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

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++ 實現特定模塊的工具集，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運行效率和安全性。

爲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可以直接調用這些庫
• 通用應用開發中，像加密、解密以及其他一些核心算法等等都可以用 C/C++ 實現，使用NDK編譯爲動態庫後，Java 可以通過Jni 調用。提高性能和安全性。
• 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 支持用純 C++ 開發安卓應用，使用 OpenGL 來創建交互界面。

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 。本文着重講如何用 NDK 移植 C/C++ 的項目到安卓系統，至於在安卓應用項目中使用 NDK 進行開發，包括使用純 C++ 進行開發和通過 Jni 和 Java 代碼配合的開發網上已經有很多朋友的總結。

NDK 移植 C/C++ 項目到安卓平臺

安卓系統也是一個基於 ARM 架構的嵌入式系統，其內核是 Linux 操作系統，而且 Google 支持從 NDK 中導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 的二進制可執行文件在安卓系統中進行測試。

• 從 NDK 中導出 ``standalone` 的交叉編譯工具鏈

  •  /usr/local/android-ndk-r9d 需要被替換爲 NDK 的實際路徑。
  • make-standalone-toolchain.sh 是 Google 官方提供的導出交叉編譯工具鏈的腳本
  •  --platform=android-19 指定導出的 API，19 代表安卓系統版本 4.4.2
  • 默認情況下，導出的是 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
  • 導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

• 找到導出的壓縮包，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 所在的路徑添加到環境變量中並重新加載環境配置文件。

• 下載 CurL 的源代碼壓縮包，並解壓縮，然後進入 src 目錄：

tar -xzvf curl-7.36.0.tar.gz -C CURLSrc/
cd CURLSrc/

• 運行 configure 生成 makefile 文件，配置參數說明參見 NDK交叉編譯需要注意的地方

./configure CC=arm-linux-androideabi-gcc --host=arm-linux-androideabi CFLAGS='-march=armv7-a -mfloat-abi=softfp' LDFLAGS='-Wl,--fix-cortex-a8'

• 創建一個 C++ 源文件，添加 curl 的測試代碼

#include <stdio.h>
#include <curl/curl.h>

int main()
{
    CURL *curl;
    CURLcode res;
    FILE *fp;
    if ((fp = fopen("test.txt", "w")) == NULL)
    return 1;
    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);
        return 0;
    }
}

• 創建 makefile 文件，測試項目只有一個源文件，使用 makefile 主要是爲了管理編譯參數方便

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 $@ $^ $(LIBS)

%.o: %.cpp
$(CC) -c $< -o $@ $(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，頭文件拷貝到相應的 include 目錄下，具體可以參考上面 makefile 裏面的信息。拷貝後，運行 make

• 將編譯好的二進制文件通過 adb push 命令上傳到 ARM 架構的安卓設備，比如安卓手機，通過 adb shell 進入安卓系統的終端，賦權後運行查看結果。

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 的支持是有限的，在安卓應用開發中使用 C++ 源代碼的時候，Application.mk 的設置需要參考 這篇文章