Android开发实践：如何设置NDK的编译选项

本文是我的《Android NDK开发》系列的又一篇文章，上篇文章中，我分享了一个可以自动添加源文件列表的 Android.mk 示例模板，方便大家快速地搭建起完整的 NDK 开发工程框架，本文则主要探究几个主要的 NDK 编译选项的配置，其中包括：APP_ABI、LOCAL_LDLIBS、LOCAL_CFLAGS、APP_STL 这几项，让你从此不再对 NDK 的编译参数望而生却。

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1. 概述 

首先回顾一下 Android NDK 开发中，Android.mk 和 Application.mk 各自的职责。

Android.mk，负责配置如下内容：

（1） 模块名（LOCAL_MODULE）

（2） 需要编译的源文件（LOCAL_SRC_FILES）

（3） 依赖的第三方库（LOCAL_STATIC_LIBRARIES，LOCAL_SHARED_LIBRARIES）

（4） 编译/链接选项（LOCAL_LDLIBS、LOCAL_CFLAGS）

Application.mk，负责配置如下内容：

（1） 目标平台的ABI类型（默认值：armeabi）（APP_ABI）

（2） Toolchains（默认值：GCC 4.8）

（3） C++标准库类型（默认值：system）（APP_STL）

（4） release/debug模式（默认值：release）

由此我们可以看到，本文所涉及的编译选项在Android.mk和Application.mk中均有出现，下面我们将一个个详细介绍。

2. APP_ABI

ABI全称是：Application binary interface，即：应用程序二进制接口，它定义了一套规则，允许编译好的二进制目标代码在所有兼容该ABI的操作系统和硬件平台中无需改动就能运行。（具体的定义请参考 百度百科 或者 维基百科 ）

由上述定义可以判断，ABI定义了规则，而具体的实现则是由编译器、CPU、操作系统共同来完成的。不同的CPU芯片（如：ARM、Intel x86、MIPS）支持不同的ABI架构，常见的ABI类型包括：armeabi，armeabi-v7a，x86，x86_64，mips，mips64，arm64-v8a等。

这就是为什么我们编译出来的可以运行于Windows的二进制程序不能运行于Mac OS/Linux/Android平台了，因为CPU芯片和操作系统均不相同，支持的ABI类型也不一样，因此无法识别对方的二进制程序。

而我们所说的“交叉编译”的核心原理也跟这些密切相关，交叉编译，就是使用交叉编译工具，在一个平台上编译生成另一个平台上的二进制可执行程序，为什么可以做到？因为交叉编译工具实现了另一个平台所定义的ABI规则。我们在Windows/Linux平台使用Android NDK交叉编译工具来编译出Android平台的库也是这个道理。

这里给出最新 Android NDK 所支持的ABI类型及区别：

那么，如何指定ABI类型呢？在 Application.mk 文件中添加一行即可：

APP_ABI := armeabi-v7a //只编译armeabi-v7a版本

APP_ABI := armeabi armeabi-v7a //同时编译armeabi，armeabi-v7a版本

APP_ABI := all //编译所有版本

3. LOCAL_LDLIBS

Android NDK 除了提供了Bionic libc库，还提供了一些其他的库，可以在 Android.mk 文件中通过如下方式添加依赖：

LOCAL_LDLIBS := -lfoo

其中，如下几个库在 Android NDK 编译时就默认链接了，不需要额外添加在 LOCAL_LDLIBS 中：

（1） Bionic libc库

（2） pthread库（-lpthread）

（3） math（-lmath）

（4） C++ support library (-lstdc++)

下面我列了一个表，给出了可以添加到“LOCAL_LDLIBS”中的不同版本的Android NDK所支持的库：

4. LOCAL_CFLAGS

我们可以在 Android.mk 文件中设置 LOCAL_CFLAGS 来为编译源代码添加额外的编译选项，由于NDK实际上也是调用GCC命令来完成编译和链接的，因此，LOCAL_CFLAGS 的可选参数配置大家可以参考GCC的官方文档，链接如下：

《GCC 4.8.4 Manual》

《GCC Command Options》

下面是我总结的一些常用的CFLAGS编译选项：

（1）通用的编译选项

-O2  编译优化选项，一般选择O2，兼顾了优化程度与目标大小

-Wall  打开所有编译过程中的Warning

-fPIC  编译位置无关的代码，一般用于编译动态库

-shared 编译动态库

-fopenmp 打开多核并行计算，

-Idir 配置头文件搜索路径，如果有多个-I选项，则路径的搜索先后顺序是从左到右的，即在前面的路径会被选搜索

-nostdinc 该选项指示不要标准路径下的搜索头文件，而只搜索-I选项指定的路径和当前路径。

--sysroot=dir 用dir作为头文件和库文件的逻辑根目录，例如，正常情况下，如果编译器在/usr/include搜索头文件，在/usr/lib下搜索库文件，它将用dir/usr/include和dir/usr/lib替代原来的相应路径。

-llibrary 查找名为library的库进行链接

-Ldir 增加-l选项指定的库文件的搜索路径，即编译器会到dir路径下搜索-l指定的库文件。

-nostdlib 该选项指示链接的时候不要使用标准路径下的库文件

（2） ARM平台相关的编译选项

-marm -mthumb 二选一，指定编译thumb指令集还是arm指令集

-march=name  指定特定的ARM架构，常用的包括：-march=armv6， -march=armv7-a

-mfpu=name   给出目标平台的浮点运算处理器类型，常用的包括：-mfpu=neon，-mfpu=vfpv3-d16

-mfloat-abi=name 给出目标平台的浮点预算ABI，支持的参数包括：“soft”, “softfp” and “hard”

5. APP_STL

从Android NDK r5 开始支持 STL 了，只需要在 Application.mk 文件中添加对 APP_STL 的定义即可：

APP_STL := gnustl_static

默认情况下，system 库只支持部分 STL 的功能，不支持C++异常，不支持RTTI，不过，NDK 集成了一系列其他的C++运行时库，可以提供这些功能，这些库的特性如下所示：

我们可以通过修改 Application.mk文件中的 APP_STL 来配置到底选择使用哪一种C++支持库：

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. 小结

关于如何设置NDK的编译选项就介绍到这儿了，有任何疑问，欢迎留言或者来信lujun.hust@gmail.com交流，也可以关注我的新浪微博 @卢_俊 或者微信公众号 @Jhuster 获取最新的文章和资讯。