NDK编译基础示例

本篇博文参考了非虫大大的Android软件安全与逆向分析，这真的是一本好书，里面涵盖的内容比较全也比较基础。下面开始我们的学习。

Android为了提高效率、安全性等，提供了NDK（原生开发套件），现在我们来看看如何编译原生程序。

原生程序的编译有三种方法：

1、使用gcc手动编译

2、使用ndk-build手动编译

3、使用eclipse自动编译

我们分别使用这三种方式来分别编译看看。

准备工作：

1、下载对应版本的ndk，我所使用的平台是windows，解压到指定位置即可。ndk下载链接：https://developer.android.com/ndk/downloads/index.html

我的路径为F:\android\android-ndk-r11b，那么工具链的完整路径为F:\android\android-ndk-r11b\toolchains\arm-linux-androideabi-4.9\prebuilt\windows-x86_64\bin，大家可以看到该目录有很多前缀为arm-linux-androideabi-的exe文件，代表它们使用与arm架构的android程序开发。

现在，就开始动手啦。

首先，新建hello.c程序，代码如下：

#include<stdio.h>int main(int argc, int** argv[]){    printf("Hello ARM!\n");    return 0;}

1、gcc手动编译

使用这种方式需要首先编写makefile文件。为了之后的方便，我们先将adb 和make工具加入环境变量，环境变量设置方式这里就不细说了。不知道的可以参考这篇文章：http://jingyan.baidu.com/article/17bd8e52f514d985ab2bb800.html，make.exe工具路径为F:\android\android-ndk-r11b\prebuilt\windows-x86_64\bin，将该路径添加到环境变量中，注意与adb路径用分号隔开。

现在，我们开始编写我们的makefile文件。新建makefile文件，无后缀名，内容如下：

NDK_ROOT=F:\android\android-ndk-r11bTOOLCHAINS_ROOT=$(NDK_ROOT)\toolchains\arm-linux-androideabi-4.9\prebuilt\windows-x86_64TOOLCHAINS_PREFIX=$(TOOLCHAINS_ROOT)\bin\arm-linux-androideabiTOOLCHAINS_INCLUDE=$(TOOLCHAINS_ROOT)\lib\gcc\arm-linux-androideabi\4.9\include-fixedPLATFORM_ROOT=$(NDK_ROOT)\platforms\android-23\arch-armPLATFORM_INCLUDE=$(PLATFORM_ROOT)\usr\includePLATFORM_LIB=$(PLATFORM_ROOT)\usr\libMODULE_NAME=helloBUILD_TYPE=cPATH_ANDROID=/data/local/tmp/RM=delFLAGS=-I$(TOOLCHAINS_INCLUDE) \-I$(PLATFORM_INCLUDE) \-L$(PLATFORM_LIB) \-nostdlib \-lgcc \-Bdynamic \-lc \-pie -fPIEOBJS=$(MODULE_NAME).o \$(PLATFORM_LIB)\crtbegin_dynamic.o \$(PLATFORM_LIB)\crtend_android.oall:$(TOOLCHAINS_PREFIX)-gcc $(FLAGS) -c $(MODULE_NAME).$(BUILD_TYPE) -o $(MODULE_NAME).o$(TOOLCHAINS_PREFIX)-gcc $(FLAGS) -S $(MODULE_NAME).$(BUILD_TYPE) -o $(MODULE_NAME).S$(TOOLCHAINS_PREFIX)-gcc $(FLAGS) $(OBJS) -o $(MODULE_NAME)clean:$(RM) *.oinstall:adb push $(MODULE_NAME) $(PATH_ANDROID)adb shell chmod 755 $(PATH_ANDROID)$(MODULE_NAME)adb shell $(PATH_ANDROID)$(MODULE_NAME)

makefile文件说明：

1、如果仔细看的话，就会发现这个文件定义了一系列的变量，然后又使用拼接的方式将值赋给另一个变量。

2、前六行定义了路径变量，$(NDK_ROOT)就是取该变量值，在这里可能需要对应版本修改你的对应路径。

3、MODULE_NAME这个变量定义了我们编译完成的名称为hello

4、FLAGS变量增加了一些头文件和库文件的搜索路径和编译选项。在这里我们主要提两个选项，第一个是-nostdlib，android没有采用glibc作为c库，而是采用Google自己开发的Bionic C库，因此需要加入该选项；第二个是-pie -fPIE，在android4.4之后添加了新的保护机制,可执行文件必须是采用PIE编译的，我们加入该行参数，就可以避免报错。

5、all便签指定了编译程序时需要执行的命令。

6、clean标签用于清理生成的目标文件。

7、install标签将我们生成的最终文件安装到手机上，就可以看到c程序输出的结果了。（该标签下的命令就是我们为什么要设置adb环境变量，方便在makefile中编写该命令）

将我们的makefile文件与hello.c放到同一目录下，打开命令行，进入该目录，依次执行以下命令：

makemake install 

此时，可以看到控制台输出"Hello ARM!"。

同时，我们打开刚才的目录，可以看到里面生成了一些.o和.S文件。假设我们想删除其中后缀为.o的文件，执行make clean命令，再打开目录就会看到.o文件已经被删除。。如果想修改删除规则，修改makefile中clean标签内容即可。

2、ndk-build编译

首先，我们先将ndk-build命令加入环境变量，该命令一般位于ndk安装目录下，我安在F:\android下，因此我的ndk-build命令路径为F:\android\android-ndk-r11b，参考gcc编译方式中的adb环境变量设置，将此路径加入到android变量中即可，注意用分号隔开。

使用ndk-build工具，必须先有一个Android工程。我们可以使用sdk开发包中的tools目录下的android脚本来生成。首先我们列出Android SDK中所有已经按照的SDK平台版本。在sdk\toos目录下执行以下命令：

android list

执行这条命令后，会列出很多个SDK版本，在这里选择其中一个版本作为我们建立项目的版本号，记住该版本的id

接下来创建Android工程，执行以下命令：

android create project -n hello2 -p hello2 -t 9 -k com.droider.hello2 -a MyActivity

命令行说明：-n 指定工程名称，-t 指定平台版本号，这里可以输入刚才选择版本号的id，-k 指定工程包名，-a 指定默认Actitivy名称。

执行完以上命令后，会看到tools目录下生成了hello2的工程。

下一步，进入工程根目录，新建jni文件夹，并将我们最开始编写的hello.c文件复制进去。接着编写ndk-build所需要的脚本文件，主要是Android.mk与Application.mk两个脚本，Application.mk可选，我们暂时不使用，这里我们只使用Android.mk文件，该文件是工程的编译脚本，描述了编译原生程序所需的编译选项，头文件，源文件及依赖库等。

新建Android.mk，文件内容如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_ARM_MODE := armLOCAL_MODULE := helloLOCAL_SRC_FILES := hello.cinclude $(BUILD_EXECUTABLE)

Android.mk文件说明：

1、LOCAL_PATH：定义本地源码路径

2、CLEAR_VARS：让编译系统清除掉一些已经定义过的宏

3、LOCAL_ARM_MODE：指定生成的原生程序使勇的ARM指定模式

4、LOCAL_MODULE：指定模块名称，即原生程序生成后的文件名

5、LOCAL_SRC_FILES：指定C或C++源列表。示例中使用的只有一个hello.c文件。

6、BUILD_EXECUTABLE：指定生成可执行文件。
Android.mk文件编写完后，将它与hello.c一同放在jni目录下，然后进入命令行切换到hello2根目录，执行ndk-build命令，执行效果如下：

此时，我们看执行结果的最后一行即我们生成文件的位置。因此，我们进入hello2目录下的libs/armeabi下，将hello文件复制到模拟器或手机中，执行过程参考gcc手动编译。其实主要也就是以下三条命令即可：

adb push hello /data/local/tmpadb shell chmod 755 /data/local/tmp/helloadb shell /data/local/tmp/hello

说明：1、adb需要配置环境变量。

    2、传入的hello必须修改权限为可执行文件

此时，可以看到，控制台命令行输出"Hello ARM!"。

3、Eclipse创建工程并自动编译

使用eclipse自动编译原生程序的原理依然是使用ndk-build工具。

1、打开eclilpse，新建Android工程，取名为hello3。

2、新建Build，当代码修改保存后，eclipse会自动编译生成原生程序，新建Build流程如下：

在hello3工程上右键选择Properties，点击Builders选项，再点击右侧New按钮，然后双击Program打开Edit Configuration，在对话框的Name一栏中设置Builder名称，Location输入ndk-build命令路径，Working Drrectory右侧的Browser Workspace选择hello3工程，点击Apply按钮。点击Refresh标签，勾选“Refresh resource upon completion”复选框。点击Build Options标签，勾选“During auto builds”和"Specify working set of relevant resources"复选框。点击“Specify Resources”按钮，勾选hello3工程的jni目录，点击finish按钮，点击Ok关闭Edit Configuration对话框。点击OK关闭Properties对话框。

3、此时hello3自动编译，并在libs/armeabi目录下省hello可执行文件。

结果如下：

以后在Eclipse中对jni目录下任何文件进行修改保存操作，都会触发JNI_Builder执行来重新编译工程。

至此，我们已经将三种编译方式完全讲述完毕。