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本文是我的《Android NDK開發》系列的又一篇文章,上篇文章中,我分享了一個可以自動添加源文件列表的 Android.mk 示例模板,方便大家快速地搭建起完整的 NDK 開發工程框架,本文則主要探究幾個主要的 NDK 編譯選項的配置,其中包括:APP_ABI、LOCAL_LDLIBS、LOCAL_CFLAGS、APP_STL 這幾項,讓你從此不再對 NDK 的編譯參數望而生卻。
1. 概述
首先回顧一下 Android NDK 開發中,Android.mk 和 Application.mk 各自的職責。
Android.mk,負責配置如下內容:
(1) 模塊名(LOCAL_MODULE)
(2) 需要編譯的源文件(LOCAL_SRC_FILES)
(3) 依賴的第三方庫(LOCAL_STATIC_LIBRARIES,LOCAL_SHARED_LIBRARIES)
(4) 編譯/鏈接選項(LOCAL_LDLIBS、LOCAL_CFLAGS)
Application.mk,負責配置如下內容:
(1) 目標平臺的ABI類型(默認值:armeabi)(APP_ABI)
(2) Toolchains(默認值:GCC 4.8)
(3) C++標準庫類型(默認值:system)(APP_STL)
(4) release/debug模式(默認值:release)
由此我們可以看到,本文所涉及的編譯選項在Android.mk和Application.mk中均有出現,下面我們將一個個詳細介紹。
2. APP_ABI
ABI全稱是:Application binary interface,即:應用程序二進制接口,它定義了一套規則,允許編譯好的二進制目標代碼在所有兼容該ABI的操作系統和硬件平臺中無需改動就能運行。(具體的定義請參考 百度百科 或者 維基百科 )
由上述定義可以判斷,ABI定義了規則,而具體的實現則是由編譯器、CPU、操作系統共同來完成的。不同的CPU芯片(如:ARM、Intel x86、MIPS)支持不同的ABI架構,常見的ABI類型包括:armeabi,armeabi-v7a,x86,x86_64,mips,mips64,arm64-v8a等。
這就是為什么我們編譯出來的可以運行于Windows的二進制程序不能運行于Mac OS/Linux/Android平臺了,因為CPU芯片和操作系統均不相同,支持的ABI類型也不一樣,因此無法識別對方的二進制程序。
而我們所說的“交叉編譯”的核心原理也跟這些密切相關,交叉編譯,就是使用交叉編譯工具,在一個平臺上編譯生成另一個平臺上的二進制可執行程序,為什么可以做到?因為交叉編譯工具實現了另一個平臺所定義的ABI規則。我們在Windows/Linux平臺使用Android NDK交叉編譯工具來編譯出Android平臺的庫也是這個道理。
這里給出最新 Android NDK 所支持的ABI類型及區別:
那么,如何指定ABI類型呢?在 Application.mk 文件中添加一行即可:
APP_ABI := armeabi-v7a //只編譯armeabi-v7a版本 APP_ABI := armeabi armeabi-v7a //同時編譯armeabi,armeabi-v7a版本 APP_ABI := all //編譯所有版本
3. LOCAL_LDLIBS
Android NDK 除了提供了Bionic libc庫,還提供了一些其他的庫,可以在 Android.mk 文件中通過如下方式添加依賴:
LOCAL_LDLIBS := -lfoo
其中,如下幾個庫在 Android NDK 編譯時就默認鏈接了,不需要額外添加在 LOCAL_LDLIBS 中:
(1) Bionic libc庫
(2) pthread庫(-lpthread)
(3) math(-lmath)
(4) C++ support library (-lstdc++)
下面我列了一個表,給出了可以添加到“LOCAL_LDLIBS”中的不同版本的Android NDK所支持的庫:
4. LOCAL_CFLAGS
我們可以在 Android.mk 文件中設置 LOCAL_CFLAGS 來為編譯源代碼添加額外的編譯選項,由于NDK實際上也是調用GCC命令來完成編譯和鏈接的,因此,LOCAL_CFLAGS 的可選參數配置大家可以參考GCC的官方文檔,鏈接如下:
《GCC 4.8.4 Manual》
《GCC Command Options》
下面是我總結的一些常用的CFLAGS編譯選項:
(1)通用的編譯選項
-O2 編譯優化選項,一般選擇O2,兼顧了優化程度與目標大小
-Wall 打開所有編譯過程中的Warning
-fPIC 編譯位置無關的代碼,一般用于編譯動態庫
-shared 編譯動態庫
-fopenmp 打開多核并行計算,
-Idir 配置頭文件搜索路徑,如果有多個-I選項,則路徑的搜索先后順序是從左到右的,即在前面的路徑會被選搜索
-nostdinc 該選項指示不要標準路徑下的搜索頭文件,而只搜索-I選項指定的路徑和當前路徑。
--sysroot=dir 用dir作為頭文件和庫文件的邏輯根目錄,例如,正常情況下,如果編譯器在/usr/include搜索頭文件,在/usr/lib下搜索庫文件,它將用dir/usr/include和dir/usr/lib替代原來的相應路徑。
-llibrary 查找名為library的庫進行鏈接
-Ldir 增加-l選項指定的庫文件的搜索路徑,即編譯器會到dir路徑下搜索-l指定的庫文件。
-nostdlib 該選項指示鏈接的時候不要使用標準路徑下的庫文件
(2) ARM平臺相關的編譯選項
-marm -mthumb 二選一,指定編譯thumb指令集還是arm指令集
-march=name 指定特定的ARM架構,常用的包括:-march=armv6, -march=armv7-a
-mfpu=name 給出目標平臺的浮點運算處理器類型,常用的包括:-mfpu=neon,-mfpu=vfpv3-d16
-mfloat-abi=name 給出目標平臺的浮點預算ABI,支持的參數包括:“soft”, “softfp” and “hard”
5. APP_STL
從Android NDK r5 開始支持 STL 了,只需要在 Application.mk 文件中添加對 APP_STL 的定義即可:
APP_STL := gnustl_static
默認情況下,system 庫只支持部分 STL 的功能,不支持C++異常,不支持RTTI,不過,NDK 集成了一系列其他的C++運行時庫,可以提供這些功能,這些庫的特性如下所示:
我們可以通過修改 Application.mk文件中的 APP_STL 來配置到底選擇使用哪一種C++支持庫:
system -> Use the default minimal system C++ runtime library. gabi++_static -> Use the GAbi++ runtime as a static library. gabi++_shared -> Use the GAbi++ runtime as a shared library. stlport_static -> Use the STLport runtime as a static library. stlport_shared -> Use the STLport runtime as a shared library. gnustl_static -> Use the GNU STL as a static library. gnustl_shared -> Use the GNU STL as a shared library.
6. 小結
關于如何設置NDK的編譯選項就介紹到這兒了,有任何疑問,歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流,也可以關注我的新浪微博 @盧_俊 或者微信公眾號 @Jhuster 獲取最新的文章和資訊。
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