如何阅读 Android 系统源码 —— C/C++ 篇

1. 工具篇

对于 Android 系统源码中的 C/C++ 代码,CLion 是一个不错的工具。

较新版本的 Android 源码支持使用 AIDEgen 调用 Clion 查看 C/C++ 代码。但是,对于我们学习使用的 Android10 是不支持的。不过我们可以通过其他办法实现 Clion 查看 C/C++ 代码:

# 准备工作
source build/envsetup.sh
lunch aosp_x86_64-eng #选择一个合适的 Product
export SOONG_GEN_CMAKEFILES=1
export SOONG_GEN_CMAKEFILES_DEBUG=1
make -j16

接着我们就可以使用 Clion 打开我们的代码了。

假设我们需要看 SurfaceFlinger 相关代码:

#系统源码目录下搜索
find . -name "SurfaceFlinger*"
./frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp
./frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlingerProperties.cpp
./frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.h
./frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlingerProperties.h
./frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlingerFactory.h
.......

这里我们知道 SurfaceFlinger 定义在 frameworks/native/services 目录:

接着我们打开 Clion,点击 Open:

选择 out/development/ide/clion/frameworks/native 目录

这样我们就可以使用 CLion 查看系统源码了,需要注意的是我们的源码需要在 External Libraries 中查看:

我们也可以通过点击 Change Project Root 按钮调整目录结构:

2. 手段篇

阅读源码主要两个手段:

  • 打印 Log + 打印调用堆栈
  • 使用 CLion 调试

这里我们修改 SurfaceFlinger 的主函数 main_surfaceflinger.cpp 来演示打印 Log 和打印调用堆栈:

//log的头文件
#include "log/log.h"
//直接 define LOG_TAG 会报已定义错误,因为 SurFaceFlinger 模块的 Android.bp 已经定义了 LOG_Tag
//下面这样定义就不会出错了
#ifdef LOG_TAG
#undef LOG_TAG
#define LOG_TAG "yuandaima_sf"
#endif

//打印堆栈的头文件
#include <utils/CallStack.h>

//在 main 函数中打印信息

int main(int, char**) {

    //打印日志
    ALOGD("surfaceflinger is starting");

    //打印堆栈
    android::CallStack callStack(LOG_TAG, 1);

    //省略后面的代码
    //......
}

修改 /frameworks/native/services/surfaceflinger/Android.bp,添加 CallStack 的库依赖:

接着我们重新编译代码,启动模拟器,进入 adb shell,查看 log:

rice14:/ # logcat | grep yuandaima_sf
05-11 09:54:10.291  1531  1531 D yuandaima_sf: surfaceflinger is starting

05-11 09:54:10.296  1531  1531 D yuandaima_sf: #00 pc 00000000000030a1  /system/bin/surfaceflinger (main+65)
05-11 09:54:10.296  1531  1531 D yuandaima_sf: #01 pc 000000000008a985  /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__libc_init+117)

通过 log 信息我们可以知道程序的运行状态和运行过程中的关键参数。通过调用栈我们可以知道函数的执行流程。

我们还可以通过 Clion 来调试 C/C++ 代码:

这里以调试 service_manager.c 为例:

我们在如下位置打印好断点:

接着配置远程调试:

这样我们的 Clion 就配置好了。

接着我们查看 servicemanage 进程的 pid:

adb shell ps -A | grep servicemanager 
system        1406     1   14116   5532 binder_ioctl        0 S servicemanager
system        1407     1   21764   9772 SyS_epoll_wait      0 S hwservicemanager
system        1408     1   14816   2584 binder_ioctl        0 S vndservicemanage

servicemanager 的 pid 为 1406,接着在模拟器上开启 gdbserver:

adb forward tcp:1235 tcp:1235
adb shell gdbserver64 :1235 --attach 1406

接着点击 Clion 右上角的 debug 按钮就进入 debug 环境了:

这样我们就可以开始调试 C/C++ 代码了。

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