拥抱Android：编译python搭建移动的无线服务器平台

Android编译系列篇：

1 - Python

2 - NodeJS

3 - Nginx

4 - MariaDB

你想用废旧的Android手机作家庭服务器嘛？

其实并不难。以前，用Android SDK开发一个手机应用，安装下apk就可以host服务了，而现在就直接native化吧。

这篇文章会带你体验编译Python的过程，并用Python搭建可以带着跑的服务器。

Android 6 ARM的预编译版本可以直接下载：https://github.com/dna2github/dna2oslab/releases

Github: https://github.com/dna2github/dna2oslab/tree/master/android

Android Python运行SimpleHTTPServer：

Android python运行pip freeze查看安装的python packages：

Android python跑Django和SocketIO服务：

GCC Plugin for C4Droid（Android上gcc编译hello world）：

首先，我们要开始在Arm的Android平台上编译Python。当然，你需要先准备好一台Linux的机器，然后从Android的官方网站下载并安装好Android NDK（最好SDK也装了）。

下载一些必要的代码包：

openssl-1.0.1j: http://www.openssl.org/source/

ncurses-5.9: http://ftp.gnu.org/gnu/ncurses/

readline 6.3: http://ftp.gnu.org/gnu/readline/

sqlite-autoconf-3080701: http://www.sqlite.org/download.html

python-2.7.8: https://www.python.org/downloads/release/python-278/

我们需要一个一个编译这些包：

1. common.sh：这个文件里包含一些基础设置，比如选用的GCC，CFLAGS和LDFLAGS如何配置。

export NDKDIR="/你的NDK路径比如/android-ndk-r10c"
# GCC 版本选用，目前有4.6，4.8，4.9，选用时也注意Linux系统的类型，这里x86_64是六十四位
export COMPILER="$NDKDIR/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64/bin"
export CC="$COMPILER/arm-linux-androideabi-gcc"
export CXX="$COMPILER/arm-linux-androideabi-g++"
export CPP="$COMPILER/arm-linux-androideabi-cpp"
export LD="$COMPILER/arm-linux-androideabi-ld"
export AS="$COMPILER/arm-linux-androideabi-as"
export AR="$COMPILER/arm-linux-androideabi-ar"
export STRIP="$COMPILER/arm-linux-androideabi-strip"
export OBJCOPY="$COMPILER/arm-linux-androideabi-objcopy"
export OBJDUMP="$COMPILER/arm-linux-androideabi-objdump"
export RANLIB="$COMPILER/arm-linux-androideabi-ranlib"
export NM="$COMPILER/arm-linux-androideabi-nm"
export STRINGS="$COMPILER/arm-linux-androideabi-strings"
export READELF="$COMPILER/arm-linux-androideabi-readelf"

# 选择要编译文件在哪个Android版本上使用，这里案例是在Android 4.2上使用，就是android 17；2.2对应Android 8，5.0对应Android 21
export ANDROID="$NDKDIR/platforms/android-17/arch-arm/usr"
# 配置系统头文件和库文件位置
export CFLAGS="-I$ANDROID/include --sysroot=$ANDROID"
export CXXFLAGS="-I$ANDROID/include --sysroot=$ANDROID"
export CPPFLAGS="-I$ANDROID/include"
export LDFLAGS="-L$ANDROID/lib"

2. 编译openssl：

tar zxf openssl-1.0.1j.tar.gz
cd openssl-1.0.1j
mkdir dist

source common.sh
MACHINE=armv7 SYSTEM=android ./config -fPIC --prefix=./dist

# 在Makefile里做一些补丁，以防error
sed -i "s|-m64||" Makefile
sed -i "s|-Wall|-Wall --sysroot=$ANDROID|" Makefile

# 编译并安装
make
make install

3. 编译ncurses，readline，sqlite

仿照openssl的方法，编译另外三个库；其实还有一个zlib需要编译，当然后面不让python支持bz2就可以忽略。

注意readline编译最好选择--with-curses，然后把编译好的ncurses链接上。库类文件编译，尽量都加-fPIC，这是什么，不从汇编说还真说不清楚，还是大家自己去看官方文档吧。

对于localeconv的问题，大家最好改写下那个locale.h，在里面把localeconv的struct里fix放上你要的字符，比如decimal_point是"."，这样后面都不会出这类locale的问题了。

这里给出快捷的解决方案就是把localeconv干掉，直接hardcode：

# 在ncurses编译之前，需要打的补丁
sed -i "s/#define isDecimalPoint(c) .*/#define isDecimalPoint(c) ((c) == '.')/" form/fty_num.c
sed -i "s/localeconv()/NULL/" form/fty_num.c

# 编译ncurses
./configure --prefix=/YourPath --disable-home-terminfo --without-ada
make
make install

# 编译readline
./configure --prefix=/YourPath --host=arm-linux --build=x86_64-linux \
            --enable-static --enable-shared --with-curses
make
make install

# 编译sqlite
./configure --host=arm-linux --build=x86_64-linux
make
make install

4. 编译Python：

其实过程整体和openssl没有什么区别，细节上有一些注意事项。

- configure文件是需要手动fix的，打开文件，搜索 ac_cv_file__dev_ptmx 和 ac_cv_file__dev_ptc；删除对这两个变量的自动判断。手动去Android查看/dev文件夹里有没有ptmx和ptc设备，有就设置为yes没就no：

ac_cv_file__dev_ptmx=yes
ac_cv_file__dev_ptc=no

- 打开Modules/Setup.dist文件，把需要的python模块前面的#去掉，比如#_socket socketmodule.c timemodule.c，要python支持网络socket接口，需要把#去掉；建议尽量多加一些包；实在编译不过的包不要，有些模块需要额外下载开源软件库编译，就不只openssl，ncurses，readline，sqlite了。

这样就可以configure 了：

./configure --host=arm-unknown-linux-gnu --build=x86_64-unknown-linux-gnu \
            --enable-ipv6

- 有一段编译会报错，仔细检查，发现python需要编译一个程序，这个程序跑在host上，但gcc是arm的，host linux是x86_64的，所以我们需要复制一份解压好的python代码，然后用本地原有的gcc编译；当然编译时直接./configure && make就可以了，直到Parser文件夹下出现了pgen这个可执行文件；把它拿出来，复制到另一个python源码的Parser文件夹中，修改Makefile：

sed -i "s|\$(PGEN):.*|\$(PGEN):|" Makefile
sed -i "s|\$(CC) \$(OPT) \$(LDFLAGS) \$(PGENOBJS) \$(LIBS) -o \$(PGEN)|echo \"fake Parser/pgen\"|" Makefile

- 解决locale的问题，还有一些常量问题，笨方法hardcode：

sed -i "s|.*localeconv().*||" Objects/stringlib/localeutil.h
sed -i "s|locale_data->grouping|\"\"|" Objects/stringlib/localeutil.h
sed -i "s|locale_data->thousands_sep|\"\"|" Objects/stringlib/localeutil.h
sed -i "s|.*localeconv().*||" Objects/stringlib/formatter.h
sed -i "s|locale_data->grouping|\"\"|" Objects/stringlib/formatter.h
sed -i "s|locale_data->thousands_sep|\"\"|" Objects/stringlib/formatter.h
sed -i "s|locale_data->decimal_point|\".\"|" Objects/stringlib/formatter.h
sed -i "s|.*localeconv().*||" Python/pystrtod.c
sed -i "s|locale_data->decimal_point|\".\"|" Python/pystrtod.c
sed -i "s|I_PUSH|0x5302|" Modules/posixmodule.c
sed -i "s|p->pw_gecos|\"\"|" Modules/pwdmodule.c

- Modules/socketmodule.c: 需要去掉一些#if，不然头文件里没有定义，或者直接去$ANDROID的include文件夹把相应.h文件补充完整也可以。

...
    Py_BEGIN_ALLOW_THREADS
#ifdef USE_GETHOSTBYNAME_LOCK
    PyThread_acquire_lock(netdb_lock, 1);
#endif
    h = gethostbyaddr(ap, al, af);
    Py_END_ALLOW_THREADS
    ret = gethost_common(h, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr), af);
#ifdef USE_GETHOSTBYNAME_LOCK
    PyThread_release_lock(netdb_lock);
#endif
    return ret;
...

make然后make -i install，好啦，python编译出来啦！

下面就是放到android上跑了。

需要Android是root的，不root也可以，就是得找个地方放。

需要把python编译好的文件夹打包放到android上，还有sqlite里的那个so文件。

root的话可以在/system/bin里软链接一个python。当然，sqlite.so.3要放在/system/lib里。

其实sqlite是可以不编译的，但是我们的Django需要它，所以还是弄出来吧，ssl也可以不用，但是为了服务器支持https，还是编译下吧。

这样就可以运行python了。

# python
>>> 1+2
3

然后下载setuptools (https://pypi.python.org/pypi/setuptools/7.0) 和 pip (https://pypi.python.org/pypi/pip/1.5.6) 解压并安装：

gzip -d setuptools-7.0.tar.gz
tar xf setuptools-7.0.tar
cd setuptools-7.0
python setup.py build
python setup.py install

gzip -d pip-1.5.6.tar.gz
tar xf pip-1.5.6.tar
cd pip-1.5.6
python setup.py build
python setup.py install

把pip软链接到/system/bin。好了，python有了pip，哈哈，随心安装包吧。先来个pip install virtualenv
接下去可以安装django django-sslserver，把django-admin软链接到/system/bin，就可以写网站啦：

django-admin startproject test001
cd test001
python manage.py migrate
python manage.py runserver 0.0.0.0:8000

不安装django也可以直接对一个文件夹提供http服务：

python -m SimpleHTTPServer

有了server，在家庭里就可以搭建平台啦，如果有多个手机，连上wifi，就可以不用接线，完成无线分布式服务器，赶快练习loadbalance吧。

嗯嗯，看看需不需要用手机服务器随时监控家里的活动，然后插上SIM卡还能自动给我发短信，嘿嘿。

后面我们来想象怎么解决pip install有时需要编译c文件的问题。其实有团队已经解决了这个问题。

下载Droid for GCC plugin的apk:http://www.liqucn.com/rj/228351.shtml （这个不是官网，最好去google play下载）

把apk解压，然后找到gcc的压缩包，里面就有gcc了，把它放到Android上：

#include <stdio.h>
int main() {
  printf("hello world!\n");
  return 0;
}

然后gcc -o test test.c，并运行./test，完美输出hello world。赶紧软链接到/system/bin里吧。
好了，这样numpy都可以编译安装了。还可以编译下erl，把rabbitmq编译下，弄个分布式也不是问题。最好移植一下lxc，然后把raspberry里的arm版java搬过来就无敌啦。买个USBminiB转RJ45的头就可以插网线了。

总体来说，可以搭建移动服务器了，以后写一些网页版小应用，想用的时候android开个热点，电脑一连，开始enjoy！

让服务器无处不在吧，从家里开始～

2014.11.26

J.Y.Liu