Android HAL层驱动开发入门 - 第3节

3.1 Ubuntu 系统准备

Android HAL 开发环境首选 Ubuntu 长期支持（LTS）版本。当前推荐 Ubuntu 22.04 LTS 或 Ubuntu 20.04 LTS，这两个版本对 AOSP（Android Open Source Project）主分支及主流芯片厂商 BSP 包兼容性最好。

3.1.1 系统安装与基础配置

• 磁盘空间：至少预留 250 GB 空闲空间（完整 AOSP 源码 + 编译产物约需 150~200 GB）。
• 内存与 CPU：建议 16 GB 以上内存，8 核以上 CPU；编译时多核并行可大幅缩短时间。
• 文件系统：推荐 ext4，避免使用 NTFS/FAT32（大小写敏感问题会导致编译失败）。
• Shell 环境：默认 bash 即可，也可使用 zsh + oh-my-zsh 提升效率。

3.1.2 必备软件包安装

执行以下命令安装编译 AOSP 所需的依赖包：

sudo apt update
sudo apt install -y git-core gnupg flex bison build-essential zip curl zlib1g-dev \
  gcc-multilib g++-multilib libc6-dev-i386 libncurses5 lib32ncurses5-dev \
  x11proto-core-dev libx11-dev lib32z1-dev libgl1-mesa-dev libxml2-utils \
  xsltproc unzip fontconfig python3 python3-pip

3.2 Android 源码下载与编译环境配置

3.2.1 安装 repo 工具

repo 是 Google 基于 Git 开发的仓库管理工具，用于管理 AOSP 数百个 Git 子仓库。

mkdir -p ~/bin
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
chmod a+x ~/bin/repo
# 将 ~/bin 加入 PATH
echo 'export PATH=$PATH:~/bin' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

3.2.2 下载 AOSP 源码

以 Android 14（android-14.0.0_r30）为例：

mkdir ~/aosp && cd ~/aosp
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b android-14.0.0_r30
repo sync -j$(nproc)  # 根据网络情况，首次同步可能需要 2~6 小时

3.2.3 编译环境配置

进入源码根目录，执行以下命令初始化编译环境：

source build/envsetup.sh
lunch aosp_arm64-eng  # 选择目标设备与编译类型

编译类型说明：

执行编译：

make -j$(nproc) 2>&1 | tee build.log
# 编译完成后，产物位于 out/target/product/<device>/

3.3 交叉编译工具链安装

HAL 驱动开发通常需要独立的交叉编译工具链，用于在宿主机（x86_64）上编译目标设备（ARM/ARM64）的驱动模块。AOSP 自带工具链，但部分厂商 BSP 或内核模块开发需要单独安装。

3.3.1 AOSP 自带工具链

执行 source build/envsetup.sh 后，AOSP 会自动将 prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/aarch64-linux-android-4.9/bin 等路径加入 PATH。可直接使用 aarch64-linux-android-gcc 编译 ARM64 内核模块。

3.3.2 独立安装 Linaro 工具链（推荐）

对于独立内核模块或 HAL 库开发，建议使用 Linaro 提供的交叉编译器：

# 下载 ARM64 工具链
wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
tar -xf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz -C /opt/
# 设置环境变量
echo 'export PATH=$PATH:/opt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
# 验证安装
aarch64-linux-gnu-gcc --version

3.3.3 工具链对比

3.4 adb 与 fastboot 工具使用

adb（Android Debug Bridge）和 fastboot 是 Android 驱动开发中最常用的调试与刷机工具。AOSP 编译后会生成这两个工具，也可单独安装。

3.4.1 安装 adb & fastboot

# 方法一：使用 AOSP 编译产物
cd ~/aosp
source build/envsetup.sh
lunch aosp_arm64-eng
make adb fastboot  # 仅编译这两个模块

# 方法二：apt 安装（版本可能较旧）
sudo apt install android-tools-adb android-tools-fastboot

3.4.2 adb 常用命令

3.4.3 fastboot 常用命令

3.5 环境验证清单

完成上述步骤后，建议执行以下验证，确保环境可用：

1. Ubuntu 版本：lsb_release -a 确认为 20.04 或 22.04 LTS。
2. 磁盘空间：df -h ~ 确认剩余空间 > 100 GB。
3. repo 工具：repo --version 正常输出版本号。
4. AOSP 编译：执行 make -j4 编译一个小目标（如 make adb）无报错。
5. 交叉编译器：aarch64-linux-gnu-gcc --version 输出版本信息。
6. adb 连接：连接 Android 设备后 adb devices 显示设备序列号。
7. fastboot 连接：设备进入 bootloader 后 fastboot devices 显示设备。