深入浅出 - Android系统移植与平台开发（十一）- Android系统的定制

4.3定制Android平台系统

通常产品厂商在拿到Android源码后会在Android源码基础上进行定制修改，以匹配适应自己的产品，从本节开始，我们从最原始的Android源码系统里一步一步定制出自己的Android系统。本节主要内容包含：根据Android源码，添加新产品编译项，定制系统启动界面和文字，定制系统启动动画和声音，定制系统桌面。

4.3.1 添加新产品编译项

Android系统的源代码是一个逻辑结构非常独立工程，在一套Android源码中可以编译出多个产品映像，在需要编译某一个产品系统时，只要通过lunch命令选择产品编译项即可。本节我们介绍如何在Android源码中创建新产品编译项并定制编译出该产品系统。

在创建新产品编译项时，要先了解下面几个概念：

Ø 目标产品：具体指某个最终用户买到的Android设备，如：iPhone5，乐PhoneS2，小米手机等。

Ø 产品系列：开发手机的团队通常由同一团队打造，在研发出一款产品后，往往要继续在其基础上研发出新产品，新产品往往是在老产品的硬件或软件基础上做一些升级，这些产品们就是一个产品系列。比如：联想的乐Phone系列手机包含：乐PhoneS1和乐PhoneS2，他们同属于一个系列。

Ø 目标设备：目标设备可以理解为手机主板，它是指手机设备硬件配置信息的集合体，每个手机产品都有设备硬件配置，一个设备硬件配置可能被不同产品使用，同一手机有高配置版本和低配置版本，如乐PhoneS2有512M RAM、8G Flash容量版本和1G RAM 、16G Flash容量版本。

在Android编译系统中，每个编译项编译出一个产品系统，每个目标产品都对应一个目标设备，一个产品系列包含多个不同的产品，一个目标设备可能被多个产品配置使用。

由前面描述可知，同一系列的新老产品之间可以存在“继承关系”，新产品是老产品的“子产品”，老产品是新产品的“父产品”，子产品可以复用父产品的特性，还可以重写、扩展父产品。如：老产品不支持NFC近距离通信技术，新产品支持NFC技术。同样，设备主板间也存在“继承关系”。

 

图x-x 产品、设备与编译项关系图

 

如图x-x所示，某一产品系列包含3个产品，2个目标设备，其中产品2继承了产品1，产品2 使用了设备2，它是基于产品1所使用的设备1的升级。产品3使用了和产品2一样的设备2，他们硬件配置一样，但是却不是同一产品，3个不同产品都对应一个产品编译项。

在Android编译系统中，产品编译项相关配置文件都在device/<厂商名>/目录下。厂商的产品列表由AndroidProducts.mk文件定义，目标产品信息由<产品名>.mk定义，目标设备信息由BoardConfig.mk和AndroidBoard.mk定义。创建新产品的编译项就是创建上述几个mk文件的过程。

1.      创建厂商目录

不同的手机厂商对应device/下不同目录，在厂商目录下放置该厂商的产品相关信息，我们厂商名定义为mycompany。

$ cd ~/android/android_source

$ mkdir device/mycompany

2.      在厂商目录下创建设备目录

定义设备名为myphone。

$ mkdir device/mycompany/myphone

3.      添加新产品编译项配置文件，该配置文件在执行source build/envsetup.sh时，被加载执行

$ vim device/mycompany/myphone/vendorsetup.sh

在vendorsetup.sh文件时添加下面一条命令，用于向编译系统添加编译项，新添加的产品名为：myproduct，编译类型为eng。

add_lunch_combo myproduct-eng

注：add_lunch_combo命令是build/envsetup.sh脚本中定义的函数，表示将一个新产品编译项添加到lunch菜单里。

4.      创建产品列表配置文件AndroidProducts.mk

AndroidProducts.mk文件用于定义当前厂商所拥有的所有产品列表，每个产品都对应一个配置文件：

$ vimdevice/mycompany/myphone/AndroidProducts.mk

在产品列表配置文件中添加如下内容：

PRODUCT_MAKEFILES := \

   $(LOCAL_DIR)/full_product.mk

注：PRODUCT_MAKEFILES变量用于保存所有产品配置信息列表，$(LOCAL_DIR)表示当前目录，full_product.mk表示某一款产品的配置文件。

5.      配置full_product.mk文件，定义产品的配置信息，添加如下内容：

include build/target/product/languages_full.mk

include build/target/product/full.mk

 

# Discard inherited values and use our owninstead.

PRODUCT_NAME := myproduct

PRODUCT_DEVICE := myphone

产品配置也可以和Java中的类一样被继承，通过inclulde命令可以将指定的文件包含进来，然后在后面可以对里面的内容进行重写。一般而言不同的产品产品名和设备名都不一样，在full_product.mk中对继承的full.mk中的产品名和设备名进行重写：PRODUCT_NAME为myproduct，PRODUCT_DEVICE为myphone。

在full_product.mk文件中继承的languages_full.mk内容如下：

@build/target/product/languages_full.mk

PRODUCT_LOCALES := en_US fr_FR it_IT es_ES de_DEnl_NL cs_CZ pl_PL ja_JP zh_TW zh_CN ru_RU ko_KR nb_NO es_US da_DK el_GR tr_TRpt_PT pt_BR rm_CH sv_SE bg_BG ca_ES en_GB fi_FI hr_HR hu_HU in_ID iw_IL lt_LTlv_LV ro_RO sk_SK sl_SI sr_RS uk_UA vi_VN tl_PH

该配置文件里表示的是当前产品系统里默认支持的本地语言，由上述配置信息可知，它基本包含了Android所支持的所有语言包。

@build/target/product/full.mk

PRODUCT_PACKAGES := \

   OpenWnn \

   PinyinIME \

    VoiceDialer\

   libWnnEngDic \

   libWnnJpnDic \

   libwnndict

 

# Additional settings used in all AOSP builds

PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES := \

   keyguard.no_require_sim=true \

   ro.com.android.dateformat=MM-dd-yyyy \

   ro.com.android.dataroaming=true \

   ro.ril.hsxpa=1 \

   ro.ril.gprsclass=10

 

PRODUCT_COPY_FILES := \

   development/data/etc/apns-conf.xml:system/etc/apns-conf.xml \

   development/data/etc/vold.conf:system/etc/vold.conf

 

# Pick up some sounds - stick with the shortlist to save space

# on smaller devices.

$(call inherit-product,frameworks/base/data/sounds/OriginalAudio.mk)

 

# Get the TTS language packs

$(call inherit-product-if-exists,external/svox/pico/lang/all_pico_languages.mk)

 

# Get a list of languages. We use the small listto save space

# on smaller devices.

$(call inherit-product,build/target/product/languages_small.mk)

 

$(call inherit-product,build/target/product/generic.mk)

 

# Overrides

PRODUCT_NAME := full

PRODUCT_BRAND := generic

PRODUCT_DEVICE := generic

PRODUCT_MODEL := Full Android

继承的full.mk文件内容比较多，我们将主要的一些变量列出如表x-x所示。

变量名	作用	使用方式
PRODUCT_PACKAGES	系统预置的模块列表，不仅仅只是Android应用程序，还可以包含库，可执行程序等	直接将系统中要安装的模块名以空格隔开列出
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES	系统设置的属性值	将所有预设的属性以空格隔开列出，属性格式为：key-value
PRODUCT_COPY_FILES	要拷贝的文件	将文件列表拷贝到文件系统中，文件格式为：源文件：目标文件
PRODUCT_NAME	产品名	该产品名要和编译项中产品名一致
PRODUCT_BRAND	产品品牌
PRODUCT_DEVICE	产品对应的设备名	该名字要和产品设备主板配置文件（BoardConfig.mk）所在目录名一致
PRODUCT_MODEL

总结：我们自己定义的full_product产品继承了build/target/product/目录下的full.mk和languages_full.mk，full.mk文件是Android系统定义的一个“通用产品”，languages_full.mk文件是全部语言包配置文件，这样，自己的产品full_product就具有了通用产品的特点并且支持全部语言包。

6.      定义目标产品对应的设备配置文件AndroidBoard.mk和BoardConfig.mk

同样的道理，我们可以继承使用通用设备配置文件：build/target/board/generic/目录下的AndroidBoard.mk和BoardConfig.mk文件。

Ø 创建AndroidBoard.mk和BoardConfig.mk文件

$ touch AndroidBoard.mk BoardConfig.mk

Ø 添加AndoridBoard.mk的内容如下：

@ device/mycompany/myphone/AndroidBoard.mk

include build/target/board/generic/AndroidBoard.mk

“继承”的父AndroidBoard.mk，其内容：

@build/target/board/generic/AndroidBoard.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

 

file := $(TARGET_OUT_KEYLAYOUT)/tuttle2.kl           # Linux内核按键码布局文件

ALL_PREBUILT += $(file)

$(file) : $(LOCAL_PATH)/tuttle2.kl | $(ACP)

         $(transform-prebuilt-to-target)

 

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_SRC_FILES := tuttle2.kcm            # Android按键码映射文件

include $(BUILD_KEY_CHAR_MAP)

其实build/target/board/generic/AndroidBoard.mk文件里只是拷贝了按键映射文件和默认系统属性文件，我们可以将其内容直接拷贝到device/mycompany/myphone/AndroidBoard.mk中。

Ø 添加BoardConfig.mk的内容如下：

@ device/mycompany/myphone/BoardConfig.mk

includebuild/target/board/generic/BoardConfig.mk

“继承”的父BoardConfig.mk内容：

@build/target/board/generic/BoardConfig.mk

# config.mk

#

# Product-specific compile-time definitions.

#

 

# The generic product target doesn't have anyhardware-specific pieces.

TARGET_NO_BOOTLOADER := true                  # 当前设备是否没有Bootloader

TARGET_NO_KERNEL := true                            # 当前设备是否没有Linux内核

TARGET_CPU_ABI := armeabi                           # 当前设备支持的目标架构

HAVE_HTC_AUDIO_DRIVER := true                   # 是否使用HTC的音频驱动

BOARD_USES_GENERIC_AUDIO := true          # 是否使用通用音频技术

 

# no hardware camera

USE_CAMERA_STUB := true                    # 是否使用摄像头Stub

通过BoardConfig.mk的信息可知，其实该文件就是定义了一些设备硬件相关的一些变量，这些变量用来裁剪系统的功能，决定Android系统可运行的体系构架。

7.      根据需要定义产品默认属性和键值信息

Android系统的属性服务类似于Windows的注册表，记录着系统的一些设置信息，我们可以在新产品中预定义一些属性值来设置自己产品。在Android编译系统中，属性都保存在xxx.prop文件中，在build/target/board/generic/system.prop中定义了默认的属性，我们可以在它基础上进行修改。

复制属性文件：

$ cp build/target/board/generic/system.prop  device/mycompany/myphone/

在Android系统中，底层使用Linux内核来接收来自按键硬件上报的键值信息，上层处理用户按键的是Android的框架，二者之间通过两个键值布局文件来进行键值的映射。

Ø Keylayout文件：按键布局文件，以kl后缀命名，该文件用来定义按键驱动里上报的键值号（数字）和Linux内核中通过event事件上报的键值（字符）之间的映射关系。kl文件要放在/system/usr/keylayout/目录下或/data/usr/keylayout/目录下。

Ø KeyCharMap文件：键值字符映射文件，以kcm后缀命名，它用来将Linux内核上报来的键值（字符）进行转换，转换成Android系统里可以识别的键盘码或组合按键。kcm文件要放在/system/usr/keychars/目录下或/data/usr/keychars/目录下。

上述两个按键映射文件使用按键驱动名作为其文件名，如果没有驱动名对应的布局文件，则使用/system/usr/keylayout/qwerty.kl和/system/usr/keychars/qwerty.kcm作为默认的按键映射文件。这两个文件名都通过AndroidBoard.mk文件负责拷贝和安装。

如果我们要使用模拟器作为目标设备，只需要将源码build/target/board/generic/目录里的tuttole2.kl和tuttle2.kcm拷贝到AndroidBoard.mk所在的目录中即可。

$ cp build/target/board/generic/tuttle2.kl  device/mycompany/myphone/tuttle2.kl

$ cp build/target/board/generic/tuttle2.kcm  device/mycompany/myphone/tuttle2.kcm 

如果想要自定义系统的物理按键与Android系统的按键映射关系，则需要在tuttle2.kl和tuttle2.kcm的基础上进行修改，然后再修改AndroidBoard.mk的内容：

$ cp build/target/board/generic/tuttle2.kl  device/mycompany/myphone/<按键驱动名>.kl

$ cp build/target/board/generic/tuttle2.kcm  device/mycompany/myphone/<按键驱动名>.kcm 

修改device/mycompany/myphone/AndroidBoard.mk文件：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

 

file := $(TARGET_OUT_KEYLAYOUT)/<按键驱动名>.kl           # Linux内核按键码布局文件

ALL_PREBUILT += $(file)

$(file) : $(LOCAL_PATH)/<按键驱动名>.kl | $(ACP)

         $(transform-prebuilt-to-target)

 

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_SRC_FILES := <按键驱动名>.kcm                  #  Android按键码映射文件

include $(BUILD_KEY_CHAR_MAP)

注：kcm文件最终被编译系统的key_char_map.mk编译成xxx.kcm.bin的二进制形式，这是因为每个Android应用程序都要加载该按键映射文件，为了加快读取速度刻意而为之的。

创建新产品编译项时创建的目录与文件结构如下：

device/mycompany/                          # 厂商目录

└── vendorsetup.sh           # 添加编译项命令文件

└── myphone/                    # 设备名目录

├── AndroidBoard.mk                  # 设备属性和键值映射配置文件

├── AndroidProducts.mk             # 产品列表文件

├── BoardConfig.mk          # 设备硬件配置及目标架构配置文件

├── full_product.mk            # 目标产品配置文件

├── system.prop                          # 系统默认属性配置文件

├── tuttle2.kcm                            # Android系统键值映射文件

├── tuttle2.kl                      # Linux内核按键布局文件

确认上述目录和文件创建没有问题了，执行Android编译步骤：sourcebuild/envsetup.sh，lunch选择myproduct-eng编译项。

如果看到如下信息，说明我们已经添加新产品成功。

============================================

PLATFORM_VERSION_CODENAME=REL

PLATFORM_VERSION=2.3.6

TARGET_PRODUCT=myproduct

TARGET_BUILD_VARIANT=eng

TARGET_SIMULATOR=false

TARGET_BUILD_TYPE=release

TARGET_BUILD_APPS=

TARGET_ARCH=arm

HOST_ARCH=x86

HOST_OS=linux

HOST_BUILD_TYPE=release

BUILD_ID=GRK39F

============================================

8.      常见问题

Ø 问题1： lunch菜单里没有出现myproduct编译项

原因及解决方法：在执行lunch之前，要执行source build/envsetup.sh命令，确认vendorsetup.sh文件存在及其内容正确无误。

Ø 问题2：选择完lunch菜单里的编译项后，出错：

*** No matches for product"myproduct".  Stop.

** Don't have a product spec for:'myproduct'

** Do you have the right repo manifest?

原因及解决方法：编译系统找不到用户选择的编译项里的myproduct产品，确认AndroidProducts.mk文件里列出了myproduct产品的配置文件full_product.mk，并且full_product.mk文件中PRODUCT_NAME变量的值为产品名：myproduct

Ø 问题3：选择完lunch菜单里的编译项后，出错：

*** No config file found for TARGET_DEVICEmyphone.  Stop.

** Don't have a product spec for:'myproduct'

** Do you have the right repo manifest?

原因及解决方法：编译系统找不到myproduct产品对应的设备myphone，确认myproduct产品的配置文件full_product.mk中PRODUCT_DEVICE变量的值为产品名：myphone，并且在device/mycompany/目录下创建了myphone的设备目录，在该目录下存在BoardConfig.mk文件。

4.3.2 定制产品的意义及定制要点

Android系统是一个完全开源的系统，我们可以通过修改Linux内核代码和Android源码，定制具有独特创意的产品系统，对于产品同质化非常严重的移动市场， Android系统的细节个性化定制也可以让用户眼前一亮。另外，一些产品明确要求要修改或增加一些个性化，如：默认的Android系统开机界面是一个黄嘴的小企鹅，在Android系统启动过程中是一个ANDROID字样的动画效果，厂商一般都要求自己产品开机界面是厂商Logo，开机动画是一个能动态、鲜明表现公司活力的动画效果，我们从本节开始介绍定制产品系统的实现技术。

在整个开机过程中，屏幕上会出现三次内容，如图x-x 所示：

Ø  Linux启动时画面，通常是个黄嘴的小企鹅

Ø  Android系统init进程启动阶段画面，是“ANDROID”文字字样

Ø  Android系统启动阶段动画，是滚动的ANDROID动画

图 x-x 开机界面与Android动画

定制系统开机动画

【实验背景知识】

Android的开机动画是由Linux本地守护程序bootanimation专门控制实现的，其代码在：frameworks/base/cmds/bootanimation/目录下，修改Android开机动画有两种方式：

Ø 蒙板图片替换：

替换frameworks/base/core/res/assets/images/目录下的两个图片文件：android-logo-mask.png和android-logo-shine.png。android-logo-mask.png是镂空蒙板图片，android-logo-shine.png是镂空蒙板后面的闪光png图片。两个图片通过叠加移动来达到动画效果。

Ø 逐帧动画替换：

在/data/local/或/system/media/目录创建bootanimation.zip文件，该压缩包文件里存放有逐帧动画及控制脚本。

【实验组成】

本实验分为两部分：蒙板图片替换实验和逐帧动画替换实验。

【实验内容】

分析Android系统的两种开机动画实现方式，制作并替换开机动画，最终在Android模拟器中运行定制开机动画的系统。

【实验目的】

通过实验，了解Android系统的两种开机动画实现方式，掌握如何定制产品的开机动画，并在Android模拟器中，运行定制开机动画的Android系统。

【实验平台】

拥有Android源码编译环境的Ubuntu操作系统（可以在Windows系统中虚拟Ubuntu系统）。

【蒙板图片替换实验步骤】

1.       使用PhotoShop等图像处理软件制作一张背景为黑色，中间镂空的png格式的图片，命名为：android-logo-mask.png，如图x-x所示。

图x-x 制作镂空动画

2.      将android-logo-mask.png拷贝到frameworks/base/core/res/assets/images/目录下替换Android默认的图片，为了防止源码不编译图片资源，将图片时间戳更新一下。

$ cp android-logo-mask.png    ~/android/android_source/frameworks/base/core/res/assets/images/

$ touch ~/android/android_source/frameworks/base/core/res/assets/images/android-logo-mask.png

3.      重新编译Android的系统资源包framework-res.apk

$ source build/envsetup.sh

$ lunch generic-eng

$ mmm frameworks/base/core/res/

4.      生成新的system.img

$ make snod

5.      启动Android模拟器，实验效果如图x-x所示。

$ ./run_emulator.sh

 

图x-x 定制开机动画效果

 

 

【逐帧动画替换实验步骤】

1.      在/data/local/或/system/media/目录创建bootanimation.zip文件

如果放在/data/local目录下，不需要编译Android源码，直接通过adb命令或文件管理软件拷贝到目录下即可，如果集成进Android系统中，则需要放在/system/media/目录下，这时要重新编译生成system.img映像。

bootanimation.zip文件是直接由几个文件打包生成的，打包的格式是ZIP，打包时的压缩方式选择为存储。

图x-x 压缩文件方式

 

bootanimation.zip文件打包前的结构为：

表x-x bootanimation.zip压缩包文件结构

文件	说明
desc.txt	动画属性描述文件
part0/	第一阶段动画图片的目录
part1/	第二阶段动画图片的目录

其中part0和part1中的动画图片类似于电影胶片，两张图片之间变化较小，他们以固定的速度显示，从而产生动画效果，图片的大小和图片显示的时间控制由desc.txt文件说明。

desc.txt文件内容为：

480 250 15

p 1 0 part0

p 0 10 part1

desc.txt文件的格式为：

	数据及说明
图片属性	320（图片宽）	320（图片高）	15（每秒显示帧数）	无
第一阶段动画属性	P（默写标志符）	1（循环次数为1 ）	0（进入该阶段的间隔时间）	part0（该阶段图片存放目录）
第二阶段动画属性	p（默写标志符）	0（无限循环）	10（进入该阶段的间隔时间）	part1（该阶段图片存放目录）

注：

标识符：p 是必须的。

循环次数：指该目录中图片循环显示的次数，0表示本阶段无限循环。

每秒显示帧数：就是每秒显示的图片数量，决定每张图片显示的时间。

阶段切换间隔时间：指的是该阶段结束后间隔多长时间显示下一阶段的图片，其单位是每张图片显示的时间。

对应图片目录：就是该阶段动画的系列图片，以图片文件目录的顺序显示动画，而且图片的格式必须要为PNG。

由于逐帧动画不太方便制做，我们直接使用光盘中：章节实验/第四章定制系统开机动画/bootanimation.zip文件作为演示。

2.      如果bootanimation.zip放到/system/media/目录下，则重新编译生成system.img

$ source build/envsetup.sh

$ lunch generic-eng

$ make snod

3.      启动Android模拟器，查看动画效果，如图x-x和x-x所示。

$ ./run_emulator.sh

 

图x-x 第一阶段开机动画

 

图x-x 第二阶段开机动画

结论：通过实验看出，当我们使用逐帧动画时，蒙板动画就不播放了，这是因为Android系统只能使用一种启动动画方式，先判断是否使用了逐帧动画，如果没有使用逐帧动画时，才使用默认的蒙板动画。