交叉编译概念
先来看一下，如果要在PC上运行一个二进制程序（以源码的方式进行编译，不要以包管理工具的方式来安装），需要怎样做？
首先，要有这个二进制程序的源代码（有可能是直接下载的，也有可能是自己编写的代码），然后在PC上进行编译链接生成可执行文件，最后在Terminal下面去执行该可执行文件。
上述流程中包含了几个角色，首先是要有源代码，然后是要知道最终运行该二进制程序的机器是哪一个（其实就是本机器），当然，其中最重要的就是编译器和链接器了，对于C或者C++程序来讲，就是使用gcc和g++，而该编译器是需要预先安装在机器上的。分析了这么多角色，总结成一句话就是：使用本机器的编译器，将源代码编译链接成为一个可以在本机器上运行的程序。这就是正常的编译过程，也称为Native Compilation，中文译作本机编译。
了解了本机编译之后，再来看一下何为交叉编译。所谓交叉编译，就是在一个平台（如PC）上生成另外一个平台（Android、iOS或者其他嵌入式设备）的可执行代码。相较于正常编译，下面来看一下交叉编译的相应角色。首先，最终程序运行的设备就是Android或者iOS设备，源代码就是从第三方开源网站上下载的源代码，编译机器就是我们的PC，而编译器也必须要安装到该PC上。但是这里对编译器是有特殊需求的，最终程序运行的系统必须要提供可运行在PC上的编译器，而该编译器就是大家常说的交叉工具编译链。
了解了交叉编译之后，大家应该能够理解交叉编译存在的必要性了。在一般的嵌入式系统开发中，运行程序的目标平台其存储空间和运算能力都是有限的，尽管现在的iOS和Android设备拥有越来越强劲的计算能力，但是在这种嵌入式设备中进行本地编译是不太可能的，一则是因为计算能力的问题，还有一个重要的原因就是编译工具以及整个编译过程异常繁琐，所以在这种情况下，直接在ARM平台下进行本机编译几乎是不可能的。而具有更加强劲的计算能力与更大存储空间的PC才是理想的选择，所以大部分的嵌入式开发平台都提供了本身平台交叉编译所需要的交叉工具编译链，通过该交叉工具编译链，开发者就能在PC上编译出可以运行在ARM平台下的程序了。
无论是自行安装PC上的编译器，还是下载其他平台（Android或者iOS）的交叉工具编译链，它们都会提供以下几个工具：CC、AS、AR、LD、NM、GDB。那么，这几个工具到底是做什么用的呢？下面就来逐一解释一下。
- CC：编译器，对C源文件进行编译处理，生成汇编文件。
- AS：将汇编文件生成目标文件（汇编文件使用的是指令助记符，AS将它翻译成机器码）。
- AR：打包器，用于库操作，可以通过该工具从一个库中删除或者增加目标代码模块。
- LD：链接器，为前面生成的目标代码分配地址空间，将多个目标文件链接成一个库或者是可执行文件。
- GDB：调试工具，可以对运行过程中的程序进行代码调试工作。
- STRIP：以最终生成的可执行文件或者库文件作为输入，然后消除掉其中的源码。
- NM：查看静态库文件中的符号表。
- Objdump：查看静态库或者动态库的方法签名。
在这个过程中，gcc、ar、g++是我们用到的三个编译工具，在这里没有用到的ranlib、gdb、nm、strip等都会包含在PC的编译器中，同样其他平台提供的交叉工具编译链中也会包含这些命令行工具，比如Android提供的NDK，其交叉工具编译链中的prebuilt/darwin-x86_64/bin中，就包含了对应的gcc、ar、g++、gdb、strip、nm、ranlib等工具。
Android原生开发包（NDK）可用于Android平台上的C++开发，NDK不仅仅是一个单一功能的工具，还是一个包含了API、交叉编译器、链接程序、调试器、构建工具等的综合工具集。
下面大致列举了一下经常会用到的组件。
- ARM、x86的交叉编译器
- 构建系统
- Java原生接口头文件
- C库
- Math库
- 最小的C++库
- ZLib压缩库
- POSIX线程
- Android日志库
- Android原生应用API
- OpenGL ES（包括EGL）库
- OpenSL ES库
下面来看一下Android所提供的NDK根目录下的结构。
- ndk-build：该Shell脚本是Android NDK构建系统的起始点，一般在项目中仅仅执行这一个命令就可以编译出对应的动态链接库了，后面会有详细的介绍。
- ndk-gdb：该Shell脚本允许用GUN调试器调试Native代码，并且可以配置到Eclipse的IDE中，可以做到像调试Java代码一样调试Native的代码。
- ndk-stack：该Shell脚本可以帮助分析Native代码崩溃时的堆栈信息，后续会针对Native代码的崩溃进行详细的分析。
- build：该目录包含NDK构建系统的所有模块。
- platforms：该目录包含支持不同Android目标版本的头文件和库文件，NDK构建系统会根据具体的配置来引用指定平台下的头文件和库文件。
- toolchains：该目录包含目前NDK所支持的不同平台下的交叉编译器——ARM、x86、MIPS，其中比较常用的是ARM和x86。构建系统会根据具体的配置选择不同的交叉编译器。
系统到底会使用哪些编译器以及打包器和链接器来编译我们的程序呢？
会使用$NDK_ROOT/toolchains/arm-linux-androideabi4.8/prebuilt/darwin-x86_64/bin/目录（以Mac平台为例）下面的gcc、g++、ar、ld等工具。同样在该目录下的strip工具将会用于清除so包里面的源码，nm工具可以供开发者查看静态库下的符号表。
那么进行gcc编译的时候，头文件将放在哪里呢？
$NDK_ROOT/platforms/android-18/arch-arm/usr/include/目录下会存放编译过程所依赖的头文件。
那么在链接过程中，经常使用的log或者OpenSL ES以及OpenGL ES等库又将放在哪里呢？
答案其实已在前文中提到过，$NDK_ROOT/platforms/android18/arch-arm/usr/lib/目录下会存放链接过程中所依赖的库文件。
LAME的交叉编译
在Android的编译中，一般情况下会使用一个Shell脚本文件，指定好编译器里面的各个工具，然后把对应的Configure的命令与选项开关配置好，最后执行该Shell脚本：
#!/bin/bash
NDK_ROOT=/Users/apple/soft/android/android-ndk-r9b
PREBUILT=$NDK_ROOT/toolchains/arm-linux-androideabi-4.6/prebuilt/darwin-x86_64
PLATFORM=$NDK_ROOT/platforms/android-9/arch-arm
export PATH=$PATH:$PREBUILT/bin:$PLATFORM/usr/include:
export LDFLAGS="-L$PLATFORM/usr/lib -L$PREBUILT/arm-linux-androideabi/lib
-march=armv7-a"
export CFLAGS="-I$PLATFORM/usr/include -march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfp
-ffast-math -O2"
export CPPFLAGS="$CFLAGS"
export CFLAGS="$CFLAGS"
export CXXFLAGS="$CFLAGS"
export LDFLAGS="$LDFLAGS"
export AS=$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-as
export LD=$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-ld
export CXX="$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-g++ --sysroot=${PLATFORM}"
export CC="$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-gcc --sysroot=${PLATFORM}
-march=armv7-a "
export NM=$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-nm
export STRIP=$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-strip
export RANLIB=$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-ranlib
export AR=$PREBUILT/bin/arm-linux-androideabi-ar
./configure --host=arm-linux \
--disable-shared \
--disable-frontend \
--enable-static \
--prefix=./armv7a
make clean
make -j8
make install
第一部分是设置NDK_ROOT，并且声明platform和prebuilt，最终配
置可在环境变量中查看。
第二部分主要是声明CFLAGS与LDFLAGS，其目的是在编译和链接阶段找到正确的头文件与链接到正确的库文件。这里需要特别注意的是，在这两个设置的后边都加上了-march=armv7-a，这相当于是让编译器知道要编译的目标平台是armv7-a。
第三部分是声明CC、AS、AR、LD、NM、STRIP等工具，具体每一个工具是做什么用的，前面都已经介绍过了，如果要编译armv5、x86或者arm64-v8a，那么在代码仓库中会提供全量编译的Shell脚本文件。
第四部分就是使用LAME本身的Configure进行编译裁剪。
第五部分就是使用标准的编译链接和安装。
最终执行脚本成功之后，可以看到在指定的Prefix目录下面，包含了lib和include目录，里面分别是静态库文件和头文件，这两个目录的作用在前面已经说过很多遍了，在此不再赘述。
