詳解Android studio ndk配置cmake開發(fā)native C
Android 2.2 以后的版本對NDK的支持已經(jīng)非常好了。最近把一個純C的android項目,從eclipse ADT遷移到Android studio上。本文是參考Add C and C++ Code to Your Project 官方文檔(需要翻墻),經(jīng)過各種嘗試之后的總結(jié)。
Android studio整合NDK開發(fā),有兩種模式,一種是ndk build,一種是cmake,如果是新項目官方推薦cmake。原來,ADT的時候只能用ndk build,這次切換IDE并沒有選用ndk build,而是嘗試了cmake感覺上配置更加簡潔方便。
本文探討一下幾點:
1. 遷移現(xiàn)有native C代碼使用cmake,如果是新項目同理更加簡單。
2. 項目是native activity就是沒有java代碼的純native project。
3. 構(gòu)建編譯出多個so文件,并有依賴關(guān)系。
4. 使用不依賴IDE目錄結(jié)構(gòu)的代碼目錄。
5. 創(chuàng)建過程中的注意事項。
創(chuàng)建native項目,可以有兩個選項。第一個是創(chuàng)建的時候,選擇帶有C++ Support功能的。

第二個是對已有工程添加c/c++功能。這里,無論是不是新項目,都推薦使用創(chuàng)建一個項目在添加c/c++功能,這樣native code就可以獨(dú)立于項目放在任意目錄。創(chuàng)建一個沒有native code工程,在根據(jù)CMakeLists.txt文件來添加NDK的支持。File -> Link C++ Project with Gradle。

這樣,我們的代碼就可以獨(dú)立于IDE的目錄結(jié)構(gòu)。只要提供CMakeLists.txt文件即可。一旦我們提供了CMakeLists.txt文件,Android studio就會根據(jù)這個文件為我們在工程下面生成一個cpp文件夾用來存放CMakeLists.txt里面配置的native代碼文件。

下面我們來快速的介紹一下CMakeLists.txt基本功能的寫法,能夠應(yīng)付通常的情況。更多豐富的使用規(guī)則需要查看官方文檔。CMake documentation。
# Sets the minimum version of CMake required to build the native
# library. You should either keep the default value or only pass a
# value of 3.4.0 or lower.
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
#####################################################################
# 這個是設(shè)置了編譯C的參數(shù),這里使用C99并開啟三級優(yōu)化
# 類似的設(shè)置還有CMAKE_CPP_FLAGS就是設(shè)置編譯C++的參數(shù)
# 更多的參數(shù)就要根據(jù)需要看文檔了
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -O3 -std=c99")
#####################################################################
# 這個函數(shù)是用來編譯庫的,主要是so文件和a文件。
add_library( # 括號不在這一行語法錯誤
# 庫的名字自定義的
PNG
# static 就是a文件,shared 就是so文件
STATIC
# 這里提供的是預(yù)編譯好的文件,所以用這個imported,
# 否則需要提供需要編譯文件的列表
IMPORTED
)
# 設(shè)置編譯庫文件的屬性,有很多屬性設(shè)置,根據(jù)需要查看文檔
set_target_properties(
# 設(shè)置哪個庫的編譯屬性
PNG
# 上面的PNG庫是預(yù)編譯的,這里的屬性表示文件所在的位置
PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
# 提供預(yù)編譯文件的位置。
# CMAKE_SOURCE_DIR 是內(nèi)置變量表示當(dāng)前CMakeLists.txt的位置。
# 這里需要提供絕對路徑所以需要這個變量,
# 下面會看到所有的設(shè)置都是相對于當(dāng)前文件的。但這個設(shè)置需要絕對路徑。
# ANDROID_ABI內(nèi)置變量,會根據(jù)當(dāng)前編譯的平臺分配一個文件夾名字,
# 比如armeabi-v7a, armeabi,x86等等
${CMAKE_SOURCE_DIR}/PNG/Prebuilt/Android/${ANDROID_ABI}/libpng.a
)
#####################################################################
# 表示編譯文件時候,頭文件的位置。路徑是相對于當(dāng)前文件的
# 正確設(shè)置了這個路徑,在IDE中代碼頭文件也會正確索引。否則會無法定位頭文件。
# 這里我們提供了代碼的文件的根目錄和PNG庫的頭文件目錄
include_directories(
../../../
../../External/PNG/Include/Android/
)
# 另外一個用法。編譯so文件,自定義名字叫做NativeLib
# 就像NDK Build的配置一樣,需要把源文件列表提供,不需要頭文件。
# 這些源文件會編譯成一個NativeLib.so文件。
# 值得一提的時候,在NDK Build中,我編譯一個沒有源文件的so文件,
# 以后把其他的a文件整體連接進(jìn)來。這里不行,必須提供源文件至少一個。
add_library(
NativeLib SHARED
../../Toolkit/Toolkit.c
../../Toolkit/Math/Math.c
../../Toolkit/Math/Matrix.c
../../Toolkit/Math/TweenEase.c
../../Toolkit/Utils/Array.c
../../Toolkit/Utils/ArrayList.c
../../Toolkit/Utils/ArrayStrMap.c
../../Toolkit/Utils/ArrayIntMap.c
../../Toolkit/Utils/ArrayQueue.c
../../Toolkit/Utils/BufferReader.c
../../Toolkit/Utils/Json.c
../../Toolkit/Utils/Tween.c
../../Toolkit/Utils/TweenTool.c
../../Toolkit/Platform/File.c
)
# 這是編譯一個a文件??梢姶撕瘮?shù)可以使用任意多個,編譯出多個庫文件。
add_library(
EntryLink STATIC
../../Application/EntryLink.c
)
# 這是連接一個庫文件。在庫文件使用了平臺,或是預(yù)編譯庫的接口文件,就需要在此連接。
# 才能在運(yùn)行時正確調(diào)用到這些接口函數(shù)。
target_link_libraries(
# 需要連接的庫名字,上面定義的任何一個庫都行。
NativeLib
# 這里奇怪的參數(shù),是讓PNG這個庫直接拷貝到NativeLib里面。
# 因為并不打算把PNG這個庫單獨(dú)載入,平臺也不一定有這個庫,
# 于是就整體復(fù)制到NativeLib.so里面
"-Wl,--whole-archive"
PNG
"-Wl,--no-whole-archive"
# 這個庫存在的意義是
# 比如我在NativeLib用到了一些接口函數(shù),希望留給另外一個庫使用。
# 連接的時候,不提供另外一個庫,或是那個庫還沒編譯。就會連接失敗找不到函數(shù)實現(xiàn)。
# 所以我們用這個庫實現(xiàn)空的函數(shù),用作連接。
# 并不會放到NativeLib.so里。真正運(yùn)行的時候,有別的so庫文件提供。
EntryLink
# 以下就是Android平臺提供的庫直接寫名字就行了。官方文檔有說明哪些。
android
EGL
GLESv2
log
z
)
那么編譯出來的庫文件在為什么位置呢,如下:

系統(tǒng)生成apk的時候,會自動安裝進(jìn)去。那么,有些情況,能不能自己控制庫文件的輸出的目錄能。當(dāng)然是可以的,參看NDK官方的例子,hello-libs。
add_library(gmath STATIC src/gmath.c)
set_target_properties(gmath
PROPERTIES
# 拷貝到下面的指定目錄,注意這個屬性名,這是拷貝a文件的。
ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY
${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/lib/${ANDROID_ABI})
add_library(gperf SHARED src/gperf.c)
set_target_properties(gperf
PROPERTIES
# 拷貝到下面的指定目錄,注意這個屬性名,這是拷貝so文件的。
LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY
${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/lib/${ANDROID_ABI})
接下來的問題就是,如果我有多個不同庫功能不同,源碼很多不能放在一起編譯。希望能夠模塊化管理,有兩個方案。
第一個方案,給工程添加一個依賴模塊,用同樣的方法link一個CMakeLists.txt這樣。如果這樣,工程就有兩個模塊不同的gradle配置,就需要我們用上面的方法把作為庫文件產(chǎn)生的so文件編譯到指定目錄下面,在添加預(yù)編譯文件的方式進(jìn)行連接。我開始是用的這個方法,可以工作但感覺并不好,NDK的例子hello-libs也是用的這個方法。后來我發(fā)現(xiàn)了一個跟簡單的方法。
第二個方案,利用CMake的add_subdirectory函數(shù),可以添加一個子目錄,去讓CMakeLists.txt再去載入另外一個CMakeLists.txt。這正是我們需要方法。類似于NDK Build里面的嵌套mk文件。
兩種方案都會把多個CMakeLists.txt文件導(dǎo)入到Android Studio里面。

# Sets the minimum version of CMake required to build the native
# library. You should either keep the default value or only pass a
# value of 3.4.0 or lower.
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE ON)
#####################################################################
# 第一個參數(shù)表示需要加載的子目錄CMakeLists.txt文件目錄
# 第二個參數(shù)表示編譯這個文件內(nèi)容的中間文件目錄
# 都是絕對路徑,所以我們使用了內(nèi)置變量,來跨平臺
add_subdirectory(
${CMAKE_SOURCE_DIR}/../../../NativeLib/Build/Android/
${CMAKE_SOURCE_DIR}/../../../NativeLib/Build/Android/Bin/
)
#####################################################################
include_directories(
../../../
)
add_library(
Development SHARED
../AppInit.c
../Tool.c
../GameMap.c
../Hero.c
../Enemy.c
../EnemyAI.c
../GameActor.c
)
#####################################################################
target_link_libraries(
Development
NativeLib
)
如上,我們把NativeLib作為庫編譯,Development依賴這個庫。需要注意的是,在子目錄的CMakeLists.txt中內(nèi)置變量CMAKE_SOURCE_DIR是父目錄的值,而不是當(dāng)前文件目錄。另外,可以看到我們編譯出了兩個so文件,鏈接它們。這樣在java中就需要載入兩個so文件。其實我是想合并兩個so的,但是利用"-Wl,--whole-archive"屬性的時候,會發(fā)生libc.so里面很多重定義。經(jīng)過google發(fā)現(xiàn)這個可能是NDK的一個bug并沒有修復(fù)。
當(dāng)然,也可以只生成一個so文件。就是讓NativeLib編譯為STATIC的,然后在Development target_link_libraries的時候使用"-Wl,--whole-archive"完全把NativeLib的a文件合并到Development里面就可以了。
最后,就是一個Gradle的配置了。
apply plugin: 'com.android.application'
android {
compileSdkVersion 23
buildToolsVersion '25.0.0'
defaultConfig {
applicationId 'com.test.development'
minSdkVersion 19
targetSdkVersion 23
versionCode 1
versionName '1.0'
ndk {
// 這里控制NDK編譯哪些類型的ABI so文件,用來適配不同平臺
abiFilters 'armeabi-v7a'
}
externalNativeBuild {
// 使用cmake,還可以使用ndk
cmake {
arguments '-DANDROID_TOOLCHAIN=clang',
'-DANDROID_STL=system'
cFlags '-std=c99'
}
}
}
buildTypes {
release {
minifyEnabled false
proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
}
}
externalNativeBuild {
cmake {
// 定位文件,link的時候自動生成
path '../../Build/Android/CMakeLists.txt'
}
}
}
dependencies {
compile fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')
}
cmake的參數(shù)配置,arguments可以參看官方文檔 Using CMake Variables,更多的gradle cmake配置在這里 Configure Build Types,需要科學(xué)上網(wǎng)。當(dāng)然也可以自定義自己需要的參數(shù),比如fire_base_sdk_dir用在cmake的配置中。
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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