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詳解Androidstudiondk配置cmake開發(fā)nativeC

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(gè)純C的android項(xiàng)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)。

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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(xiàng)目官方推薦cmake。原來,ADT的時(shí)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(diǎn):

1. 遷移現(xiàn)有native C代碼使用cmake,如果是新項(xiàng)目同理更加簡單。
2. 項(xiàng)目是native activity就是沒有java代碼的純native project。
3. 構(gòu)建編譯出多個(gè)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(xiàng)。

創(chuàng)建native項(xiàng)目,可以有兩個(gè)選項(xiàng)。第一個(gè)是創(chuàng)建的時(shí)候,選擇帶有C++ Support功能的。

詳解Android studio ndk配置cmake開發(fā)native C

第二個(gè)是對已有工程添加c/c++功能。這里,無論是不是新項(xiàng)目,都推薦使用創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目在添加c/c++功能,這樣native code就可以獨(dú)立于項(xiàng)目放在任意目錄。創(chuàng)建一個(gè)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。

詳解Android studio ndk配置cmake開發(fā)native C

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(gè)文件為我們在工程下面生成一個(gè)cpp文件夾用來存放CMakeLists.txt里面配置的native代碼文件。

詳解Android studio ndk配置cmake開發(fā)native C

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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(gè)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(gè)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(gè)NativeLib.so文件。 
# 值得一提的時(shí)候,在NDK Build中,我編譯一個(gè)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(gè)。 
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(gè)a文件。可見此函數(shù)可以使用任意多個(gè),編譯出多個(gè)庫文件。 
add_library( 
  EntryLink STATIC 
  ../../Application/EntryLink.c 
) 
 
# 這是連接一個(gè)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(shí)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(gè)庫都行。 
  NativeLib 
   
  # 這里奇怪的參數(shù),是讓PNG這個(gè)庫直接拷貝到NativeLib里面。 
  # 因?yàn)椴⒉淮蛩惆裀NG這個(gè)庫單獨(dú)載入,平臺也不一定有這個(gè)庫, 
  # 于是就整體復(fù)制到NativeLib.so里面 
  "-Wl,--whole-archive"   
  PNG   
  "-Wl,--no-whole-archive"   
   
  # 這個(gè)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(gè)庫使用。 
  # 連接的時(shí)候,不提供另外一個(gè)庫,或是那個(gè)庫還沒編譯。就會連接失敗找不到函數(shù)實(shí)現(xiàn)。 
  # 所以我們用這個(gè)庫實(shí)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(shí)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:

詳解Android studio ndk配置cmake開發(fā)native C

系統(tǒng)生成apk的時(shí)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)方案。

第一個(gè)方案,給工程添加一個(gè)依賴模塊,用同樣的方法link一個(gè)CMakeLists.txt這樣。如果這樣,工程就有兩個(gè)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(gè)方法,可以工作但感覺并不好,NDK的例子hello-libs也是用的這個(gè)方法。后來我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)跟簡單的方法。

第二個(gè)方案,利用CMake的add_subdirectory函數(shù),可以添加一個(gè)子目錄,去讓CMakeLists.txt再去載入另外一個(gè)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(gè)CMakeLists.txt文件導(dǎo)入到Android Studio里面。

詳解Android studio ndk配置cmake開發(fā)native C

# 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(gè)參數(shù)表示需要加載的子目錄CMakeLists.txt文件目錄 
# 第二個(gè)參數(shù)表示編譯這個(gè)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(gè)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(gè)so文件,鏈接它們。這樣在java中就需要載入兩個(gè)so文件。其實(shí)我是想合并兩個(gè)so的,但是利用"-Wl,--whole-archive"屬性的時(shí)候,會發(fā)生libc.so里面很多重定義。經(jīng)過google發(fā)現(xiàn)這個(gè)可能是NDK的一個(gè)bug并沒有修復(fù)。

當(dāng)然,也可以只生成一個(gè)so文件。就是讓NativeLib編譯為STATIC的,然后在Development target_link_libraries的時(shí)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(gè)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(shí)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創(chuàng)新互聯(lián)。


本文題目:詳解Androidstudiondk配置cmake開發(fā)nativeC
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