線至 Cuttlefish 裝置。系統會顯示虛擬 Android 裝置。

進行變更

請按照這個變更清單更新原始碼。

  1. 從結帳的根目錄 (aosp/ 目錄) 前往 frameworks/native Git 專案:

    cd frameworks/native
  2. 使用下列指令啟動臨時專案:

    repo start <some-name> .
  3. 使用編輯器在下列位置編輯 SurfaceFlinger.cpp

    aosp/frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp
    
  4. 尋找以下這行程式碼:

    void SurfaceFlinger::updateColorMatrixLocked() {
    
  5. updateColorMatrixLocked() 的開頭新增這一行:

    mClientColorMatrix = mat4(vec4{1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f}, vec4{0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f},
                             vec4{0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f}, vec4{0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f});
    
  6. 建構程式碼:

    m
  7. 更新裝置上的建構版本:

    adb root
    adb remount -R
    adb root
    adb sync
    adb reboot
  8. 確認所選裝置的顏色變化與圖 1 所示類似。

    成功變更顏色的範例

    圖 1. 成功變更顏色後的畫面外觀

修正測試

本程式碼研究室的這部分會使用來源樹狀結構中的範例測試,但該測試會失敗。

如要執行、偵錯及修正測試,請按照下列操作說明進行:

  1. 執行:

    atest DevCodelabTest

    測試失敗。

  2. 檢查失敗測試的堆疊追蹤:

    STACKTRACE:
    java.lang.AssertionError
     at org.junit.Assert.fail(Assert.java:87)
     at org.junit.Assert.assertTrue(Assert.java:42)
     at org.junit.Assert.assertTrue(Assert.java:53)
     at android.test.example.devcodelab.DevCodelabTest.testHelloWorld(DevCodelabTest.java:29)

    堆疊追蹤的最後一行會顯示失敗的測試 (testHelloWorld)。這項測試位於名為 DevCodelabTest.java 的檔案中。

  3. 如要判斷要修正的測試位置,請在堆疊追蹤記錄的最後一行附加 WORKING_DIRECTORY/platform_testing/tests/example/devcodelab/src/,直到測試檔案名稱為止 (包括該名稱)。因此 android.test.example.devcodelab.DevCodelabTest 會變成 WORKING_DIRECTORY/platform_testing/tests/example/devcodelab/src/android/test/example/devcodelab/DevCodelabTest.java

  4. 編輯 platform_testing/tests/example/devcodelab/src/android/test/example/devcodelab/DevCodelabTest.java,並將 Assert.assertTrue(false) 替換為 Assert.assertTrue(true)

  5. 再次執行測試,確認問題是否已修正:

    atest DevCodelabTest

上傳程式碼以供審查

Repo 會將 git clone 等指令組合在一起,一次處理多個 Git 存放區 (或專案),簡化 Git 的使用方式。

如要對 Git 中的專案進行程式碼審查,請使用 Gerrit 網頁式程式碼審查系統。

  1. 假設您在 frameworks/native 專案中進行變更,請執行下列指令來上傳變更:

    cd frameworks/native
    repo start codelab .
    git add .
    git commit
  2. 輸入下列修訂版本訊息:

    Android codelab change
    Test: manual atest
    
  3. 上傳變更:

    repo upload

    如果成功,您會看到類似以下的訊息:

    Upload project frameworks/native/ to remote branch android16-release:
     branch codelab ( 1 commit, Wed Aug 7 09:32:33 2019 -0700):
            ff46b36d android codelab change
    to https://android-review.googlesource.com/ (y/N)? y
    remote: Processing changes: refs: 1, new: 1, done
    remote:
    remote: SUCCESS
    remote:
    remote:   https://android-review.googlesource.com/c/platform/frameworks/native/+/1098432 android codelab change [NEW]
    remote:
    To https://android-review.googlesource.com/platform/frameworks/native
    * [new branch]          codelab -> refs/for/android16-release
    

在 Gerrit 中查看變更

如要查看 Gerrit 中的變更,請前往終端機中的連結輸出內容。連結類似如下:

https://android-review.googlesource.com/c/platform/frameworks/native/+/1098432

還原變更

通常在測試後,經過審查和核准,您會在 Gerrit 中提交變更,並將其合併至存放區。在本程式碼研究室中,請改為還原您的工作:

  1. 在 Gerrit 中,按一下「Abandon」

  2. frameworks/native 專案目錄 (或其子目錄) 中,捨棄相關聯的臨時分支版本:

    repo abandon codelab .
  3. 還原您對測試檔案所做的變更。由於您未在測試變更中執行 repo startgit commitrepo upload,因此可以重設檔案本身。假設您位於 aosp/platform_testing directory,請使用下列指令重設檔案:

    git reset HEAD tests/example/devcodelab/src/android/test/example/devcodelab/DevCodelabTest.java
    git checkout .

Android 平台開發程式碼研究室到此結束。

取得說明

如果在進行本程式碼研究室時遇到錯誤,請使用任何頁面底部的問題追蹤工具連結回報錯誤。將問題傳送至 android-building 群組。

輸入 ps -A | grep crosvm,查看 crosvm 是否已在執行中。如果 crossvm 正在執行,請輸入 stop_cvd || truekill crosvm 程序,並提供程序 PID。