Android 嵌入式全栈学习计划

背景: 有 Linux embedded C/C++ 基础（浅层），接触过 BSP API 适配 目标: 掌握 Android 嵌入式全栈开发，能独立完成从底层到应用层的系统定制 参考代码库: ~/android/aml/s905x5/aml-s905x5-androidu-v2/（Android 14 + Amlogic S905X5M ATV）

总览

Phase 1 ─ 筑基 ──────────────────────────────── 2-3 周
  构建系统入门 + AOSP 架构 + 基本 Java

Phase 2 ─ 厂商定制层 ──────────────────────────── 3-4 周
  从 vendor/giec/ 读懂"厂商如何改系统"

Phase 3 ─ 深入底层 ───────────────────────────── 4-6 周
  Bootloader → Kernel → HAL → SELinux

Phase 4 ─ Framework 与应用 ────────────────────── 4-6 周
  系统服务 → 应用开发 → OTA

Phase 1：筑基（预计 2-3 周）

1.1 理解 Android 系统架构

目标：搞懂 Android 系统的分层结构，建立整体地图。

TODO:

  • 阅读 Android 架构图 官方文档
  • 理清分层：App → Framework → 系统服务 → HAL → Kernel
  • 理解分区：bootloader / boot / system / vendor / product / data / cache

输出笔记: notes/01-android-架构概览.md

1.2 Android 构建系统入门

目标：能读懂 Android.bp 和 Android.mk，知道一个模块如何被编译进系统。

TODO:

  • 学习 Soong (Android.bp) 基本语法：cc_binary、cc_library、android_app、cc_defaults
  • 学习 Android.mk 基本语法：include $(CLEAR_VARS) / LOCAL_MODULE / LOCAL_SRC_FILES / include $(BUILD_...)
  • 理解 PRODUCT_PACKAGES 如何把模块打包进镜像
  • 理解 $(call inherit-product, ...) 的包含链
  • 结合参考代码库：打开 build/make/core/main.mk 入口，宏观理解构建流程

输出笔记: notes/02-android-构建系统.md 实操: 在参考代码库中找 1 个 cc_binary 和 1 个 android_app 的 Android.bp，读通它。

1.3 Java 基础（够用就行）

目标：能读懂 Android Framework 和 APK 源码，不要求能写复杂应用。

TODO:

  • Java 基本语法：类、继承、接口、抽象类
  • 理解 package / import 机制
  • 异常处理：try-catch、throws
  • Android 特有的 Java 用法：Context、Intent、Activity、Service、BroadcastReceiver

不建议: 啃完整 Java 教程。遇到代码时查，配合 IDE 提示学习最快。

输出笔记: notes/03-java-速查表.md（自己整理的关键语法速查）

Phase 2：厂商定制层（预计 3-4 周）

这是参考代码库最有价值的部分。绕过 AOSP 大海量的通用代码，直接看厂商写了什么。

2.1 从 device-giec.mk 出发

目标：把 device-giec.mk 中每一行提到的文件都找到并理解其作用。

TODO:

  • 读通 vendor/giec/device-giec.mk（已完成）
  • 逐行追踪包含的每个文件和模块：
    • vendor/giec/common/sepolicy/ — SELinux 策略
    • vendor/giec/common/manifest.xml — HIDL 服务声明
    • vendor/giec/common/compatibility_matrix.xml — Framework 需求声明
    • vendor/giec/common/hwstbcmdservice/ — HIDL 服务实现
    • vendor/giec/java-libs/shellCmd.jar — 系统应用特权库

输出笔记: notes/04-厂商定制层.md

2.2 预置 APK 分析

目标：理解厂商预置应用的代码结构和构建方式。

TODO:

  • 阅读 vendor/giec/apps/OTAClient/ — OTA 升级客户端（涉及网络请求、系统更新流程）
  • 阅读 vendor/giec/apps/BazeportLauncher/ — 定制 Launcher
  • 了解 APK 签名机制：testkey vs release key

输出笔记: notes/05-预置APK分析.md

2.3 设备配置

目标：理解一个 device 的完整配置。

TODO:

  • 选择 device/amlogic/ross/（S905X5M）作为分析对象
  • 读通它的 device.mk / BoardConfig.mk / AndroidBoard.mk
  • 理解它如何选择 kernel、uboot、分区大小、硬件特性

输出笔记: notes/06-设备配置.md

Phase 3：深入底层（预计 4-6 周）

这是你 C/C++ 背景能发挥的阶段。

3.1 Bootloader：U-Boot + 安全启动

TODO:

  • 阅读 bootloader/uboot-repo 构建命令：./mk s6_bl201 --vab --avb2
  • 理解 VAB (Verified Android Boot) + AVB2 (Android Verified Boot 2.0)
  • 理解 U-Boot 如何加载 boot.img 并校验签名
  • 了解 fastboot 模式

输出笔记: notes/07-bootloader-uboot-安全启动.md

3.2 Kernel 构建与设备树

TODO:

  • 理解 ./mk ross -v common14-5.15 — Kernel 版本选择与构建
  • 找到设备树文件：device/amlogic/ross/ 下的 DTS/DTSI
  • 对比 Linux 主线 DTS 和 Android 设备树的差异

输出笔记: notes/08-kernel-设备树.md

3.3 HAL 与 Treble

TODO:

  • 理解 HIDL：接口定义语言和代码生成
  • 分析 vendor/giec/hardware/interfaces/ 的 HIDL 定义
  • 理解 hwservicemanager、服务注册与客户端获取服务的完整流程
  • 对比：传统 Linux 驱动 ioctl 方式 vs Android HIDL 方式

输出笔记: notes/09-hal-treble-hidl接口.md

3.4 SELinux

TODO:

  • 读通 vendor/giec/common/sepolicy/ 下的所有 .te 文件
  • 理解 type、allow、domain、context 等核心概念
  • 理解 Android 独有的 sepolicy 语法（file_type、domain、typeattribute）
  • 实操：尝试加一条 SELinux 规则并编译验证

输出笔记: notes/10-selinux-安全策略.md

Phase 4：Framework 与应用（预计 4-6 周）

4.1 Android Framework 核心服务

TODO:

  • 理解 System Server 启动流程（frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java）
  • 了解核心服务：ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService
  • 理解 Binder IPC 机制（对标 Linux D-Bus）

输出笔记: notes/11-framework-核心服务.md

4.2 Android TV 特性

TODO:

  • 了解 TV Input Framework (TIF)
  • 了解 TV 特有的 UI/UX 设计（Leanback UI）
  • 理解参考代码库中如何集成 MindTheGapps

输出笔记: notes/12-android-tv-特性.md

4.3 OTA 升级系统

TODO:

  • 分析 OTA 升级包的生成流程（./build.sh -o）
  • 分析 vendor/giec/apps/OTAClient/ 的升级逻辑
  • 理解 Recovery 模式（bootable/recovery/）

输出笔记: notes/13-ota-升级系统.md

4.4 系统应用开发入门

TODO:

  • 用 Java 写一个简单的系统应用（需签名平台 key）
  • 通过 shellCmd.jar 调用系统级命令
  • 编译进系统并刷机验证

输出笔记: notes/14-系统应用开发.md

学习方式建议

读代码原则

  1. 先粗后细：先看 Makefile / 目录结构，再深入具体源码
  2. 追踪调用链：看到一个函数调用，如 some_func()，按住 Ctrl 点进去看实现
  3. 修改验证：光读不强，改一行代码 → 编译 → 刷机验证，印象最深

笔记策略

  • 每个模块输出一篇自己的理解笔记，用大白话写（这是检验真懂的标志）
  • 画图：架构图、调用时序图、分区布局图
  • 记录踩坑：编译错误、SELinux denials、分区空间不足

遇到问题时的排查顺序

编译错误 → 看构建系统的错误输出，搜相同问题
运行时错 → logcat 看日志
权限拒绝 → dmesg | grep avc 看 SELinux 报错
功能异常 → 逐层排查：App → Service → HAL → Kernel

最终成果预期

完成此计划后，你应该能：

  1. ✅ 独立完成一个 Android 设备的 BSP 适配（kernel + uboot + device 配置）
  2. ✅ 添加新的硬件 HIDL 服务并编写 sepolicy 规则
  3. ✅ 预置/开发系统应用，理解签名和权限机制
  4. ✅ 执行完整构建并生成 OTA 包
  5. ✅ 看懂 AOSP 大部分代码结构，能定位问题所在层

提示: 这是一个参考计划，每个阶段的时长可根据自己的节奏调整。关键是每一步都要有笔记输出，写下来才是自己的。