Thursday, August 24, 2023

Android AOSPシステムアプリ設定の基礎: .mkファイルの作成方法とその他の設定
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  1. チャプター1. AOSPとシステムアプリの概要
  2. チャプター2. .mkファイルの作成
  3. チャプター3. 追加の設定方法
  4. チャプター4. システムアプリのビルドとテスト
  5. チャプター5. 結論と要約

チャプター1. AOSPとシステムアプリの概要

この章では、Androidシステムアプリ開発の概要について紹介します。システムアプリは通常のアプリとは異なる点があるため、その違いを調べて、システムアプリを開発する必要がある理由を理解します。

1.1. システムアプリとは？

システムアプリとは、Androidデバイス上で動作し、他のアプリとは別のグループに分けられ、システムエリア(/system/app、/system/priv-app)にインストールされるアプリケーションです。特別な権限や機能があり、通常のユーザーアプリケーションとは異なるコアな機能を果たしているため、デバイスの安定性やセキュリティに重要な役割を果たします。

1.2. システムアプリの必要性

システムアプリを開発する理由はいくつかあります。

  • 重要なシステムサービスを提供する:例えば、連絡先管理、電話、SMS、システム設定管理などです。
  • ハードウェアとアクセスインターフェースを制御する: 例えば、カメラ、GPS、センサーなどのハードウェア機能に直接アクセスするアプリ。
  • ユーザーのプライバシーを保護し、セキュリティを提供する: システムアプリは、デバイスでセキュリティ機能を提供し、ユーザーのプライバシーを保護するために使用されることがよくあります。

1.3. 開発環境の設定

システムアプリ開発には、Android Open Source Project（AOSP）のソースコードが使用されます。AOSPを使ってシステムアプリを開発するには、次の手順が必要です。

  1. AOSPコードをダウンロードし、開発環境を設定します。
  2. システムアプリケーションのプロジェクトを作成し、必要なビルド設定ファイルを設定します。
  3. プロジェクトをAOSPに追加し、プラットフォームと一緒にビルドします。
  4. ビルドされたシステムイメージをデバイス（またはエミュレータ）にインストールし、システムアプリの動作を確認します。

この概要では、システムアプリ開発の概念を簡単に説明しました。次の章では、システムアプリケーションのビルド設定ファイル（.mkファイル）の作成についてご説明します。

チャプター2. .mkファイルの作成

この章では、AOSPで使用される.mkファイルの書き方について学びます。.mkファイルは、システムアプリのビルド設定を定義するMakefileです。

2.1. 主要なコンポーネントと構造

典型的な.mkファイルには、次のような主要なコンポーネントと構造が含まれています。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE_TAGS := optional
LOCAL_MODULE := MySystemApp
LOCAL_SRC_FILES := $(call all-java-files-under, src)
LOCAL_PRIVILEGED_MODULE := true
LOCAL_JAVA_LIBRARIES := framework

include $(BUILD_PACKAGE)

LOCAL_PATH

LOCAL_PATHは現在のディレクトリのパスを指定します。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

CLEAR_VARSは、ビルド変数を初期化するファイルをインクルードします。これは最初に実行する必要があります。

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE_TAGS

LOCAL_MODULE_TAGSは、このモジュールがいつビルドされるかを定義します。'optional'という値は、モジュールがデフォルトではビルドされず、明示的にビルドされるときのみインクルードされることを意味します。

LOCAL_MODULE_TAGS := optional

LOCAL_MODULE

LOCAL_MODULEは、システムアプリの名前を指定します。パッケージ名と一致する必要はありません。

LOCAL_MODULE := MySystemApp

LOCAL_SRC_FILES

LOCAL_SRC_FILESは、ビルドに使用されるソースファイルをリストします。特定のフォルダ内のすべてのJavaファイルを参照するには、'call all-java-files-under'関数を使用できます。

LOCAL_SRC_FILES := $(call all-java-files-under, src)

LOCAL_PRIVILEGED_MODULE

LOCAL_PRIVILEGED_MODULEは、システムアプリが特権モジュールであるかどうかを決定します。trueに設定すると、アプリは特権システムアプリとしてビルドされます。

LOCAL_PRIVILEGED_MODULE := true

LOCAL_JAVA_LIBRARIES

LOCAL_JAVA_LIBRARIESは、アプリをビルドするために必要な追加のJavaライブラリを指定します。

LOCAL_JAVA_LIBRARIES := framework

include $(BUILD_PACKAGE)

BUILD_PACKAGEは、システムアプリパッケージをビルドするために必要なコマンドが含まれるスクリプトファイルをインクルードします。

include $(BUILD_PACKAGE)

2.2. 追加の設定

必要に応じて、.mkファイルに追加の設定を適用できます。例えば、AndroidManifest.xmlで定義された権限をシステムアプリに限定する場合、以下の行を.mkファイルに追加します。

LOCAL_REQUIRED_PERMISSIONS := android.permission.MY_SYSTEM_ONLY_PERMISSION

上記の例で、'android.permission.MY_SYSTEM_ONLY_PERMISSION'を所望のシステム専用の権限に置き換えてください。

追加の設定を通じて、ソースコード、リソースファイル、依存関係など、ビルドの様々な側面を微調整することができます。

ここまでで、.mkファイルの作成方法を学びました。次の章では、他の追加設定方法について説明します。

チャプター3. 追加の設定

この章では、AOSPシステムアプリの設定プロセスで考慮すべき追加の要素を探ります。

3.1. AIDLインターフェースのビルド

システムアプリがAIDLインターフェースを使用している場合、インターフェースファイルを.mkファイルに追加する必要があります。

LOCAL_AIDL_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/aidl
LOCAL_SRC_FILES := $(call all-aidl-files-under, aidl)

上記のコードは、AIDLインターフェイスファイルを含む 'aidl' ディレクトリへの参照を設定しています。これにより、システムアプリのビルドプロセス中にディレクトリ内のAIDLファイルが自動的にコンパイルされます。

3.2. 追加のリソースディレクトリの設定

アプリが複数のリソースフォルダを使用している場合、これらの追加フォルダを.mkファイルに含める必要があります。例えば、'res_extra'という追加のリソースディレクトリを使用している場合、以下のように設定します。

LOCAL_RESOURCE_DIR += $(LOCAL_PATH)/res_extra

3.3. C/C++ネイティブコードのビルド

アプリがC/C++のネイティブコードを使用している場合、そのコードをNDKを使ってビルドし、.mkファイルに以下の追加設定を行うことで取り込む必要があります。

LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/native/include
LOCAL_SRC_FILES := native/my_native_lib.c
LOCAL_CFLAGS := -DUSE_MY_NATIVE_LIB

上記のコードは、ネイティブライブラリ 'my_native_lib.c' ファイルと関連ヘッダディレクトリへの参照を設定し、ライブラリを使用するためのシンボル定義を指定しています。

例: 
LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/jni/include
LOCAL_SRC_FILES += $(call all-c-files-under, jni)
LOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES := my-native-lib

3.4. ProGuard設定

システムアプリでProGuardをコード削減や難読化に利用する場合、.mkファイルにProGuard設定ファイルを含める必要があります。

LOCAL_PROGUARD_ENABLED := $(MY_PROGUARD_ENABLED)
LOCAL_PROGUARD_FLAG_FILES := $(LOCAL_PATH)/proguard.flags

上記のコードは、ProGuardを有効にし、'proguard.flags'ファイルを使用しています。

これで、AOSPシステムアプリ設定の追加設定内容を確認しました。これらの設定を適切に使用することで、システムアプリのビルド属性を微調整できます。

チャプター4. システムアプリのビルドとテスト

本章では、AOSPで開発されたシステムアプリのビルドとテスト方法について説明します。

4.1. システムアプリのビルド

まず、開発環境がAOSPビルドをサポートしていることを確認する必要があります。オペレーティングシステム、Java Development Kit(JDK) のバージョン、ソースコードなど、すべての要素が互換性がある必要があります。詳しくは、公式Androidビルド要件ドキュメントを参照してください。

開発環境が整ったら、AOSPビルドにシステムアプリを追加する必要があります。アプリのソースコードディレクトリと.mkファイルを含むパスをAOSPビルドシステムに含めます。一般的に、システムアプリは `packages/apps` ディレクトリに位置しています。

アプリが正常に追加されると、AOSPビルド全体のプロセスもシステムアプリをビルドします。次のコマンドでビルドを開始してください。

source build/envsetup.sh
lunch
make -j4

AOSPビルドが完了すると、`out/target/product/{device-name}/system/app` のパスでビルドされたシステムアプリを確認できます。

4.2. システムアプリのテスト

開発したシステムアプリを実際のデバイスやエミュレータでテストするには、以下の手順を実行してください。

  1. AOSPビルドで作成されたシステムイメージをデバイスにインストールします。
  2. デバイスを起動し、開発したアプリを実行して正常に動作するか確認します。
  3. アプリの全体的な機能、性能、使いやすさを検証します。
  4. 問題が発生した場合、ログを確認してデバッグおよび修正します。
  5. デバイスとエミュレータの両方でさまざまな環境とデバイスでテストし、互換性をチェックします。
  6. すべてのテストが完了したら、デプロイを準備します。

システムアプリのテストは、アプリの正常な動作だけでなく、システムとの相互作用やリソース使用量などのさまざまな要素を検討することが含まれます。

これで、システムアプリのビルドとテスト方法について説明しました。次の章では、全体の内容をまとめて結論を述べます。

チャプター5. 全体のまとめと要約

このドキュメントでは、AOSPを通じたシステムアプリ開発に関連する主要な概念とプロセスを取り扱いました。本章では、前述の章で取り扱った情報を簡単にまとめます。

5.1. 要約

  1. システムアプリ開発の概要: システムアプリはシステム領域にインストールされ、通常のアプリとは異なり特別な権限や機能を使用できます。
  2. .mkファイルの作成: ビルド設定は.mkファイルに定義され、システムアプリのビルドプロセスを制御します。このファイルには変数やコマンド、要件に応じた様々な設定が含まれます。
  3. 追加の設定: システムアプリのビルドプロセスに必要な追加の要素を適用できます。これらの設定には、AIDLインターフェース、追加のリソースフォルダ、ネイティブコードのビルド、ProGuard設定が含まれます。
  4. システムアプリのビルドとテスト: AOSPでシステムアプリをビルドし、デバイスまたはエミュレータで正しい動作を確認するためにテストします。テストプロセスは、機能、性能、互換性などのさまざまな要素を含みます。

5.2. まとめ

Androidのシステムアプリ開発は、難易度が高く、多くの経験と専門知識が必要です。本ガイドでは、AOSPシステムアプリ開発の基本をカバーしました。これがさらなる学習と実践経験の礎となることを願っています。システムアプリ開発を通じて、安全で豊かなユーザーエクスペリエンスを提供するアプリを作成することを楽しみにしています。


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