NDK編譯Android字符界面的可執行程序

現有這樣一個helloworld.c的源文件,如下:

#include <stdio.h>

int main(){
printf("Hello world!\n");
}
如何將它進行編譯,並在Android上執行?這就是本文的目標。

原理
(如果隻想明白怎麼做的話,可以直接跳過本節。)

熟悉Android應用開發的朋友們都知道,Android上的變成都是用Java的!
也許有人會否認:“不對,Android提供的NDK是可以用C/C++等native code來開發的。”
正確,但是,NDK編譯出來的是native的庫文件,作為庫的形式,最後還是需要由Java代碼通過JNI調用的。
也許有人又會說:“NDK裡面有提供隻寫native code而不寫Java代碼的方法的。”
正確,但是,你會發現這種方法還是需要自己編輯一些xml文件,實際上還是有一個Activity執行在Java虛擬機上的來調用的。

我們要達到的目標是:像在Linux一樣,用一句:
$gcc helloworld.c -o helloworld
就可以編譯出一個可以直接運行的helloworld,然後執行:
$./helloworld
就可以輸出:
$Hello world!

那麼如何達到這個目標呢?首先要明確一些理論知識:

1. Android是個基於Linux的操作系統,所以可以把它當作一個Linux(這句話我不知道說的是否過於絕對,若有錯誤,希望指正);

 

2. 如果需要程序不執行在虛擬機上,而是執行在Linux操作系統裡,那麼這個程序的就必須是由一個“針對‘該Linux所執行的’特定硬件平臺的”編譯器編譯得到的。例如,我們普通發行版中的gcc就是針對你的pc機的編譯的,這個可執行程序放到有著同樣硬件平臺上也是可以用的。但是如果放在類似arm的嵌入式平臺上,顯然是不能執行的(因為arm和你pc的指令集都不一樣)。如果你想用同一份源代碼編譯出arm上可以運行的程序,就要用針對arm的編譯器(例如linux-arm-gcc)來編譯。這就是所謂的交叉編譯。學過嵌入式開發的同學一定懂得。

 

3. NDK的本質是什麼?如果你用編輯器打開ndk-build,就會驚奇的發現,它不是二進制代碼,而是個shell腳本,並且很簡單,最後會調用本機的make。ndk-build的工作就是:解釋jni/Android.mk文件裡的語法,把它轉化成類似於“linux-arm-gcc xxx.c -shared -o -Ixx -Lxx libxxx.so”。所以,我理解的NDK的本質類似make,解讀類似Makefile的Android.mk。可惜的是,NDK做的包裝讓我們隻可以編譯出lib(它有連個選項)。

 

4. 既然ndk-build隻是make而不是編譯器,那麼真正的編譯器一定也在NDK包裡面。我們就可以利用這些交叉編譯的工具鏈來進行編譯瞭。

 

5. 重新看題目,“NDK編譯Android字符界面的可執行程序”,我們要做的其實不是用NDK來編譯,而是用NDK中的交叉編譯的工具鏈來編譯,編譯出來的程序也不是運行在什麼“Android字符界面”中的,確切地說,是運行在“‘Andorid執行的硬件’上的Linux”上的。

方法
參考文檔《Android NDK Dev Guide》(NDK包中的documentation.html或者直接google)中Standalone Toolchain一節。

我在這裡對過程作一個簡單的描述:
1. 清楚交叉編譯的工具鏈在哪。輸入如下命令:
SYSROOT=$NDK/platforms/android-<level>/arch-<arch>/
$NDK表示NDK安裝的路徑,level表示Android版本,arch表示硬件結構。均視自己情況而定。例如:
SYSROOT=$NDK/platforms/android-8/arch-arm
2. 設置編譯器,輸入如下命令:
export CC="$NDK/toolchains/<name>/prebuilt/<system>/bin/<prefix>gcc –sysroot=$SYSROOT"
均視自己情況而定。例如:
export CC="$NDK/toolchains/arm-linux-androideabi-4.4.3/prebuilt/linux-x86/bin/arm-linux-androideabi-gcc –sysroot=$SYSROOT"

3. 環境配置完畢,隻要執行:
$CC helloworld.c -o helloworld
就可以得到一個可以執行在“‘Andorid執行的硬件’上的Linux”的helloworld瞭。

測試
打開Android虛擬機或者連接上開發板
用adb push把helloworld傳到Android中;
用adb shell進入Android的shell;
找到剛剛傳的helloworld,執行#./helloworld就可以看到輸出啦!
#Hello world!

摘自 北京大學-Google Android實驗室

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