2. Perf 环境搭建：Android NDK 环境配置、交叉编译 Perf、在 Android 设备上部署 Perf 二进制

在 Android 驱动开发与调优场景中，目标设备通常运行精简的 Linux 内核，且不包含完整的 perf 工具链。因此，我们需要在主机端使用 Android NDK 提供的交叉编译工具链，为特定架构（如 arm64）编译 perf 二进制，并将其部署到 Android 设备上。本章将详细拆解这一流程，确保你能够搭建一个可复用的 Perf 交叉编译环境。

2.1 Android NDK 环境配置

Android NDK 提供了针对不同目标架构的独立工具链。我们使用 NDK 自带的 make_standalone_toolchain.py 脚本或直接使用 CMake 工具链文件来配置交叉编译环境。以下步骤基于 NDK r25c 进行说明。

1. 下载并解压 NDK： 从 Google 官方渠道下载 android-ndk-r25c-linux.zip，解压至 /opt/android-ndk。
2. 设置环境变量： 将 NDK 路径加入 PATH，并导出 ANDROID_NDK_HOME。
3. 验证工具链： 使用 aarch64-linux-android21-clang++ --version 确认交叉编译器可用。

export ANDROID_NDK_HOME=/opt/android-ndk-r25c
export PATH=$ANDROID_NDK_HOME/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin:$PATH
# 验证
aarch64-linux-android21-clang --version

下表总结了不同 Android 架构对应的 NDK 工具链前缀，编译 Perf 时需根据目标设备选择正确的架构。

2.2 交叉编译 Perf

Perf 源码位于 Linux 内核树的 tools/perf 目录下。我们不需要完整的内核源码，只需克隆内核仓库并进入该目录即可。交叉编译的核心在于指定正确的 CC、AR、LD 等变量，并禁用本地依赖。

以下是针对 arm64 架构的编译步骤：

1. 获取内核源码： git clone --depth=1 https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git
2. 进入 Perf 目录： cd linux/tools/perf
3. 配置交叉编译环境： 设置 CC、AR、LD 为 NDK 工具链版本。
4. 执行 make： 使用 make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-android- 进行编译。

#!/bin/bash
export NDK=/opt/android-ndk-r25c
export TOOLCHAIN=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64
export TARGET=aarch64-linux-android
export API=21

export CC=$TOOLCHAIN/bin/${TARGET}${API}-clang
export AR=$TOOLCHAIN/bin/${TARGET}-ar
export LD=$TOOLCHAIN/bin/${TARGET}-ld

cd linux/tools/perf
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=${TARGET}- \
     CC=$CC AR=$AR LD=$LD \
     NO_LIBELF=1 NO_LIBUNWIND=1 NO_LIBAUDIT=1 NO_LIBNUMA=1 \
     NO_LIBPERL=1 NO_LIBPYTHON=1 NO_LIBBABELTRACE=1 \
     -j$(nproc)

编译成功后，会在 linux/tools/perf 目录下生成 perf 可执行文件。使用 file perf 命令确认其架构为 ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64。

2.3 在 Android 设备上部署 Perf 二进制

将编译好的 Perf 二进制推送到 Android 设备，并赋予可执行权限。推荐放置在 /data/local/tmp 目录下，该目录具有可执行权限且重启后不会丢失（但可能被系统清理）。

1. 连接设备： 使用 adb devices 确认设备已连接。
2. 推送二进制： adb push perf /data/local/tmp/
3. 赋予权限： adb shell chmod 755 /data/local/tmp/perf
4. 验证运行： adb shell /data/local/tmp/perf --version

部署完成后，建议执行一次简单的 perf list 来验证硬件事件和软件事件是否被正确枚举。如果输出为空或报错，说明内核配置或权限存在问题。

# 推送
adb push perf /data/local/tmp/perf
adb shell chmod 755 /data/local/tmp/perf

# 验证
adb shell /data/local/tmp/perf --version
adb shell /data/local/tmp/perf list 2>&1 | head -20

2.4 交叉编译与部署流程总览

下图展示了从主机环境配置到 Android 设备上运行 Perf 的完整流程，包含关键决策点与验证环节。

2.5 常见问题与排查