android编译系统分析（三）make


http://blog.csdn.net/u011913612/article/details/52434411


这篇博客的目标是摸清楚默认编译整个Android系统时代码的流程。

当我们执行make的时候，会查找当前的Makefie文件或者makefile文件并且执行，在android顶级源码目录下面，确实有个Makefile,它之后一行内容：

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  1. ### DO NOT EDIT THIS FILE ###  
  2. include build/core/main.mk  
  3. ### DO NOT EDIT THIS FILE ###  
因此，正真执行的是build/core/main.mk

一.依赖浅析

当我们执行make命令的时候，如果没有传入一个目标，那么就会执行默认的目标。注意，我们在编译android系统的时候，只需要执行make就可以了，那么很显然它会执行默认的目标了，那么默认的目标是什么呢？

在build/core/main.mk中：

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  1. # This is the default target.  It must be the first declared target.  
  2. .PHONY: droid  
  3. DEFAULT_GOAL := droid  
  4. $(DEFAULT_GOAL):  

在main.mk开始不久，就出现了一个伪目标，即便你看不懂Makefile也没有关系，注释上说的很清楚了，他就是默认的目标了。而且这个默认的目标是一个伪目标。make工具遇到伪目标以后，会检查解析伪目标的依赖，如果伪目标存在依赖，就会检查这些依赖，如果这些依赖是伪目标，继续检查这个伪目标的依赖，如果不是伪目标，就会生成这个目标。

阅读一个Makefile,理清目标的依赖关系很重，下图列出了部分重要的以来关系：


在对依赖关系有个了解之后，我们开始顺着make的加载流程，看看它到底做了什么。

首先，我觉得很重要的就是加载特定产品的配置信息。

二.配置产品信息

首先，大致的流程如下图所示：


在product_config.mk中：

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  1. ifneq ($(strip $(TARGET_BUILD_APPS)),)  
  2. # An unbundled app build needs only the core product makefiles.  
  3. all_product_configs := $(call get-product-makefiles,\  
  4.     $(SRC_TARGET_DIR)/product/AndroidProducts.mk)  
  5. else  
  6. # Read in all of the product definitions specified by the AndroidProducts.mk  
  7. # files in the tree.  
  8. all_product_configs := $(get-all-product-makefiles)  
  9. endif  

1.AndoridProducts.mk

使用get-all-product-makefiles获取所有的AndoridProducts.mk文件：
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  1. define get-all-product-makefiles  
  2. $(call get-product-makefiles,$(_find-android-products-files))  
  3. endef  
调用_find-android-products-files获取所有的AndroidProducts.mk，然后交由get-product-makefiles函数处理。
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  1. define _find-android-products-files  
  2. $(shell test -d device && find device -maxdepth 6 -name AndroidProducts.mk) \  
  3.   $(shell test -d vendor && find vendor -maxdepth 6 -name AndroidProducts.mk) \  
  4.   $(SRC_TARGET_DIR)/product/AndroidProducts.mk  
  5. endef  
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  1. define get-product-makefiles  
  2. $(sort \  
  3.   $(foreach f,$(1), \  
  4.     $(eval PRODUCT_MAKEFILES :=) \  
  5.     $(eval LOCAL_DIR := $(patsubst %/,%,$(dir $(f)))) \  
  6.     $(eval include $(f)) \  
  7.     $(PRODUCT_MAKEFILES) \  
  8.    ) \  
  9.   $(eval PRODUCT_MAKEFILES :=) \  
  10.   $(eval LOCAL_DIR :=) \  
  11.  )  
  12. endef  
可以看到最终处理的结果是加载了AndroidProducts.mk， 返回了一个排好顺序的PRODUCT_MAKEFILES。

这里把所有的AndroidProducts.mk都加载进来了，但是我们只需要我们产品的配置信息呀，所以接着做一个查找，找到属于我们产品的AndroidProducts.mk:

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  1. # Find the product config makefile for the current product.  
  2. # all_product_configs consists items like:  
  3. # <product_name>:<path_to_the_product_makefile>  
  4. # or just <path_to_the_product_makefile> in case the product name is the  
  5. # same as the base filename of the product config makefile.  
  6. current_product_makefile :=  
  7. all_product_makefiles :=  
  8. $(foreach f, $(all_product_configs),\  
  9.     $(eval _cpm_words := $(subst :,$(space),$(f)))\  
  10.     $(eval _cpm_word1 := $(word 1,$(_cpm_words)))\  
  11.     $(eval _cpm_word2 := $(word 2,$(_cpm_words)))\  
  12.     $(if $(_cpm_word2),\  
  13.         $(eval all_product_makefiles += $(_cpm_word2))\  
  14.         $(if $(filter $(TARGET_PRODUCT),$(_cpm_word1)),\  
  15.             $(eval current_product_makefile += $(_cpm_word2)),),\  
  16.         $(eval all_product_makefiles += $(f))\  
  17.         $(if $(filter $(TARGET_PRODUCT),$(basename $(notdir $(f)))),\  
  18.             $(eval current_product_makefile += $(f)),)))  
  19. _cpm_words :=  
  20. _cpm_word1 :=  
  21. _cpm_word2 :=  
  22. current_product_makefile := $(strip $(current_product_makefile))  
  23. all_product_makefiles := $(strip $(all_product_makefiles))  

2.current_product_makefile

最终找到的结果存储在current_product_makefile中。关于它的值，这里举例说明：

加入我们在lunch的时候选择了 5：

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  1. 1. aosp_arm-eng  
  2. 2. aosp_arm64-eng  
  3. 3. aosp_mips-eng  
  4. 4. aosp_mips64-eng  
  5. 5. aosp_x86-eng  
  6. 6. aosp_x86_64-eng  
那么经过以上查找current_product_makefile就等于device/generic/x86/mini_x86.mk

3.加载产品配置文件

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  1. ifneq (,$(filter product-graph dump-products, $(MAKECMDGOALS)))  
  2. # Import all product makefiles.  
  3. $(call import-products, $(all_product_makefiles))  
  4. else  
  5. # Import just the current product.  
  6. ifndef current_product_makefile  
  7. $(error Can not locate config makefile for product "$(TARGET_PRODUCT)")  
  8. endif  
  9. ifneq (1,$(words $(current_product_makefile)))  
  10. $(error Product "$(TARGET_PRODUCT)" ambiguous: matches $(current_product_makefile))  
  11. endif  
  12. $(call import-products, $(current_product_makefile))  
  13. endif  # Import all or just the current product makefile  
  14.   
  15. # Sanity check  
  16. $(check-all-products)  
在import-products中导入产品的配置信息，这里就是device/generic/x86/mini_x86.mk。

4然后获取TARGET_DEVICE的值：

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  1. # Find the device that this product maps to.  
  2. TARGET_DEVICE := $(PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_DEVICE)  
此时，TARGET_DEVICE = mini_x86.mk；

5获取要拷贝的文件

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  1. # A list of words like <source path>:<destination path>[:<owner>].  
  2. # The file at the source path should be copied to the destination path  
  3. # when building  this product.  <destination path> is relative to  
  4. # $(PRODUCT_OUT), so it should look like, e.g., "system/etc/file.xml".  
  5. # The rules for these copy steps are defined in build/core/Makefile.  
  6. # The optional :<owner> is used to indicate the owner of a vendor file.  
  7. PRODUCT_COPY_FILES := \  
  8.     $(strip $(PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_COPY_FILES))  

这个变量也很重要，它存储了需要拷贝的文件。格式为 <source path>:<destination path>，在build/core/Makefile一开始就会先拷贝这个变量指定的文件。

6.加载BoardConfig.mk

又回到envsetup.mk中：

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  1. # Boards may be defined under $(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)  
  2. # or under vendor/*/$(TARGET_DEVICE).  Search in both places, but  
  3. # make sure only one exists.  
  4. # Real boards should always be associated with an OEM vendor.  
  5. board_config_mk := \  
  6.     $(strip $(wildcard \  
  7.         $(SRC_TARGET_DIR)/board/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk \  
  8.         $(shell test -d device && find device -maxdepth 4 -path '*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk') \  
  9.         $(shell test -d vendor && find vendor -maxdepth 4 -path '*/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk') \  
  10.     ))  
  11. ifeq ($(board_config_mk),)  
  12.   $(error No config file found for TARGET_DEVICE $(TARGET_DEVICE))  
  13. endif  
  14. ifneq ($(words $(board_config_mk)),1)  
  15.   $(error Multiple board config files for TARGET_DEVICE $(TARGET_DEVICE): $(board_config_mk))  
  16. endif  
  17. include $(board_config_mk)  
  18. ifeq ($(TARGET_ARCH),)  
  19.   $(error TARGET_ARCH not defined by board config: $(board_config_mk))  
  20. endif  

BoardConfig.mk中配置了重要的板级信息，比如cpu架构等。

至此，配置一个产品所需的AndroidProducts.mk,具体产品的配置文件，比如这里的mini_x86.mk以及BoardConfig.mk都加载进来了。


三.加载所有模块

加载完单板信息，make又回到main.mk中，不就就发现了ONE_SHOT_MAKEFILE变量的判断：

1ONE_SHOT_MAKEFILE

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  1. ifneq ($(ONE_SHOT_MAKEFILE),)  
  2. # We've probably been invoked by the "mm" shell function  
  3. # with a subdirectory's makefile.  
  4. include $(ONE_SHOT_MAKEFILE)  
  5. # Change CUSTOM_MODULES to include only modules that were  
  6. # defined by this makefile; this will install all of those  
  7. # modules as a side-effect.  Do this after including ONE_SHOT_MAKEFILE  
  8. # so that the modules will be installed in the same place they  
  9. # would have been with a normal make.  
  10. CUSTOM_MODULES := $(sort $(call get-tagged-modules,$(ALL_MODULE_TAGS)))  
  11. FULL_BUILD :=  
  12. # Stub out the notice targets, which probably aren't defined  
  13. # when using ONE_SHOT_MAKEFILE.  
  14. NOTICE-HOST-%: ;  
  15. NOTICE-TARGET-%: ;  
  16.   
  17. # A helper goal printing out install paths  
  18. .PHONY: GET-INSTALL-PATH  
  19. GET-INSTALL-PATH:  
  20.     @$(foreach m, $(ALL_MODULES), $(if $(ALL_MODULES.$(m).INSTALLED), \  
  21.         echo 'INSTALL-PATH: $(m) $(ALL_MODULES.$(m).INSTALLED)';))  
  22.   
  23. else # ONE_SHOT_MAKEFILE  
  24.   
  25. ifneq ($(dont_bother),true)  
  26. #  
  27. # Include all of the makefiles in the system  
  28. #  
  29.   
  30. # Can't use first-makefiles-under here because  
  31. # --mindepth=2 makes the prunes not work.  
  32. subdir_makefiles := \  
  33.     $(shell build/tools/findleaves.py --prune=$(OUT_DIR) --prune=.repo --prune=.git $(subdirs) Android.mk)  
  34.   
  35. $(foreach mk, $(subdir_makefiles), $(info including $(mk) ...)$(eval include $(mk)))  
  36.   
  37. endif # dont_bother  
  38.   
  39. endif # ONE_SHOT_MAKEFILE  
如果这个变量定义了，那么，就是编译一个模块，在上一篇博客中已将分析过了，如果没有定义，就说明是编译整个系统。 
MAKECMDGOALS是make的一个环境变量，当我们执行make的时候并没有设置它，因此它为空。所以dont_bother不等于true,因此，就会加载所有的Android.mk.这里使用
一个python脚本查找系统中所有的Android.mk，然后Include进来。
四 收集所有要安装的模块
在main.mk中继续往下看：

3.1FULL_BUILD

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  1. ifdef FULL_BUILD  
  2.   # The base list of modules to build for this product is specified  
  3.   # by the appropriate product definition file, which was included  
  4.   # by product_config.mk.  
  5.   product_MODULES := $(PRODUCTS.$(INTERNAL_PRODUCT).PRODUCT_PACKAGES)  
  6.   # Filter out the overridden packages before doing expansion  
  7.   product_MODULES := $(filter-out $(foreach p, $(product_MODULES), \  
  8.       $(PACKAGES.$(p).OVERRIDES)), $(product_MODULES))  
  9.   
  10.   # Resolve the :32 :64 module name  
  11.   modules_32 := $(patsubst %:32,%,$(filter %:32, $(product_MODULES)))  
  12.   modules_64 := $(patsubst %:64,%,$(filter %:64, $(product_MODULES)))  
  13.   modules_rest := $(filter-out %:32 %:64,$(product_MODULES))  
  14.   # Note for 32-bit product, $(modules_32) and $(modules_64) will be  
  15.   # added as their original module names.  
  16.   product_MODULES := $(call get-32-bit-modules-if-we-can, $(modules_32))  
  17.   product_MODULES += $(modules_64)  
  18.   # For the rest we add both  
  19.   product_MODULES += $(call get-32-bit-modules, $(modules_rest))  
  20.   product_MODULES += $(modules_rest)  
  21.   
  22.   $(call expand-required-modules,product_MODULES,$(product_MODULES))  
  23.   
  24.   product_FILES := $(call module-installed-files, $(product_MODULES))  
  25.   ifeq (0,1)  
  26.     $(info product_FILES for $(TARGET_DEVICE) ($(INTERNAL_PRODUCT)):)  
  27.     $(foreach p,$(product_FILES),$(info :   $(p)))  
  28.     $(error done)  
  29.   endif  
  30. else  
  31.   # We're not doing a full build, and are probably only including  
  32.   # a subset of the module makefiles.  Don't try to build any modules  
  33.   # requested by the product, because we probably won't have rules  
  34.   # to build them.  
  35.   product_FILES :=  
  36. endif  
在执行make的时候，FULL_BUILD：=true
product_MODULES是所有产品配置文件中添加的要打包进系统镜像中的模块，它只是一个名字，比如上篇博客分析过的screencap。
product_FILES获取对应模块的.INSTALLED的值。
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  1. define module-installed-files  
  2. $(foreach module,$(1),$(ALL_MODULES.$(module).INSTALLED))  
  3. endef  
在加载单个模块的时候，会给每一个模块生成另外两个值：
$(ALL_MODULES.$(target)).BUILT
$(ALL_MODULES.$(target)).INSTALLED
它们在base_rule.mk中生成：
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  1. ALL_MODULES.$(my_register_name).BUILT := \  
  2.     $(ALL_MODULES.$(my_register_name).BUILT) $(LOCAL_BUILT_MODULE)  
  3. ifneq (true,$(LOCAL_UNINSTALLABLE_MODULE))  
  4. ALL_MODULES.$(my_register_name).INSTALLED := \  
  5.     $(strip $(ALL_MODULES.$(my_register_name).INSTALLED) $(LOCAL_INSTALLED_MODULE))  
  6. ALL_MODULES.$(my_register_name).BUILT_INSTALLED := \  
  7.     $(strip $(ALL_MODULES.$(my_register_name).BUILT_INSTALLED) $(LOCAL_BUILT_MODULE):$(LOCAL_INSTALLED_MODULE))  
  8. endif  


$(ALL_MODULES.$(target)).BUILT代表的一般是out/target/product/xxx/obj下编译生成的模块。
$(ALL_MODULES.$(target)).INSTALLED代表的是out/target/product/xxx/system下生成的模块。
3.2 全部安装模块
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  1. modules_to_install := $(sort \  
  2.     $(ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES) \  
  3.     $(product_FILES) \  
  4.     $(foreach tag,$(tags_to_install),$($(tag)_MODULES)) \  
  5.     $(CUSTOM_MODULES) \  
  6.   )  


ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES是系统默认要安装的模块，product_FILES是特定产品附加的要安装的模块，foreach找到的是特定
TAG的模块，以及加上CUSTOM_MODULES,这样modules_to_install就是全部的要安装的模块了。

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  1. ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES := $(modules_to_install)  
  2. include $(BUILD_SYSTEM)/Makefile  

然后把modules_to_install的值全部赋给ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES,接着加载build/core/Makefile。这个Makefile会使用
ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES变量最终生成所有的镜像文件。生成镜像文件的过程放在下一节讨论。





四.编译所有模块


依赖关系我们在一开始就做了简单的梳理，现在开始分析编译所有模块的依赖关系。


从droid目标定义的地方来看，没有看到它的依赖，但我们向下搜索，就会发现：






[plain] 
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  1. .PHONY: apps_only  
  2. apps_only: $(unbundled_build_modules)  
  3.   
  4. droid: apps_only  






[plain] 
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  1. # Building a full system-- the default is to build droidcore  
  2. droid: droidcore dist_files  


我们会发现它有出现了两个依赖，那它到底依赖哪一个呢？


droid依赖哪一个取决于ifneq ($(TARGET_BUILD_APPS),)是否成立,也就是有没有给TARGET_BUILD_APPS赋值过，源码如下：






[plain] 
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  1. ifneq ($(TARGET_BUILD_APPS),)  
  2.   # If this build is just for apps, only build apps and not the full system by default.  
  3.   
  4.   unbundled_build_modules :=  
  5.   ifneq ($(filter all,$(TARGET_BUILD_APPS)),)  
  6.     # If they used the magic goal "all" then build all apps in the source tree.  
  7.     unbundled_build_modules := $(foreach m,$(sort $(ALL_MODULES)),$(if $(filter APPS,$(ALL_MODULES.$(m).CLASS)),$(m)))  
  8.   else  
  9.     unbundled_build_modules := $(TARGET_BUILD_APPS)  
  10.   endif  
  11.   
  12. ...  
  13.   
  14. .PHONY: apps_only  
  15. apps_only: $(unbundled_build_modules)  
  16.   
  17. droid: apps_only  
  18.   
  19. else # TARGET_BUILD_APPS  
  20.   $(call dist-for-goals, droidcore, \  
  21.     $(INTERNAL_UPDATE_PACKAGE_TARGET) \  
  22.     $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET) \  
  23.     $(BUILT_OTATOOLS_PACKAGE) \  
  24.     $(SYMBOLS_ZIP) \  
  25.     $(INSTALLED_FILES_FILE) \  
  26.     $(INSTALLED_BUILD_PROP_TARGET) \  
  27.     $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) \  
  28.     $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) \  
  29.     $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET) \  
  30.    )  
  31. # Building a full system-- the default is to build droidcore  
  32. droid: droidcore dist_files  
  33.   
  34. endif # TARGET_BUILD_APPS  



我们期望的是整个系统的编译，所以，droid依赖的是droidcore 和 dist_files

4.1droidcore的定义：






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  1. # Build files and then package it into the rom formats  
  2. .PHONY: droidcore  
  3. droidcore: files \  
  4.     systemimage \  
  5.     $(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) \  
  6.     $(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET) \  
  7.     $(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET) \  
  8.     $(INSTALLED_CACHEIMAGE_TARGET) \  
  9.     $(INSTALLED_VENDORIMAGE_TARGET) \  
  10.     $(INSTALLED_FILES_FILE)  


可以droidcore又是一个伪目标，它又依赖于files 等一系列目标，从名字来看，这些目标应该是systemimage,userdataimage,recoryimage等，也就是说，droidcore的最终目的就是生成system.img,userdata.img等系统镜像文件。


看到变量的定义就明白了：


1.boot.img:


INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/boot.img


2.recovery.img:


INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/recovery.img


3.userdata.img:


INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET := $(BUILT_USERDATAIMAGE_TARGET)


  --->BUILT_USERDATAIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/userdata.img


4.cache.img


INSTALLED_CACHEIMAGE_TARGET := $(BUILT_CACHEIMAGE_TARGET)


 --->BUILT_CACHEIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/cache.img


5.vendor.img


INSTALLED_VENDORIMAGE_TARGET := $(BUILT_VENDORIMAGE_TARGET)


BUILT_VENDORIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/vendor.img


因此，droidcore的最终目的就是生成这些.Img文件。


dist_files的定义：






[plain] 
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  1. # dist_files only for putting your library into the dist directory with a full build.  
  2. .PHONY: dist_files  

从定义来看，dist_files也是个伪目标，并且它没有任何依赖，作用是完整编译系统的时候拷贝库文件。




4.2.files


它的第一个目标是files:






[plain] 
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  1. # All the droid stuff, in directories  
  2. .PHONY: files  
  3. files: prebuilt \  
  4.         $(modules_to_install) \  
  5.         $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET)、  


1.1files又依赖了三个目标，第一个是prebuilt:






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  1. # -------------------------------------------------------------------  
  2. # This is used to to get the ordering right, you can also use these,  
  3. # but they're considered undocumented, so don't complain if their  
  4. # behavior changes.  
  5. .PHONY: prebuilt  
  6. prebuilt: $(ALL_PREBUILT）  


prebuilt又是一个伪目标，它又依赖于ALL_PREBUILT变量指向的目标，ALL_PREBUILT是一些预编译模块：






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  1. Android.mk (makefile\frameworks\base\cmds\bmgr):ALL_PREBUILT += $(TARGET_OUT)/bin/bmgr  
  2. Android.mk (makefile\frameworks\base\cmds\ime):ALL_PREBUILT += $(TARGET_OUT)/bin/ime  
  3. Android.mk (makefile\frameworks\base\cmds\input):ALL_PREBUILT += $(TARGET_OUT)/bin/input  
  4. Android.mk (makefile\frameworks\base\cmds\pm):ALL_PREBUILT += $(TARGET_OUT)/bin/pm  
  5. Android.mk (makefile\frameworks\base\cmds\svc):ALL_PREBUILT += $(TARGET_OUT)/bin/svc  





4.3modules_to_install 


modules_to_install := $(sort \

    $(ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES) \

    $(product_FILES) \

    $(foreach tag,$(tags_to_install),$($(tag)_MODULES)) \

    $(CUSTOM_MODULES) \

  )


这个变量之前已经分析过，它包含所有的要安装的模块，make会为这个目标生成依赖关系链，也就是会给其中的每一个模块生成依赖关系链，然后编译每一个模块，这个过程在上一节中已经说过了。

至此，所有应该编译的模块都已经被编译，剩下的就是打包镜像文件了。这将在下一节讨论。





                                    





            

            
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2016-10-31 15:29 
张同光 
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