嘗試 Android 開發

本教學課程可讓您初次嘗試 Android 作業系統開發作業。

設定 Android 開發環境

下載及建構 Android 來源的 main 分支前，請確認硬體符合必要條件，且已正確安裝必要軟體。您也應熟悉下列術語：

Git
Git 是免費的開放原始碼分散式版本管控系統。Android 會使用 Git 執行本機作業，例如分支、修訂版本、差異比較和編輯。如需 Git 學習相關資訊，請參閱 Git 說明文件。
Repo
Repo 是 Git 的 Python 包裝函式，可簡化在多個 Git 存放區中執行複雜作業的程序。Repo 不會取代 Git 的所有版本控制作業，只會讓複雜的 Git 作業更容易完成。Repo 會使用資訊清單檔案，將 Git 專案匯入 Android 超級專案。
資訊清單檔案
資訊清單檔案是 XML 檔案，可指定 Android 來源中的各個 Git 專案在 AOSP 來源樹狀結構中的放置位置。

符合硬體需求

您的開發工作站應符合下列硬體需求，甚至超越這些要求：

  • 64 位元 x86 系統。

  • 至少要有 400 GB 的可用磁碟空間，才能檢出及建構程式碼 (檢出 250 GB + 建構 150 GB)。

  • 至少有 64 GB 的 RAM。Google 使用 72 核心機器和 64 GB RAM 建構 Android。在這個硬體設定下，完整版 Android 的建構作業大約需要 40 分鐘，而累加版 Android 的建構作業只需要幾分鐘。相較之下，如果使用 6 核心機器 (64 GB RAM) 進行完整建構作業，大約需要 6 小時。

符合作業系統需求

您的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 以上版本的必要套件，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 的 AOSP 主分支會隨附預先建構的 OpenJDK、Make 和 Python 3 版本，因此不需要額外的安裝步驟。下一個章節將說明如何安裝 Repo。

安裝存放區

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. 執行下列指令安裝 Repo 啟動器：

    sudo apt-get install repo

    Repo 啟動器會提供 Python 指令碼，用於初始化檢查作業並下載完整的 Repo 工具。

    如果成功，請跳至步驟 4。

  3. (選用) 使用下列一系列指令手動安裝 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

    前三個指令會設定暫存檔案、將 Repo 下載至檔案，並驗證提供的金鑰是否符合必要金鑰。如果這些指令執行成功，最後一個指令會安裝 Repo 啟動器。

  4. 確認 Repo 啟動器版本：

    repo version

    輸出內容應顯示 2.4 以上版本，例如：

    repo launcher version 2.45

下載 Android 原始碼

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。如何下載 Android 原始碼：

  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主分支版本 (預設)：

    repo init --partial-clone -b main -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

    如果在下載時遇到任何問題，請參閱排解及修正同步處理問題。

建構程式碼

如要建構程式碼，請按照下列步驟操作：

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

    source build/envsetup.sh

  2. 使用 lunch 指令指定要建構的目標裝置類型。目標是裝置變體，例如特定型號或板型規格。指定這個目標：

    lunch aosp_cf_x86_64_phone-trunk_staging-userdebug

    您應該會看到目標和建構環境的摘要：

    ============================================
PLATFORM_VERSION_CODENAME=VanillaIceCream
PLATFORM_VERSION=VanillaIceCream
PRODUCT_INCLUDE_TAGS=com.android.mainline
TARGET_PRODUCT=aosp_arm
TARGET_BUILD_VARIANT=eng
TARGET_ARCH=arm
TARGET_ARCH_VARIANT=armv7-a-neon
TARGET_CPU_VARIANT=generic
HOST_OS=linux
HOST_OS_EXTRA=Linux-6.5.13-1rodete2-amd64-x86_64-Debian-GNU/Linux-rodete
HOST_CROSS_OS=windows
BUILD_ID=AOSP.MAIN
OUT_DIR=out
============================================

  3. 建構目標：

    m

第一次建構作業可能需要花上好幾個小時。後續的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，即可連線至 Cuttlefish 裝置。系統會顯示虛擬 Android 裝置。

進行變更

根據這個範例變更清單更新原始碼。

  1. 從檢出的根目錄 (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. 使用編輯器編輯以下位置的 SurfaceFlinger.cpp：

    aosp/frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp

  4. 找到以下這行程式碼：

    void SurfaceFlinger::updateColorMatrixLocked() {

  5. 在 updateColorMatrixLocked() 開頭加入這一行：

    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. 更新裝置上的版本：

    adb root
adb remount -R
adb root
adb sync
adb reboot

  8. 確認所選裝置的顏色變更與圖 1 相似。

    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源樹中失敗的範例測試。

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記錄：

    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顯示失敗的測試 (testHelloWorld)。這個測試位於名為 DevCodelabTest.java 的檔案中。

  3. 如要判斷要修正的測試位置，請將 WORKING_DIRECTORY/platform_testing/tests/example/devcodelab/src/ 附加至堆疊追蹤記錄的最後一行，包括測試檔案名稱。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，確認問題已修正：

    atest DevCodelabTest

上傳程式碼以供審查

Repo 會將 git clone 等指令合併為一組，讓您一次在多個 Git 存放區 (或專案) 中執行，簡化 Git 使用方式。

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

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

    cd frameworks/native
repo start codelab .
git add .
git commit

  2. 請輸入以下修訂版本訊息：

    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 main:
 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/main

在 Gerrit 中查看變更

如要查看 Gerrit 中的變更，請在終端機中前往連結輸出內容。連結會類似以下內容：

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

還原變更

通常在測試後，並經過審查及核准程序，您會在 Gerrit 中提交變更，並將其合併至存放區。為了配合本程式碼研究室的目的，請改為還原您的工作：

  1. 在 Gerrit 中按一下「Abandon」。

  2. 在 frameworks/native 專案目錄 (或其子目錄) 中放棄相關的臨時分支版本：

    repo abandon codelab .

  3. 還原對測試檔案所做的變更。由於您並未針對測試變更執行 repo start、git commit 和 repo upload，因此可以重設檔案本身。假設您位於 aosp/platform_testing directory 中，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 .

這就是 Android 平台開發程式碼研究室的內容。

取得說明

如果您在本程式碼研究室中遇到錯誤，請使用任一頁面底部的「Issue Tracker」連結回報問題。將問題傳送至 android-building 群組。

輸入 ps -A | grep crosvm 即可查看 crosvm 是否已在執行。如果 crossvm 正在執行，請輸入具有程序 PID 的 stop_cvd || true 或 kill crosvm 程序。