Android原生程序启动工具

2017-11-01 Android NDK 阅读量

[翻译]Android原生程序启动工具

android.ndk

介绍
主要功能
入门指南
示例
- 示例1
- 示例2

介绍

在使用原生代码开发Android应用程序时，我们通常需要使用纯原生模式来调试它(使用NDK编译代码，生成可执行文件，并通过adb shell执行它)。有时，我们甚至不想花时间开发Android应用，因为我们只是想测试一些原生函数。

以处理OpenCL和GPU为例。编写的程序中超过80%将是性能和基准代码。由于它们直接操作系统驱动程序或硬件，所以通过ADB以纯原生模式运行它们非常自然。我享受着原生程序带给我的效率和速度。

但是，纯原生代码可能无法在Android设备上运行。比如以下遇到的一些情况:

设备没有被ROOT。因此，由于缺少权限，您不能将原生程序推到/data/文件夹下。您不能通过使用chmod+x文件来给原生可执行文件提供执行权限，因此，在设备上运行它是不可能的。

你的设备已经ROOT了。您可以通过ADB来运行代码。然而，当使用ADB运行代码时，您必须使用USB电缆将您的设备连接到计算机。如果你用一些外部功率计来测量系统功耗呢?由于USB电缆为设备提供了额外的电源输入，所以连接到USB电缆使功率测量变得不可能。

对于某些设备，您甚至没有正确的ADB驱动程序。

一些未知的情况下…

在所有这些情况下，我们需要特定的工具来帮助我们在没有ROOT、独立的、没有usb连接的设备上运行本机程序。

主要功能

不需要root权限。
你可以在没有ADB和USB连接到电脑的情况下运行原生代码。
支持从sdcard中加载本机程序。
支持命令行参数。
允许用户设置LD_LIBRARY_PATH。
支持子目录。原生程序装入的输入文件和配置可以放在子目录中，在原生程序中，使用相对路径来访问它们。
输出文件的支持。可以从工作目录中检索输出文件。

入门指南

下载地址

AndroidNativeLauncher@github.

提供了什么?

一个APK安装程序。
一些示例NDK项目，以及构建脚本。

使用说明

将您的原生程序(由ndk-build编译)复制到您的sdcard上的一个文件夹中，例如 /sdcard/test/。
将所有依赖的共享库(.so)复制到该文件夹。
将输入文件复制到同一个文件夹。
按下“载入原生程序”按钮。
如果有的话，设置命令行参数。
按下“运行”按钮来执行程序。
检查你文件夹下的结果，例如/sdcard/test/。

一些细节

问:工作目录在哪里?
答:工作目录是可执行文件的目录。
问:如何设置LD_LIBRARY_PATH?库的装载顺序是什么?
答:在textedit字段中，键入您的自定义库路径。请注意，您的工作目录将自动添加到LD_LIBRARY_PATH。例如，如果您在字段中输入“mylib”，那么LD_LIBRARY_PATH将被设置为LD_LIBRARY_PATH=mypath:workingdirectory:$LD_LIBRARY_PATH。
问:如何使用子目录?
答: 子文件夹可以通过相对路径访问。例如，如果我们在工作目录中有一个名为“image”的文件夹，其中包含一个输入图片“lena.png”。在你的代码中，你可以通过imag/lena.png来访问它。您的输出文件也将在工作目录下。

示例

提供了两个示例来演示原生程序启动程序的功能。您可以在bin目录中找到预编译的二进制文件。

如果需要，还可以使用NDK编译代码。我提供一个build_examples.sh脚本简化这个过程，请安装NDK并确保在系统路径中进行NDK构建，然后您就可以使用构建下面的示例:

1 2	$ cd examples $ ./build_examples.sh

编译完代码后，让我们将二进制文件推入到sdcard中

1 2	$ adb shell "mkdir -p /sdcard/examples" $ adb push bin /sdcard/example

然后，您可以使用NativeLauncher应用程序来加载本地程序并执行它。

–

让我们来看看两个例子的细节。

示例1

test1.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>

int main(int argc, char ** argv)
{
    if(argc > 1)
    {
        std::cout << "argc: " << argc << std::endl;
        for(int i = 0; i < argc; i ++)
        {
            std::cout << "argv[" << i << "]: " << argv[i] << std::endl;
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    std::cout << "cout: Hello world!" << std::endl;
    std::cerr << "cerr: Hello world!" << std::endl;


    std::cout << "\nTest:\n" << std::endl;
    for(int i = 0; i < 20; i ++)
    {
        for(int j = 0; j < i; j ++)
            std::cout << "*";

        std::cout << std::endl;
    }

    std::ofstream ofs("results.txt");
    if(ofs.is_open()){
        ofs << "This is just a test." << std::endl;

        ofs.close();

        std::cout << "results.txt is generated." << std::endl;
    }

    return 0;
}

正如您所看到的，这个演示基本上打印出命令行参数、一些测试消息、一个使用的简单图形，最后保存一个results.txt文件到sdcard。

我们使用以下makefile编译test1.cpp:

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := test1
LOCAL_LDLIBS   = -llog
LOCAL_CFLAGS    += -fPIE
LOCAL_LDFLAGS     += -fPIE -pie
LOCAL_SRC_FILES := test1.cpp
include $(BUILD_EXECUTABLE)

示例2

这个例子展示了对共享库和LD_LIBRARY_PATH的支持。我们定义一个add()函数并将其编译成一个共享库。然后在main()函数中，我们从共享库调用add()函数来执行计算。

addfunc.cpp

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

test2.cpp

#include <iostream>

extern int add(int, int);
int main(int argc, char ** argv)
{
    std::cout << "Test shared library." << std::endl;
    int a = 1;
    int b = 2;
    std::cout << "a=" << a << std::endl
        <<"b=" << b << std::endl
        << "add(a, b)=" << add(a, b) << std::endl;

    return 0;
}

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := addfunc
LOCAL_SRC_FILES := addfunc.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := test2
LOCAL_SRC_FILES := test2.cpp
LOCAL_CFLAGS    := -fPIE
LOCAL_LDFLAGS     := -fPIE -pie
LOCAL_LDLIBS    := -L$(LOCAL_PATH)/../libs/$(TARGET_ARCH_ABI)/ -laddfunc
include $(BUILD_EXECUTABLE)

因为libaddfunc.so和test2在同一个文件夹中，当您加载test2可执行文件时，共享库libaddfunc.so自动加载。因此，当您运行程序时，您将看到正确的输出:

Test shared library.
a=1
b=2
add(a,b)=3

但是，如果我们移动libaddfunc.so到一个名为lib的子目录：

$ adb shell
$ cd sdcard/example/example2
$ mkdir lib
$ mv libaddfunc.so lib/

然后，如果我们再次执行本机程序，因为这一次共享库不在搜索路径中，我们将看到以下消息:

1	CANNOT LINK EXECUTABLE: could not load library "libaddfunc.so" needed by ".test2"; caused by library "libaddfunc.so" not found.

为了解决这个问题，我们可以在LD_LIBRARY_PATH文本字段中输入lib。也就是说，当前的图书馆搜索路径变成了:

1	LD_LIBRARY_PATH=lib:working_directory:$LD_LIBRARY_PATH

在这里，工作目录是您的本机程序所在的文件夹。

通过这样做，我们可以再次按下“Run”按钮运行原生程序，我们应该能够看到正确的输出消息。这意味着已经找到并加载了共享库。