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使用 Android NDK 的交叉編譯工具鏈移植 C/C++ 專案到安卓平臺

什麼是 NDK?

Android NDK 是一套可以讓開發者在安卓應用開發中使用 C/C++ 實現特定模組的工具集,不是所有應用都需要用到,但是正確地使用可以有效提高應用執行效率和安全性。

為什麼要在安卓開發中使用 NDK?

  • 遊戲引擎使用 Native 的 C/C++ 庫,便於跨平臺移植,開發遊戲應用,使用NDK可以直接呼叫這些庫
  • 通用應用開發中,像加密、解密以及其他一些核心演算法等等都可以用 C/C++ 實現,使用NDK編譯為動態庫後,Java 可以通過Jni呼叫。提高效能和安全性。
  • 移植一些通用的 C/C++ 工具到安卓平臺,以便我們的應用能使用這些 Utilities, 比如 Curl 等。
  • NDK 支援用純 C++ 開發安卓應用,使用 OpenGL 來建立互動介面。

如何安裝NDK

在安裝好 安卓開發環境 後,參考官方說明進行 NDK的下載配置 。本文著重講如何用 NDK 移植 C/C++ 的專案到安卓系統,至於在安卓應用專案中使用 NDK 進行開發,包括使用純 C++ 進行開發和通過 Jni 和 Java 程式碼配合的開發網上已經有很多朋友的總結。

NDK 移植 C/C++ 專案到安卓平臺

安卓系統也是一個基於 ARM 架構的嵌入式系統,其核心是 Linux 作業系統,而且 Google 支援從 NDK 中匯出獨立的交叉編譯工具鏈。如此我們就可以參考嵌入式開發和移植的經驗。這篇文章移植 curl 庫到安卓平臺,然後我們用一個使用 curl 的二進位制可執行檔案在安卓系統中進行測試。

  • 從 NDK 中匯出 ``standalone` 的交叉編譯工具鏈

    • /usr/local/android-ndk-r9d 需要被替換為 NDK 的實際路徑。
    • make-standalone-toolchain.sh 是 Google 官方提供的匯出交叉編譯工具鏈的指令碼
    • --platform=android-19指定匯出的 API,19 代表安卓系統版本 4.4.2
    • 預設情況下,匯出的是 ARM 架構的工具鏈。如果需要 X86 後者 Mips 架構的,需要加上 --arch=x86 或者 --arch=mips
    • 匯出的壓縮包將會位於 /tmp/ndk/TOOL_CHAIN_NAME.tar.bz2
/usr/local
/android-ndk-r9d/build/tools/make-standalone-toolchain.sh --platform=android-19
  • 找到匯出的壓縮包,解壓到自己定義的目錄下
mkdir Android19NDK48
tar -xjvf /tmp/ndk-rwang/arm-linux-androideabi-4.8.tar.bz2 -C ~/Android19NDK48/
  • 將解壓後 toolchain 所在的路徑新增到環境變數中並重新載入環境配置檔案。

  • 下載 CurL 的原始碼壓縮包,並解壓縮,然後進入 src 目錄:

tar -xzvf curl-7.36.0.tar.gz -C CURLSrc/
cd CURLSrc/
./configure CC=arm-linux-androideabi-gcc --host=arm-linux-androideabi CFLAGS='-march=armv7-a -mfloat-abi=softfp' LDFLAGS='-Wl,--fix-cortex-a8'
  • 建立一個 C++ 原始檔,新增 curl 的測試程式碼
#include<stdio.h>#include<curl/curl.h>int main(){
    CURL *curl;CURLcode res;
    FILE *fp;if((fp = fopen("test.txt","w"))== NULL)return1;struct curl_slist *headers = NULL;
    headers = curl_slist_append(headers,"Accept: Agent-007");
    curl = curl_easy_init();if(curl){
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_HTTPHEADER, headers);
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL,"http://www.baidu.com");
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, fp); 
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_HEADERDATA, fp); 
        res = curl_easy_perform(curl);if(res !=0){

            curl_slist_free_all(headers);
            curl_easy_cleanup(curl);}
        fclose(fp);return0;}}
  • 建立 makefile 檔案,測試專案只有一個原始檔,使用 makefile 主要是為了管理編譯引數方便
CC= arm-linux-androideabi-g++
CFLAGS='-march=armv7-a -mfloat-abi=softfp'
LDFLAGS='-Wl,--fix-cortex-a8'

INCLUDES+=-I.
INCLUDES+=-I/home/rwang/Android19NDK48/sysroot/usr/include
LIBS+=-L/home/rwang/Android19NDK48/sysroot/usr/lib -lcurl -lz

src := $(shell ls *.cpp)
objs := $(patsubst %.cpp,%.o,$(src))

curlTestOnAndroid : $(objs)
$(CC)-o [email protected] $^ $(LIBS)%.o:%.cpp
$(CC)-c $<-o [email protected] $(INCLUDES)

clean :-rm curlTestOnAndroid $(objs)
  • 執行 make 命令進行編譯之前,我們需要把之前移植的 curl 靜態庫放到交叉編譯工具鏈的 lib 目錄下,標頭檔案拷貝到相應的 include 目錄下,具體可以參考上面 makefile 裡面的資訊。拷貝後,執行 make

  • 將編譯好的二進位制檔案通過 adb push 命令上傳到 ARM 架構的安卓裝置,比如安卓手機,通過 adb shell 進入安卓系統的終端,賦權後執行檢視結果。

至此,我們完成了使用基於NDK的交叉編譯器進行安卓平臺 C/C++ 開發的流程。NDK 對 C++ STL 的支援是有限的,在安卓應用開發中使用 C++ 原始碼的時候,Application.mk 的設定需要參考 這篇文章