JNI系列教程三 —— NDK入门

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安卓NDK的编写入门 包括不同安卓版本 不同cpu架构引用头文件库文件的路径规则等知识点

3.1 背景

谈到JNI的使用场景，最常用的就是android NDK的编写了。首先从https://developer.android.com/ndk/downloads/index.html#download 把最新版的NDK下载下来。下载完之后得到一个exe文件，这其实是一个自解压文件，运行后自动解压，解压完成后的文件夹有3GB，所以你的磁盘空间起码得留足5GB左右的剩余空间。
最终我们得到这么一个目录结构：

ndk目录结构
图3.1.1 ndk目录结构
接着需要将ndk所在目录添加到环境变量PATH中，这样在以后运行的时候，只需要输出ndk-buld就可以了。文件夹plantforms存放着编译各个版本的android所需的头文件和动态库，举个例子platforms/android-3/arch-arm文件夹下存放的是android 1.5版本的arm平台的头文件和库文件，从android 2.3开始，开始支持x86和mips两个平台，所以在platforms/android-9目录下会有arch-arm arch-mips arch-x86三个文件夹。

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3.2 Android.mk

mk后缀的文件是makefile文件，mk文件一般通过include语法被引入到其它makefile中。在NDK中Android.mk里存储的都是编译相关的配置信息，我们先举一个例子：

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LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := chapter3
LOCAL_CFLAGS := -DJNI_ANDROID
LOCAL_LDLIBS := -llog -lm
TARGET_ARCH := arm
TARGET_PLATFORM := android-7
LOCAL_SRC_FILES := chapter3.c 

$(info $(SYSROOT))
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

文件第一行中my-dir是一个函数，通过调用它返回当前路径，CLEAR_VARS变量指向一个mk文件，它会清除所有除了LOCAL_PATH之外的LOCAL_开头的变量，下面是一些列的对于LOCAL_开头的变量的定义：

  • LOCAL_MODULE 定义当前生成模板的名称，注意到文件最后一行include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)代表当前是要生成一个动态库，所以说将LOCAL_MODULE定义成chapter3后，将会得到一个libchapter3.so文件。
  • LOCAL_CFLAGS 定义编译用到的宏定义，当然也可以使用-I来指定头文件路径，不过这个使用LOCAL_C_INCLUDES更适合，因为后者可以被断点调试程序gdb识别。
  • TARGET_PLATFORM 指定当前使用的API版本，比如说android-9，就会使用NDK文件夹下的platforms/android-9中的头文件和库来参与编译（对于API版本和android版本之间的对应关系，可以参见百度百科的词条Android历史版本）。
  • TARGET_ARCH 指定编译的CPU平台，不同API版本支持的类型不同，越新的API支持的CPU平台就越多，如果想查看当前API版本支持哪几个平台，去plantforms/android-{API版本号}中看一下便知道，比如说android-3仅仅支持一个平台arch-arm:
    1.5支持的cpu类型
    图3.2.1 anroid 1.5支持的cpu类型
    那么android-3，可选的TARGET_ARCH就只有一个arm选项。
    但是android-21就支持6个CPU平台：
    android-21支持的CPU类型
    图3.2.2 android5.0 支持的CPU类型
    这样对于android5.0来说可选的选项包括arm arm64 mips mips64 x86 x86_64
    另外如果没有指定这个值的话，就会用默认的arm
  • LOCAL_LDLIBS 指定要引用的系统库，比如例子中的-llog就会引用``plantforms/android-{API版本号}/usr/lib/liblog.so`。
  • LOCAL_SRC_FILES 在这里就是要编译的c文件了，如果一行写不开，需要写多行，那么可以在每行的行尾加上 \。
  • BUILD_SHARED_LIBRARY 这里代表最终生成的是一个动态库文件。

3.3 简单例子

这个例子就是NDKsamples目录中hello-jni项目，将这个项目随便拷贝到某一个目录，然后删除掉项目中的tests文件夹，这个是一个单元测试，我不知道怎么使用它，所以直接删除掉。然后打开eclipse，选择File->Project…->Android->Android Project From Existing Code,选择刚才拷贝后的路径，点击完成。
在命令行中进入项目的jni文件夹，然后运行ndk-build，你会发现程序生成了好几个so文件夹，放置于项目的libs文件夹中，这是由于在文件Application.mk（位于文件夹jni中）文件中这一句造成的：
APP_ABI := all
ABI这个参数（可以参见百度百科词条ABI）比之前讲到的ARCH要更加细化，可以理解为在同一体系结构下CPU的不同版本，支持的指令集有所差异，android中支持的ABI可以参见谷歌官方ABI解释。最终在模拟器上运行程序成功：

运行hello-jni项目成功
图3.3 运行hello-jni项目成功