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0x02 - Android Build System ​

Android 构建系统从最初的 GNU Make 演进到 Soong/Blueprint。理解构建系统对安全研究至关重要：它决定了模块如何编译、系统镜像如何组装、SELinux 策略如何生成。

1. 构建系统演进 ​

时期系统特点
Android 6 及之前GNU Make (Android.mk)递归 Makefile，灵活但慢
Android 7+Soong (Android.bp)声明式 Blueprint 语法，Ninja 后端

Google 曾计划用 Bazel 替代 Soong，但已于 2024 年放弃该迁移计划。当前 AOSP 仍以 Soong 为主构建系统。

老项目可能仍有 Android.mk，新代码推荐 Android.bp。

2. 核心构建文件 ​

Android.mk (Legacy) ​

传统 Makefile 风格，仍在部分旧模块和 vendor 代码中使用：

makefile
LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := mylib
LOCAL_SRC_FILES := foo.c bar.c
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := liblog libcutils
LOCAL_CFLAGS := -Wall -Werror
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

常用变量：

  • LOCAL_MODULE：模块名
  • LOCAL_SRC_FILES：源文件列表
  • LOCAL_C_INCLUDES：头文件路径
  • LOCAL_SHARED_LIBRARIES / LOCAL_STATIC_LIBRARIES：依赖库

Android.bp (Soong/Blueprint) ​

声明式语法，更易读、更易并行处理：

json
cc_library_shared {
    name: "mylib",
    srcs: ["foo.c", "bar.c"],
    shared_libs: ["liblog", "libcutils"],
    cflags: ["-Wall", "-Werror"],
}

两者功能等价，但 Android.bp 是现代 AOSP 的标准。Soong 在构建时会将 .bp 转换为 Ninja 构建规则。

3. 常见模块类型 ​

Soong 支持丰富的模块类型，常见的包括：

模块类型用途
cc_library_shared共享库 (.so)
cc_library_static静态库 (.a)
cc_binaryNative 可执行文件
java_libraryJava 库
android_appAPK 应用
prebuilt_etc预编译配置文件
filegroup文件组，用于跨模块共享源文件
hidl_interface / aidl_interfaceHIDL/AIDL 接口定义

查看完整模块类型：build/soong/androidmk/androidmk/android.go 或官方文档。

4. 构建流程概览 ​

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  source build/envsetup.sh                                   │
│      ↓                                                      │
│  lunch <target>           # 选择构建目标                     │
│      ↓                                                      │
│  m / make / mmm / mma     # 触发构建                        │
│      ↓                                                      │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  Soong (go)                                          │   │
│  │    ├── 解析 Android.bp                               │   │
│  │    ├── 转换 Android.mk → Android.bp (androidmk)     │   │
│  │    └── 生成 Ninja 构建规则                           │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────────┘   │
│      ↓                                                      │
│  Ninja 执行构建                                             │
│      ↓                                                      │
│  out/target/product/<device>/                              │
│      ├── system.img                                        │
│      ├── vendor.img                                        │
│      ├── boot.img                                          │
│      └── ...                                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

常用构建命令 ​

命令作用
m构建整个系统
m <module>只构建指定模块
mm构建当前目录下的模块
mma构建当前目录及其依赖
m nothing只解析依赖，不实际编译（用于检查语法）
m clean清理构建产物
m installclean清理 out/target，保留 host 工具

lunch 目标格式 ​

标准两段式（Android 13 及之前）：

lunch <product_name>-<build_variant>

示例：lunch aosp_arm-userdebug

Android 14+ 实验性地引入了三段式格式：

lunch <product>-<release>-<variant>
  • product：设备代号，如 aosp_cf_x86_64_phone (Cuttlefish), aosp_oriole (Pixel 6)
  • release：发布类型，如 trunk_staging, ap2a（仅三段式）
  • variant（亦即 build_variant）：构建变体
    • eng：工程版，包含调试工具，root 权限
    • userdebug：调试版，接近用户版但可 root
    • user：正式发布版，无调试功能

安全研究通常选择 userdebug 或 eng。

5. 关键目录结构 ​

build/
├── make/                    # 传统 Make 构建系统
├── soong/                   # Soong 构建系统 (Go 实现)
│   ├── androidmk/           # Android.mk → Android.bp 转换工具
│   ├── cc/                  # C/C++ 模块规则
│   ├── java/                # Java 模块规则
│   └── ...
└── blueprint/               # Blueprint 解析器

out/
├── host/                    # Host 工具链输出
├── target/
│   └── product/<device>/
│       ├── system/          # system 分区内容
│       ├── vendor/          # vendor 分区内容
│       ├── obj/             # 中间产物 (.o, .a)
│       ├── symbols/         # 带符号的二进制（用于调试）
│       └── *.img            # 最终镜像文件
└── soong/
    └── .intermediates/      # Soong 中间产物

安全研究提示：out/target/product/<device>/symbols/ 下的文件保留了完整符号表，是逆向和调试的宝贵资源。

6. 模块编译实战 ​

单独编译一个模块 ​

bash
# 编译 system_server
m services

# 编译 SurfaceFlinger
m surfaceflinger

# 编译某个 HAL
m [email protected]

查看模块信息 ​

bash
# 查看模块定义位置
m <module> --print-module-info

# 查看模块依赖
m <module> --dumpvars-mode

转换 Android.mk 到 Android.bp ​

bash
# 使用 androidmk 工具
androidmk Android.mk > Android.bp

7. 分区与镜像 ​

Android 设备通常包含多个分区，构建系统为每个分区生成独立镜像：

分区内容更新策略
bootkernel + ramdiskOTA
systemAndroid Framework、系统应用OTA
vendorHAL 实现、厂商驱动OTA (Treble 后独立更新)
product产品定制内容OTA
system_ext系统扩展OTA
odmODM 定制OTA

Treble 架构 (Android 8+) 将 vendor 与 system 解耦，允许独立更新 Framework 而不影响 HAL。这对安全研究意味着需要分别关注不同分区的攻击面。

8. SELinux 策略构建 ​

SELinux 策略也是构建系统的一部分，相关文件位于：

system/sepolicy/
├── public/          # 公共策略，vendor 可见
├── private/         # 私有策略，仅 system
├── vendor/          # vendor 策略基础
└── prebuilts/api/   # API 版本快照

构建时会合并这些策略生成最终的二进制策略文件。修改 SELinux 策略后需重新编译：

bash
m selinux_policy

9. 调试构建问题 ​

常见问题排查 ​

bash
# 查看详细构建日志
m <module> V=1

# 显示 Ninja 执行的命令
m <module> -v

# 检查为什么某个模块被重新编译
m <module> -d explain

增量编译失效 ​

如果增量编译出现问题，可以尝试：

bash
# 清理单个模块
m <module>-clean

# 清理整个 out 目录
rm -rf out/

10. 安全研究视角 ​

理解构建系统对安全研究的价值：

  1. 快速迭代：修改代码后只编译受影响的模块，加速测试循环
  2. 符号获取：知道 out/target/product/<device>/symbols/ 的位置
  3. 策略分析：理解 SELinux 策略的构建流程，定位策略文件
  4. 依赖追踪：分析模块依赖关系，理解攻击面
  5. 定制镜像：为研究目的构建特定配置的系统镜像

参考资源 ​

CCBYNC · © milksu (starneko)