第1章 学习前的准备工作
在这一章主要学习如何安装和配置Android的底层开发环境，并且将详细介绍如何编译官方和CM的Android源代码和Linux内核源代码，最后会尝试将编译生成的ROM刷到手机上。本书所使用的开发环境是Ubuntu Linux 12.04 LTS。建议读者使用root用户登录Linux，这样可以拥有最高的权限，从而避免在使用的过程中提升用户权限的麻烦。本章使用的Android源代码版本是4.2, Linux内核源代码版本是3.x。
1.1 安装和配置JDK
无论是编译Android源代码，还是编写Android系统应用，都需要在Java环境下完成，所以必须在Ubuntu Linux下安装JDK。对于开发Android应用来说，JDK5、JDK6和JDK7都没问题，不过编译Android源代码要求在JDK5或JDK6下进行，所以本书使用了JDK6作为Java的编译和运行环境。同时Google公司官方要求，Linux必须是Ubuntu Linux10.04 LTS或以上版本，其他的Linux发行版可能无法运行脚本中的某些命令，所以本节会在Ubuntu Linux12.04 LTS下安装JDK6。
如果读者要使用JDK6的最新版本，可以到如下的地址下载。
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html
为了方便读者，在随书光盘中已经提供了JDK的安装包（jdk-6u33-linux-i586.bin），读者可以直接在Linux终端中执行该安装文件，并按提示操作即可。最后需要将JDK安装路径的bin目录加到PATH环境变量中，通常在/root/.profile文件中修改PATH环境变量。假设JDK的安装路径为/root/jdk6，那么可以按着如下形式设置PATH环境变量。
export PATH=$PATH:/root/jdk6/bin
1.2 安装和配置Android开发环境
Android开发环境主要包括Eclipse、Android SDK、ADT和Android NDK。其中Eclipse将作为开发Android应用的IDE; Android SDK为应用开发包；ADT为Eclipse的插件，用于开发Android应用；Android NDK用于开发C/C++程序，实际上就是标准的Linux动态链接库（.so文件），这些文件可以嵌入到Android应用程序中（APK文件），并通过JNI技术调用。
读者可以到如下的地址下载Eclipse的最新版。也可以使用随书光盘中带的Eclipse（eclipse.7z），这个Eclipse压缩文件包含了最新的Eclipse4（juno），以及ADT，所以直接解压即可使用，并不需要再次安装ADT。
http://www.eclipse.org/downloads
如果不想单独安装Eclipse、ADT和Android SDK，也可以到如下地址下载Android开发环境的集成版。
http://developer.android.com/sdk/index.html
该集成环境包括如下几部分。
□ Eclipse IDE。
□ ADT插件。
□ Android SDK工具集。
□ Android平台工具集。
□ 最新的Android SDK。
□ 最新的用于Android模拟器的Android系统镜像（system.img）。
如果读者已经有了Eclipse，可以使用下面的Url在线安装ADT。
https://dl-ssl.google.com/android/eclipse
或者到下面的地址下载ADT的离线安装包。
http://developer.android.com/sdk/installing/installing-adt.html
最后一个需要安装的是Android NDK，读者可以到如下地址下载Android NDK的最新版。
http://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html
1.3 官方Android源代码
本书使用了Android的最新版本4.2.2，可能在读者阅读本书时Google公司又发布了更新的Android版本，到时读者只要按着本节的方法下载最新版本并编译即可。
1.3.1 下载Android源代码
下载Android源代码之前需要先配置Linux环境，其中环境配置主要就是安装JDK，以及对于不同Linux版本，可能需要为某些．so文件建立符号链接，当然，还有一些其他的配置，不过这些设置大多数时候都不需要，详细的配置方式Google公司官方已经给出，页面地址如下，本节不再详细介绍。
https://source.android.com/source/initializing.html
配置完环境后就可以直接通过git下载Android源代码，不过为了方便，Google公司提供了一个Python脚本repo，如果网络不中断，repo可以用无人值守的方式安装，即使下载的过程中网络中断了，再次执行repo脚本，仍然会从中断处开始下载。读者可以使用下面的命令将repo脚本文件下载到～/bin目录中，并将repo文件的权限改成可执行。同时将～/bin目录加到PATH环境变量中。
# mkdir ～/bin
# PATH=～/bin:$PATH
# curl http://commondatastorage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ～/bin/repo
注意
前面的4行命令开始的“#”并不属于命令本身，只是由于本书所有的命令都是在Linux终端中执行的，而且Linux使用root用户登录的，所以前面的终端提示符是“#”，为了表示命令是在终端下执行，本书所有给出的命令前面都会加“#”，但要注意，当前执行命令的路径不一定在根目录或/root目录，所以“#”只表示需要在Linux终端下执行该命令，并不表示当前执行命令的路径。执行路径会在命令前面的描述中提到。如果未提到，表示可以在任何路径下执行这些命令。
下完repo命令后，可以任意建立一个目录，并进入该目录，最后执行下面的命令设置要下载的Android的最新版本。
# repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest
如果要指定下载Android的某个版本，需要在下载链接中专门指定，例如下载Android 4.2.2可以使用下面的命令。
# repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b android-4.2.2_r1
最后需要执行下面的命令下载指定的Android版本。
# repo sync
下载Android源代码的过程比较缓慢，如果下载的过程中中断，可再次执行repo sync命令即可。
1.3.2 编译Android源代码
下载完Android源代码后，就可以对源代码进行编译了，但在编译之前还需要在Android源代码根目录中执行如下的命令设置一些Shell函数。
# source build/envsetup.sh
如果执行成功，根据Android版本的不同，会输出类似如图1-1所示的信息。
图1-1 编译环境安装
在编译Android源代码之前还需要做最后一件事，就是设置编译的目标，也就是为哪些设备编译Android源代码。例如，如果要让编译后的目标文件在Android模拟器或Android设备上运行，可以执行下面的命令。
# lunch full-eng
如果读者有其他的需要，还可以指定其他的目标，直接执行lunch命令，会显示当前Android支持的所有目标，如图1-2所示。直接输入前面的序号即可选择相应的目标，例如，full_x86-eng适合于在X86架构的计算机上运行。
图1-2 选择目标
最后可以在Android源代码根目录直接执行make命令编译整个Android源代码，接下来又是一段难熬的等待。通常从下载Android源代码到Android源代码编译完成，通常需要一天的时间，而且还是保证中间不断网的情况下。如果读者的机器是多核CPU，可以指定编译时利用的CPU核数。例如，执行下面的代码会利用4个CPU核。
# make -j4
但要注意，如果CPU只有4个核，使用上面的命令时可能会造成机器运行缓慢，无法再处理其他任务的情况。所以读者应根据具体的情况选择参与编译的CPU核数。
编译完Android源代码后，会在<Android源代码根目录>生成一个out目录，所以编译生成的目标文件都在该目录的相应子目录中。其中最重要的有3个镜像文件（ramdisk.img、system.img和userdata.img），这3个镜像文件都在如下的目录中。在第2章会详细介绍如何手动生成和解开这3个镜像文件，以及它们的用途。
<Android源代码本目录>/out/target/product/generic
Google公司已经在官方网站上发布了最新的编译Android源代码的方式，读者可以从如下页面获得更多编译Android源代码的细节。
https://source.android.com/source/building.html
1.4 官方Linux内核源代码
本节将介绍如何为指定的Android设备下载Linux内核源代码，并从Android设备中获取Linux内核的配置文件，并利用这些配置文件编译Linux内核源代码。
1.4.1 Linux内核支持的Android设备
尽管定制Android ROM并不需要大量修改Linux内核源代码，不过在很多时候，还需要依靠Linux内核来完成更底层的工作。例如，获取ROOT权限就需要利用Linux内核镜像来修改default.prop文件的内容。所以本节会详细描述如何下载和编译Linux内核，在下一章会介绍如何将生成的Linux内核镜像刷到Android设备上，并且对现成的Linux内核镜像反编译，修改其中的内容，然后再重新生成Linux内核镜像，最后再刷回Android设备。
由于Android设备的硬件不同，Linux内核的源代码及其配置文件也有一定的差异，而且有的差异非常大，所以下载Linux内核源代码一定要清楚是为哪些Android设备下载这些源代码。本书主要以Google Nexus系列设备为主。因为这些设备的Linux内核源代码已经在Google公司官方网站发布了，任何人都可以自由下载、编译和分发。当然，Google发布的这些Linux内核源代码除了支持Nexus系列设备外，还支持一些老的Android设备以及Android模拟器。目前官方发布的Linux内核源代码支持的所有设备如下：
□ Android模拟器，也就是金鱼（goldfish）内核。
□ ADP1：也就是Google公司发布的第一款Android手机G1，代号为Dream。
□ ADP2：也就是G2，代号为Sapphire。
□ Nexus One。
□ Nexus S。
□ Nexus 4。
□ 熊猫板（PandaBoard），一种低功耗的开发板。
□ Galaxy Nexus。
□ Nexus 7。
□ Nexus 10。
□ Xoom：摩托罗拉推出的第一款Android平板电脑。
上述的一些Android设备（如Nexus 4、Nexus 7和Nexus 10）都是Google公司最近两年新出的Android设备，所以Linux内核都比较新（都在Linux3.1以上）。本书主要将以这些设备中的Nexus 7为主，因为这些设备中只有Nexus 7最廉价，而且里面的配置正好是我们需要的。其他的Nexus设备的操作方法与Nexus 7类似。
1.4.2 下载Linux内核源代码
本节会详细介绍如何下载Google公司官方发布的Linux内核源代码。Google公司目前提供了7套Linux内核源代码，那么到底应该下载哪个呢？
下载Linux内核源代码要使用git命令，下面是下载这7套Linux内核源代码的命令。
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/common.git
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/exynos.git
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/goldfish.git
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/msm.git
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/omap.git
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/samsung.git
# git clone https://android.googlesource.com/kernel/tegra.git
我们可以用这7套Linux内核源代码的git文件名来表示它们，也就是common、exynos、goldfish、msm、omap、samsung和tegra。这7套Linux内核源代码中的后6套可以用于上一节给出的一系列的Android设备中，具体的对应关系如下。
□ common：通用的Linux内核，后面6套Linux内核源代码都以该源代码为基础。
□ exynos：用于使用三星的Exynos芯片的Android设备，典型的代表是Nexus 10。
□ goldfish：用于Android模拟器的内核源代码。
□ msm：用于使用高通MSM芯片的Android设备，典型的代表是ADP1（G1）、ADP2（G2）、Nexus One和Nexus 4。
□ omap：用于使用德州仪器（TI）OMAP芯片的Android设备，典型的代表是PandaBoard和Galaxy Nexus。
□ samsung：用于使用三星Hummingbird芯片的Android设备，典型的代表是Nexus S。
□ tegra：用于使用恩威迪亚（NVIDIA）Tegra芯片的Android设备，典型的代表是Xoom和Nexus 7。
如果读者恰好使用了上述的设备，就可以下载相应的Linux内核源代码了。如果上述设备列表中没有读者使用的设备，就只能到相应厂商的官方网站
下载Linux内核源代码。例如，使用HTC手机的读者可以从下面的地址下载用于指定型号设备的Linux内核源代码。
http://www.htcdev.com/devcenter/downloads
从理论上讲，由于Linux内核基于GPL协议，所以任何使用Linux内核的设备都应该开发Linux内核源代码。通常有一定规模的手机厂商会遵守这个协议。不过有很多中小型手机厂商因为要保护知识产权，并未公布自己手机使用的Linux内核源代码，所以使用这些Android设备的读者将无法通过编译Linux内核源代码的方式刷机、获取ROOT权限以及完成其他与Linux内核相关的工作。
由于本书主要使用Nexus 7来讲解与Linux内核相关的技术（如获取ROOT权限），所以会使用如下的命令下载Linux内核。
#git clone https://android.googlesource.com/kernel/tegra.git
注意
尽管前面介绍的几套Linux内核源代码都是基于相应芯片的，但这并不意味着使用这些芯片的Android设备就可以直接使用这些Linux内核源代码。使用这些芯片只是可使用相应Linux内核的必要条件，并不是充分条件。还需要对Linux内核进一步地调整。但可以在相应Linux内核源代码的基础上进行。例如，如果某一部Android设备基于Tegra芯片，就可以在相应的Linux内核源代码的基础上进行调整。
1.4.3 查看Linux内核的分支
可能对git命令不熟悉的读者会感到惊讶，为什么下载完Linux内核源代码后，在下载目录什么都没有呢，其实所有的Linux内核源代码已经下载到本地了，只是都在版本库中。而git的版本库都在下载目录的“.git”子目录中。由于“.git”是隐藏目录，所以直接使用ls命令是看不到“.git”目录的，使用ls -al命令可以查看当前目录中的所有子目录和文件。
每一套Linux内核源代码都有多个分支，所谓分支就是在对同一套Linux源代码进行微调后产生的不同版本。如果不使用git进行管理，就需要备份完整的Linux内核源代码，而有了git，只需要存储修改过的部分即可。
现在进入Linux内核源代码的下载目录，然后执行下面的命令查看所有的分支。
# git branch -a
如果成功执行上面的命令，会输出如图1-3所示的内容。
图1-3 当前Linux内核源代码的所有分支
可能有很多读者一看到这些分支有些发蒙，从内核版本来看，只有2.6和3.1。从2.6前面的moto字样可以判断，该Linux内核用于Xoom。而后面6个分支都可以用于Nexus 7。不过这6个分支的版本都一样，只是分支名结尾处不一样。到底使用哪个Linux内核呢？一开始笔者也有些迷惑，通过在网上搜索，发现很多国人和老外也在问同样的问题。最后发现有个人回答了句“看看Google公司的人在干什么就知道选哪个了”。那么笔者怎么知道Google公司内部在干什么？进入Google公司总部？哦，应该没这么麻烦。在下一节将告诉读者该如何做。
1.4.4 看看Google公司的人在做什么
在1.4.3小节留了一个问题，应该使用哪个分支呢？这一点当然Google公司会告诉我们。从理论上说，既然Google公司公开了Linux内核源代码，就应该派人去维护，也就是说应该可以查到维护的日志。
Google公司已经将Linux内核和Android源代码的各个分支和维护情况都放到了如下的网站。
https://android.googlesource.com
打开该页面，会看到一个很长的列表。现在需要找到用于Nexus 7的Linux内核维护日志。在列表右侧的描述（Description）中很容易找到“Files specific to Nexus 7”的字样，左侧对应的是“device/asus/grouper”，如图1-4所示。
图1-4 Google Android源代码维护日志总目录
读者要记住一点，与Nexus 7相关的代码名是grouper，所以不管是Linux内核，还是Android源代码，或是其他的东西，凡是带有grouper字样的，都与Nexus 7相关。现在单击进入“device/asus/grouper”链接，会看到有一个长长的日志列表。现在仔细看一下这个日志列表，找一下规律和出现最多，并与Linux内核分支有关的词汇。从理论上说，与当前正在使用和维护的Linux内核分支的字样会频繁出现在维护日志中，可能眼尖的读者会发现至少出现了5次“jb-mr1.1”，如图1-5黑框中所示。而对照上一小节中如图1-3所示的分支列表，正好倒数第二个分支包含“jb-mr1.1”。而其他的分支名称不是多一些内容，就是少一些内容，所以可以基本断定，Google公司目前经常维护该分支，那么很有可能该分支就是Nexus 7最新使用的Linux内核。
图1-5 官方维护Linux内核源代码的日志
下面开始切换到该分支。
如果是第一次切换到该分支，使用如下的命令。
# git checkout -b android-tegra3-grouper-3.1-jb-mr1.1
remotes/origin/android-tegra3-grouper-3.1-jb-mr1.1
以后再切换到该分支，可以使用下面的命令。
# git checkout android-tegra3-grouper-3.1-jb-mr1.1
成功切换分支后，再次执行“git branch -a”命令，会看到输出如图1-6所示的信息。其中星号标注的就是当前使用的Linux内核源代码分支。
图1-6 当前使用的Linux内核源代码分支
1.4.5 获取Linux内核的配置文件
Linux内核被设计成可插拔式的，也就是说Linux内核的所有组件（包括驱动、内存管理、I/O管理等）都可以很容易移除和添加，而完成组装和下载任务的就是一个叫“.config”的配置文件。该配置文件在Linux内核源代码的根目录。尽管tegra可以用于Nexus 7，但直接编译该tegra的源代码还是会有一些错误的，原因就是“.config”文件中的某些配置有问题。当然，我们可以通过自己修改“.config”文件来解决问题，但比较麻烦，所以可以找一部已经刷了最新版本（Linux内核版本需要是3.1.10）的Nexus 7，进入Nexus 7的Shell，在“/proc”目录下寻找一个叫config.gz的文件。该文件就是已经配置好的“.config”文件的压缩版本，将该文件从Nexus 7上下载到本地，并将config.gz解压，会得到config文件，最后用config文件覆盖“.config”文件即可。
覆盖“.config”文件后，执行make命令编译Tegra Linux内核时就不会有任何错误了，编译完后会在<Linux内核源代码根目录>/arch/arm/boot目录中生成一个zImage文件，该文件就是Linux内核源代码编译后生成的二进制版本，但需要将zImage文件制作成内核镜像文件（boot.img）才能刷到Nexus 7上。这些内容会在下一章详细介绍。
可能有的读者并未在/proc目录中找到config.gz文件。实际上，config.gz文件是否存在与Linux内核的配置有关。如果要想在zImage文件中包含config.gz文件，必须在“.config”文件中将CONFIG_IKCONFIG_PROC设为“y”，否则zImage是不会在/proc目录生成config.gz文件的。当然，也可以执行make menuconfig命令查看Linux内核的配置菜单，进入“General setup”菜单项，找到“Enable access to .config through /proc/config.gz”菜单项，按空格键，将该菜单项设为“[*]”，最后退出界面并保存配置即可，配置界面如图1-7所示。
图1-7 允许生成/proc/config.gz文件
除了可以通过直接覆盖“.config”文件和使用make menuconfig重新保存配置文件的方式外，还可以将config文件放到如下的目录，并将该文件改名为new_defconfig。然后执行make new_defconfig命令用new_defconfig文件覆盖“.config”文件的内容，然后再执行make命令编译Linux内核源代码即可。
<Linux内核源代码根目录>/arch/arm/configs
注意
文件名new_defconfig分为两部分，前一部分是“new”，这部分名称可以随便起，而后一部分“_defconfig”是固定的，也就是说所有用于Linux内核配置的文件名都必须以“_defconfig”结尾。
本节涉及的config.gz和config文件已经包含在随书光盘中，读者可以直接使用这两个文件，而且带的Tegra Linux内核源代码（tegra.gz）也已经使用config文件替换了“.config”文件，所以可以直接编译Tegra Linux内核的源代码。
1.4.6 安装交叉编译器
由于我们需要将编译的Linux内核放到Nexus 7或其他Android设备上运行，并且这些设备都是ARM架构的CPU，所以就不能使用Linux下的gcc对Linux内核源代码进行编译。因此要使用一种称为“交叉编译器”的工具。这里所说的交叉编译器就是可以在X86架构的PC上编译生成可以在ARM架构的Android设备上运行的二进制文件。这里的二进制文件主要指Linux内核的zImage文件。
其实Android源代码本身已经带了一套交叉编译器（在prebuilt目录中），虽然Android带的交叉编译器可以完美地编译Linux内核，但由于Linux内核源代码对编译环境的要求非常苛刻，编译器的版本、配置文件（.config）等条件只要有一点差异，都可能无法成功在Nexus 7上运行，所以需要了解当前Linux内核版本需要使用哪个版本的交叉编译器进行编译。
Google公司官方编译用于Nexus 7的最新Linux内核源代码使用的交叉编译器版本是4.4.3，所以需要使用下面的命令下载该版本的交叉编译器。
# git clone https://android.googlesource.com/platform/prebuilt
为了使用方便，读者可以将交叉编译器的bin子目录加到PATH环境变量中，也可以在编译Linux内核源代码的终端中执行下面的命令，临时将bin目录加到PATH环境变量中。这里假设交叉编译器正好在当前目录的prebuilt子目录中。
# export PATH=$(pwd)/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.4.3/bin:$PATH
1.4.7 编译Linux内核源代码
前面几个小节做的都是编译Linux内核源代码的准备工作。本小节将正式编译Linux内核源代码。首先在Linux终端进入Tegra或其他Linux内核源代码的根目录，然后执行下面的命令设置必要的环境变量。
# export PATH=$(pwd)/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.4.3/bin:$PATH
# export ARCH=arm
# export CROSS_COMPILE=arm-eabi-
其中第1行命令用于设置交叉编译器编译命令的路径；第2条命令告诉Linux内核要为ARM架构的设备生成Linux内核（zImage文件）；第3条命令设置交叉编译器的前缀，在编译Linux内核源代码的过程中可能会调用一系列编译命令，这些编译命令文件名的前缀都是“arm-eabi-”。读者可以进入交叉编译器的$(pwd)/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.4.3/bin看一下，该目录中的文件名几乎都是以“arm-eabi-”作为前缀的。
最后执行make命令即可完美编译Linux内核源代码。完整编译的时间大概20分钟左右。编译完后，就会在<Linux内核源代码根目录>/arch/arm/boot目录中生成一个zImage文件。这就是在Nexus 7上运行的Linux内核的二进制版本。
1.5 Cyanogenmod(CM)源代码
尽管使用官方的Android源代码和Linux内核源代码可以紧跟Google的步伐，第一时间体验Android的最新版本，不过官方的这些源代码只适合Nexus系列的设备。而其他很多流行的Android设备都无法直接使用官方的源代码制作ROM。由于很多读者使用的都是非Nexus系列的Android设备，所以本书为了满足这些读者的需求，大多数内容将以另外一个经过第三方组织CM修改的Android源代码和Linux内核源代码为主，尽管CM发布修改版源代码的时间可能比官方发布相应源代码的时间晚一些（一般也晚不了多长时间），但使用CM源代码制作的ROM可以运行在更多的Android设备上，例如，HTC、三星等国内主流的机型都在CM的支持范围内。如果读者对CM还不太了解，强烈建议仔细阅读本节的内容。因为通过本节的学习，就足以使读者通过CM提供的源代码制作一个可以完美刷机的ROM。当然，在后面的章节还会更深入地研究ROM的制作过程。
1.5.1 什么是CM
经常刷机的读者肯定对CM ROM不陌生。CM是Cyanogenmod的缩写。CM是目前最受关注的Android ROM适配团队。目前世界上绝大多数第三方Android ROM团队出品的ROM都是以CM ROM为基础制作的。例如，小米ROM、还有老罗的锤子ROM都是在CM ROM的基础上修改而来的。
大家都知道，Android系统本质上由Android和Linux内核两部分组成。而决定Android系统是否能在Android设备上成功运行的主要因素就是Linux内核中的驱动。而Google公司官方提供的Linux内核源代码只支持数量有限的几种Nexus系统的Android设备，所以CM团队的主要工作就是在Google公司官方提供的Linux内核源代码的基础上，添加适合各种Android设备的驱动，而CM对Android源代码的改动不大，UI仍然保持着原生Android的风格。只是修改了其中一些系统应用程序，并添加了一些自己的应用程序，例如，手电筒、从CM升级ROM、Root等功能。所以CM团队的主要成果就是为不同的Android设备适配Linux内核中的驱动。
CM的这些工作也为其他的Android ROM团队提供了方便之门。因为有了CM适配的Linux内核，定制新的ROM，主要的工作就是修改CM提供的Android源代码。尽管每一款Android设备都有一套自己独立的Linux内核源代码，但Android源代码的大多数部分却是共享的，也就是说，对于某个版本的CM Android源代码（如CM 10.1），只需要下载一套，并且和相应Android设备的Linux内核源代码搭配即可制作成在不同Android设备上运行的ROM。而我们要做的只是维护一套Android源代码，多套Linux内核源代码（这些源代码大多数由CM团队负责维护）。这样将大大减轻制作Android ROM的复杂度和适配各种Android设备的烦恼。
CM的官方地址是http://www.cyanogenmod.org。读者可以从CM官网的相应页面下载适合不同Android设备的Android源代码和Linux内核源代码。Android源代码和Linux内核源代码都在github（http://www.github.com）上托管，本章后面的部分会详细介绍如何下载、编译CM源代码，并且从CM源代码制作我们的第一个完美的ROM。如果读者要想在真机上刷这个ROM，只需要有一个CM支持的Android设备即可，要想了解CM支持哪些Android设备，请看下一小节的内容。
1.5.2 CM支持哪些Android设备
在下载和使用CM源代码之前了解CM支持哪些设备非常必要。因为如果CM如果不支持您的Android设备，下载的CM源代码生成的ROM即使可以成功刷机，也很可能启动不了或遇到其他莫名其妙的现象。不过读者也不用担心，CM支持的Android设备种类是非常多的。国外很多常见的品牌都在支持之列，例如，三星、摩托罗拉、索爱、HTC的大多数型号都支持。甚至华为等国内厂商的部分型号的Android设备也在支持之列。当然，Nexus系列就更不在话下了。
要想知道CM是否支持自己的Android设备，可以进入CM的主页面，然后单击右上角的“Devices”链接（如果因网页改版没有该链接，可以直接访问http://wiki.cyanogenmod. org/w/Devices），进入设备列表页面。在页面的中上部找到如图1-8左上角所示的“Filter”过滤框。先单击右侧的“show all devices”链接，然后在“Filter”过滤框输入要查找的关键字，例如要查找支持哪些Nexus设备，可以输入“nexus”，这时在下方就会显示如图1-8所示的相关Android设备列表。
图1-8 查找CM支持的Android设备
如果在图1-8所示的设备列表中找到自己的Android设备，可以直接单击该设备，进入下一个页面。在该页面中会告诉你如何下载Android源代码和Linux内核源代码，以及其他相关的资源。
1.5.3 与Android设备对应的Codename和CM版本
在下载和编译CM Android源代码之前需要知道如下两个信息。
□ 当前Android设备对应的Android源代码的代码名称（Codename），也就是开发代号。
□ 支持当前Android设备的CM源代码版本。
代码名称在编译Android源代码（选择target）和下载对应的Linux内核源代码的过程中非常重要。例如，Nexus 7 Wi-Fi版对应的代码名称是grouper, Nexus 4对应的代码名称是mako。也就是说，如果读者看到grouper的字样，就说明对应的Android源代码和Linux内核源代码是为Nexus 7 Wi-Fi版准备的，而看到mako的字样，就是为Nexus 4准备的。那么对于不熟悉的设备，怎么知道与其对应的代码名称呢？
图1-9 Nexus 4的规范列表
如果读者按着上一小节的方法找到自己的Android设备，并进入与该设备相关页面。可以在页面的右侧看到一个设备规范列表，例如，进入的是Nexus 4设备的页面，会看到“Nexus 4 Specifications”列表，在设备图像下面有若干与该设备相关的参数，如图1-9所示。通常第一个参数就是代码名称（Codename），最后一个或倒数第二个参数（CM Support）就是CM的版本（由于参数列表太长，图1-9未显示全，具体的参数值请查看实际的页面）。例如，适合Nexus 4的只有CM 10.1，对应Android 4.2和Linux 3.1.10。
1.5.4 下载CM Android源代码
下载CM Android源代码与下载官方Android源代码的方法及其类似，同样也是用repo脚本（要保证当前Ubuntu Linux已经安装了git）下载，只是下载的地址不同。下面看一下详细的下载步骤。
第1步：下载repo脚本文件
# mkdir -p ～/bin
# curl http://commondatastorage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ～/bin/repo
第2步：设置repo脚本文件的路径
export PATH=${PATH}:～/bin
为了方便，可以将上述代码添加到～/.profile文件中，这样就不需要每次使用新的Linux终端，或重启机器后都要重新设置repo脚本文件的路径了。
第3步：初始化下载地址和版本
# mkdir -p /sources/cyanogenmod
# cd /sources/cyanogenmod
# repo init -u git://github.com/CyanogenMod/android.git -b cm-10.1
第4步：开始下载
# repo sync
从这4个下载步骤可以看出，除了第3步与下载官方Android源代码不同外，其他的步骤完全一样（只是将CM源代码下载到了“/sources/cyanogenmod”目录）。
在第3步的一个关键是了解需要下载哪一个版本的CM Android源代码。为了了解这些信息，首先需要确定读者手中Android设备的型号。例如，如果是Nexus S，需要按着上一节的方法进入Nexus S设备页面，然后在右下方找到“CM Support”参数项。从该参数的值可以看出，支持Nexus S的CM版本是7、9、10、10.1，共4个版本。当然，下载哪个版本都可以，不过要想使用最新的Android版本，就需要下载10.1，该版本对应的Android版本是4.2。如果读者手中的Android设备是Nexus 4，那么只有CM 10.1支持该设备，所以只能下载CM 10.1。一旦确定了要下载哪个CM版本，就需要在执行repo init命令之前指定要下载的具体分支，例如，本例要下载CM 10.1，所以需要使用下面的命令执行分支。
# repo init -u git://github.com/CyanogenMod/android.git -b cm-10.1
不过要注意的是，在CM 10.1之前的版本，指定分支通常使用有意义的名称，例如，比较古老的HTC Hero（G3）只有CM7支持，所以需要使用下面的命令初始化要下载的分支。
# repo init -u git://github.com/CyanogenMod/android.git -b gingerbread
要想知道与某一Android设备对应的CM版本分支，首先按着1.5.2小节的方法找到该设备，并进入该设备的页面。如果在右侧的Specifications部分的最下方找到“Latest CM version”字段，则“-b”后面直接根该字段值即可。如果没有“Latest CM version”字段，那就是CM 10.1或更新的版本，所以“-b”后面直接跟cm-10.1即可。
如果读者要想了解更详细的下载过程，可以查看下面的页面（这里Codename需要替换成相应的字段值）。
http://wiki.cyanogenmod.org/w/Build_for_Codename
例如，要想进入HTC Hero的下载描述页面，首先要知道HTC Hero的Codename是hero，然后进入如下的页面。
http://wiki.cyanogenmod.org/w/Build_for_hero
注意
下载CM Android尽管需要考虑具体的Android设备，但这只是为了确定要下载哪个CM版本，而每一个CM版本可以用在一系列的Android设备中。所以CM Android源代码与CM Linux内核源代码的主要版本差异就是前者共享于多款Android设备，而后者对于每一款Android设备都是独立的。例如，Nexus 4和Nexus 7 Wi-Fi都可以使用CM 10.1的Android源代码，但这两款设备的Linux内核源代码是各自独立的，不可以互换。所以为多款Android设备制作ROM, Android源代码只需要一套，而每一款Android设备都需要有独立的一套Linux内核源代码。
1.5.5 下载经过CM适配的Linux内核源代码
CM Linux内核源代码在github上托管，在CM官网上可以找到相应的下载链接。首先进入CM官网与某一Android设备相关的页面，例如，Nexus S的页面地址如下：
http://wiki.cyanogenmod.org/w/Crespo_Info
在页面的中部可以找到如图1-10所示的两个链接，其中Kernel后面的链接就是github上的Linux内核源代码下载地址。
图1-10 CM Linux内核源代码下载链接
单击该链接进入github下载页面，可以看到在下载页面上方会有一个如图1-11所示的git下载地址。如果读者不想通过git下载，也可以单击左侧的“ZIP”按钮下载zip压缩版本。
图1-11 CM Linux内核源代码在github上的下载页面
CM Linux内核源代码与官方提供的Linux内核源代码在编译方法上完全一样，读者可以参阅1.4.7小节的Linux内核源代码的编译方法。
1.5.6 编译Android源代码生成Recovery ROM
尽管Android源代码和Linux内核源代码都可以单独下载和编译，不过要想利用它们单独编译生成的二进制文件制作ROM还是比较麻烦的。CM团队为了更方便地制作ROM，允许将Android源代码与Linux内核源代码放在一起，并通过统一的命令进行编译，最后生成的目标文件就是一个完整的刷机包（zip文件）。这个刷机包是Recovery ROM，所以可以自己进入Recovery模式进行刷机。
现在开始利用1.5.4小节下载的CM Android源代码进一步准备制作ROM的环境。读者可以按照如下几步进行操作。
第1步：下载一些必要的文件
编译Android源代码之前需要下载一些必要的Library和apk文件。这些文件也不需要自己一个个下载，只需要按照如下方式执行get-prebuilts脚本文件即可。
# cd /sources/cyanogenmod/vendor/cm
# ./get-prebuilts
如果成功执行上面的命令，会看到在Linux终端输出如图1-12所示的信息，这些信息表明了get-prebuilts脚本下载了哪些文件。
图1-12 执行get-prebuilts脚本文件输出的信息
第2步：下载与Android设备相关的源代码
这里的源代码主要指的是Linux内核源代码，只不过这一步会将Linux内核源代码与Android源代码放到一起，编译时统一处理。在这一步需要使用Android设备的Codename，如果读者使用的是Nexus S，需要执行下面的命令初始化安装环境，如果是第一次执行这些命令，会下载相应的Linux内核源代码。要注意，当前的Linux终端应该在Android源代码的根目录。
# source build/envsetup.sh
# breakfast crespo
其中breakfast命令是在envsetup.sh脚本文件中定义的函数，用于根据Codename检测相应的Linux内核源代码是否存在，如果不存在，就直接从相应的地址下载。如果读者的机器上以前就有repo脚本文件，建议使用repo selfupdate升级到最新版本。正在下载Linux内核源代码的效果如图1-13所示。这些输出信息说明正在下载Nexus 7 Wi-Fi的Linux内核源代码（Codename=grouper）。下载完后，会在Android源代码根目录生成一个kernel目录，并且在kernel目录中还会根据不同的厂商建立相应的子目录。例如，Nexus S是三星代工的，所以Nexus S对应的Linux内核源代码目录是<Android源代码根目录>/kernel/samsung/crespo，而Nexus 7 Wi-Fi是由华硕代工的，所以对应的Linux内核源代码目录是<Android源代码根目录>/kernel/asus/grouper。
图1-13 下载Linux内核源代码
第3步：下载与设备有关的私有（proprietary）文件
尽管这一步与第1步一样，也需要下载文件。不过这里的下载可不是从Internet上下载，而是从Android设备上下载到PC上。也就是说要完成这一步的操作就需要有一部Android设备。而且还必须为哪款Android设备制作ROM，就需要哪一款Android设备。例如，要为Nexus S制作ROM，就需要一部Nexus S手机，并且要通过USB线与PC相连。
注意
这一步需要adb命令与Android设备交互，而这时Android源代码还没有编译，在out目录的相应子目录还没有生成adb命令，所以进行这一步之前还需要安装Android SDK，并且需要将<Android SDK根目录>/platform-tools目录添加到PATH环境变量中。
在PC与Android设备通过USB线连接好后，执行如下的命令下载相应的私有文件。这里下载的是Nexus S的私有文件。如果下载其他Android设备的私有文件，需要进入相应的目录，同样是执行extract-files.sh脚本文件。device目录中与各个设备相关的子目录的命名规则与Linux内核源代码目录的命名规则相同。
# cd /sources/cyanogenmod/device/samsung/crespo
# ./extract-files.sh
第4步：打开缓存（Cache），加速编译
尽管这一步不是必须的，但可能会获得更快的编译速度，执行下面的命令可以打开用于编译的缓存。或者将该命令加入/root/.profile文件中。
# export USE_CCACHE=1
第5步：编译
在这一步将编译Android源代码和Linux内核源代码，并最终生成一个可刷机的ROM（zip压缩文件）。编译源代码也需要指定具体设备的Codename，因为除了编译Android源代码，还要编译Linux内核源代码。执行下面的命令可进行编译，并为Nexus S生成ROM压缩包。
# croot
# brunch crespo
其中croot是envsetup.sh脚本文件中定义的函数，用于回到Android源代码的根目录。brunch是编译命令，后面要跟Codename。例如，要为Nexus 7 Wi-Fi编译并生成ROM压缩包，需要使用bruch grouper。
编译的过程非常缓慢，请耐心等待。编译完后，对于Nexus S，会在<Android源代码根目录>/out/target/product/crespo目录中生成一个cm-10.1-20130418-UNOFFICIAL-crespo.zip文件（或叫类似的名，因为文件名包含编译的日期）。如果是其他的Android设备，会在<Android源代码根目录>/out/target/product目录以相应的Codename命名生成目录，例如，Nexus 7 Wi-Fi的刷机包在grouper目录中。接下来就是刷机了，在1.5.8小节将详细介绍如何将这个生成的ROM刷到相应的Android设备上。
答疑解惑：为什么APK程序不带odex文件
也许很多读者会提出这样的问题，其他很多Android设备的/system/app目录中的系统应用都是由“APK文件”+“同名的odex文件”组成的，为什么自己用CM Android源代码编译生成的APK程序（在<Android源代码根目录>/packages/apps目录中）只有APK文件呢？odex文件到哪去了？
实际上，CM Android源代码默认生成的APK程序是userdebug模式的，也就是说并没有生成经过优化的odex文件（是对dex文件优化后生成的文件）。不过这对于开发状态并没有任何影响。但在开发完成后，需要编译生成最终的ROM。在这种情况下，最好使用user模式进行编译。由于lunch命令显示的编译模式列表（也可称为Target列表）并没有user，所以可以修改<Android源代码根目录>/build/core/main.mk文件的内容来达到这个目的。现在打开该文件，找到如下的内容。
ifneq (true, $(DISABLE_DEXPREOPT))
ifeq ($(user_variant), user)
ifeq ($(HOST_OS), linux)
WITH_DEXPREOPT := true
endif
endif
endif
其实上面代码的核心就是WITH_DEXPREOPT := true。如果将WITH_DEXPREOPT属性设为true，则使用brunch命令编译Android源代码，就会提取APK程序中的classes.dex，并将其优化成odex文件。现在将上面代码中前两个条件语句注释掉，如下面代码所示。
#ifneq (true, $(DISABLE_DEXPREOPT))
#ifeq ($(user_variant), user)
ifeq ($(HOST_OS), linux)
WITH_DEXPREOPT := true
endif
#endif
#endif
现在重新执行brunch crespo命令，就会为Nexus S重新生成经过优化的ROM。查看其中的APK程序，已经全部由APK和odex两个文件组成了。
1.5.7 单独编译CM Linux内核源代码
尽管CM提供的Linux内核源代码与Android源代码放在了一起，但实际上，在编译Android源代码时只是生成了一个内核文件（kernel），并没有完整地编译Linux内核源代码。如果读者要修改Linux内核源代码，例如，添加或修改某个驱动程序，还需要重新编译Linux内核源代码，以便生成zImage文件。
CM Linux内核源代码的编译方法与官方Linux内核源代码的编译方法类似。首先需要从特定的Android设备的/proc目录获取config.gz文件，并将其解压，然后覆盖Linux内核源代码根目录的．config文件。最后再执行make命令编译Linux内核源代码。详细的操作方法见1.4.5小节的内容。
经测试发现，CM Linux内核源代码在编译时可能会有一些小错误。例如，在编译Nexus S的Linux内核源代码时会出现如下的错误。其大意是fbmem.c文件中包含了s3cfb.h头文件，但却没找到该文件。
drivers/video/fbmem.c:39:27: fatal error: samsung/s3cfb.h: No such file or directory.
…
为了排除这个编译错误，先来看一下fbmem.c文件的源代码，找到第39行，该行前后与错误相关的代码如下：
#ifdef CONFIG_FB_S3C
#include <samsung/s3cfb.h>
#endif
很明显，samsung/s3cfb.h文件在搜索路径中不存在。这个samsung目录实际上是相对于<Linux内核源代码>/include目录的，查看include目录，并没有找到samsung目录，这就更谈不上s3cfb.h文件了。其中samsung目录被放到了<Linux内核源代码>/drivers/video目录中，只要将该目录中的samsung目录复制到<Linux内核源代码>/include目录即可成功编译Linux内核源代码。编译生成的zImage文件（该文件与编译Android源代码生成的kernel文件是一样的）可以按照第4章的方法生成boot.img镜像文件，然后在Bootloader模式下使用fastboot命令重新刷内核镜像（boot.img）。
1.5.8 刷机！刷机！
现在即将迎来激动人心的时刻：刷机。这回刷机可和传统意义上的刷机不同。一般的刷机都是从网上下载现成的ROM，然后按说明一步步刷机。而这回可是直接从Android源代码和Linux内核源代码编译而成的，尽管我们没有修改这些代码，但对于第一次用源代码制作ROM的读者来说仍然足够兴奋，因为这将是成为一个Geek的第一步。
可能很多从未亲手刷过机的读者会认为刷机存在一些危险，可能会将自己心爱的手机刷成“砖”。没错，刷机的确有风险，不过风险远没有炒股大，但回报却可能比炒股大。学会自己从最原始状态（源代码）制作ROM将会对自己创业或找高薪的工作有非常大的帮助。而刷机带来的风险只要注意一下就基本上可以忽略不计。在后面的章节会详细介绍ROM的各种组成部分，不过这里先提一下。一个完整的ROM主要由system、recovery、userdata、boot和bootloader五部分组成。其中system和userdata属于应用层部分。recovery、boot和bootloader属于系统层部分。这五部分除了bootloader外，其他的可以任意修改。不会有任何危险，但要注意，在刷机之前，最好有一个保证好用的ROM作为备份，万一刷坏了，可以很容易恢复，否则手机就用不了了（硬件没坏，只是软件的问题）。尽管bootloader的源代码也随Android源代码一起发布，但尽量不要自己修改bootloader。Bootloader就像PC的BIOS，一旦坏了，手机就真的成砖了。因为即使要恢复bootloader，也需要进入bootloader模式，一旦bootloader模式进不去，就不能通过常规的方法刷机了（需要利用特殊的设备，但大多数人没有这种设备）。所以读者记住一点，只要bootloader不动（官方提供的bootloader除外），其他的随便刷，毫无危险，即使最终自己不知道怎么恢复。淘宝上有一些商家提供了恢复的服务，几十元就可恢复如初，所以头一次刷机的读者并不需要有任何担心。
在刷机之前需要保证bootloader是解锁的。如果未解锁，需要在Android设备正常开机的情况下执行adb reboot bootloader命令进入bootloader模式，然后执行fastboot oem unlock命令解锁。如果成功解锁，会在bootloader模式界面的最后显示红色的“UNLOCKED”。
由于上一节生成的是Recovery ROM，所以需要进入Recovery模式刷机。读者可以在bootloader模式下直接进入recovery模式，或正常启动Android设备，然后执行adb reboot recovery命令进入Recovery模式。建议读者使用第三方的ClockworkMod Recovery刷机（简称CWM Recovery）。虽然可以直接到http://www.clockworkmod.com下载最新版的Recovery。但并不需要这么麻烦，CM Android源代码带的Recovery就是ClockworkMod Recovery，而且在刷机包所在的目录生成了一个recovery.img镜像文件。只要按着前面的方法进入bootloader模式，然后在Linux终端进入recovery.img文件所在的目录，并执行如下的命令即可刷这个Recovery。
# fastboot flash recovery recovery.img
注意
刷Recovery时要注意，Recovery的镜像与Linux内核类似，也是与具体的Android设备有关的。不要将其他Android设备的Recovery镜像刷到自己的Android设备上，否则可能进不了Recovery模式。当然，刷错了也没关系。进入bootloader模式重新刷正确的Recovery镜像即可。
刷完Recovery镜像后，正常启动Android设备，然后将ROM文件复制到SD卡的根目录（也可以是SD卡的其他的目录），并且备份手机中的重要数据。现在执行adb reboot recovery命令进入Recovery模式，先选择“wipe data/factory reset”和“wipe cache partition”，清空手机上的数据，然后选择“install zip from sdcard”，在SD卡上找到ROM压缩文件，然后开始刷机。刷完后，选择“reboot system now”重启手机，现在就可以体验新成果了！
注意
由于CM Android源代码与官方提供的Android源代码一样，所以生成的ROM中并不包含Google Map、Google Play等应用。这些软件Google公司仍保留了版权，所以很多第三方的ROM都没有带这些应用，而且Google公司也未提供源代码。需要软件商店或地图的读者，可以另行安装（在后面的章节会详细介绍如何安装这些应用）！
1.5.9 下载现成的CM ROM
如果读者不想通过编译Android源代码和Linux内核源代码的方式制作ROM，只想刷CM ROM，那么可以下载CM网站提供的已经制作好的ROM。
现在进入与某一Android设备相关的页面，例如，Nexus S的页面是http://wiki.cyanogenmod. org/w/Crespo_Info，然后在页面上方会找到如图1-14所示的4个圆形标志（在其下方就是Linux内核的下载链接）。这4个圆形标志分别表示Nightly、M Snapshot、Release Candidate和Stable。它们是Linux源代码的4类发行版本，从左到右稳定性逐渐增强。如果读者想体验最新修改的版本，可以进入Nightly下载页面，通常Nightly每天都会进行微调，不过该版本不是特别稳定，如果不是为了做实验，而只想刷一个比较稳定的Linux内核，建议使用Stable版本。
图1-14 CM ROM的下载链接
下面任选一个进入相应的页面，如进入Nightly下载页面，如图1-15所示。从该页面每一行最后的下载日期可以看出，只要当前Linux版本还在维护，Nightly类别的Linux源代码每天晚上都会进行更新（通常只会保留最近6天的更新）。读者可以单击某一个链接下载Linux页面的zip压缩包。
图1-15 CM Linux源代码的Nightly下载页面
读者也可以在http://get.cm页面寻找与某一Android设备对应的ROM。该页面列出了CM维护的所有支持设备的ROM，读者需要根据Codename进行搜索，例如，Nexus 7 Wi-Fi的ROM需要使用“grouper”进行搜索。
1.6 小结
本章尽管是本书的第1章，但对于大多数读者来说足够酷。因为读者不仅从本章学到了如何下载Android源代码和Linux内核源代码这些常规的操作，还会体验到目前最流行的CM ROM的制作方法，并且第一次体验了刷机的乐趣，而且刷的是自己从源代码直接制作的ROM。
为了满足大多数读者的需求，本书将以CM提供的源代码为主，因为通过这些源代码制作的ROM可以运行在目前绝大多数的Android设备上，当然，官方的相关源代码也会有所涉猎。读者可根据实际情况决定使用哪些源代码，并通过修改这些源代码制作完全属于自己的ROM。