Android交叉编译

Linux下Clang交叉编译protobuffer库供Qt o

2019-03-13  本文已影响0人  Qt工坊

缘由

笔者在一个由Qt开发的桌面应用程序中，使用到了protobuffer消息传输协议，而今需要移植到安卓手机上，为了节省开发时间，不打算修改服务器程序（如果不在手机应用上继续采用protobuffer协议，则面临修改服务器程序，提供json消息格式供手机端使用）。为发挥Qt的跨平台特性，在Qt for Android下延用桌面程序的通信模块，决定编译arm版的probuffer库供安卓手机使用。笔者打算在Unbuntu下交叉编译protobuffer动态链接库，然后在Windows下的Qt for Android开发环境中使用。

一次弯路

本段记录笔者最初编译protobuffer库时，采用GNU GCC编译所遇到的库函数调用问题，不感兴趣的读者可以直接跳过本段，从“正式编译”章节开始看。最初笔者的开发和编译环境如下：

Android开发环境：

protobuffer库交叉编译环境：

相关下载

protobuf下载地址：
https://github.com/protocolbuffers/protobuf
NDK下载地址：
https://developer.android.google.cn/ndk/downloads/

后来发现这样的交叉编译环境下所编译出来的protobuffer库在开发环境中并不支持，因为两者所使用的编译器前者Qt for Android SDK采用的是Clang，后者的库编译环境采用的是GNU GCC。于是将开发环境降低到Qt 5.9+ndk rc15（因为Qt for Android 5.9还是采用的GNU GCC）。但是最终还是遇到问题，在调用一个库函数AppendPartialToString()会导致程序崩溃。最后在一篇国外网站上找到了修正方法，说需要切换到Clang编译器。请看下面章节。（脚本文件中所涉及的路径，请修改为和自己的编译环境一致。）

正式编译

开发和编译环境和上述一致，但没有使用GNU GCC了，使用的是Clang编译工具链（通过NDK生成）
注意：读者可以尝试使用nkd r18版本的ndk，因为我在使用ndk r16b时，开发环境中链接遇到找不到llvm-readobj.exe及llvm-strip.exe的问题，最后从ndk r18中将这两个文件拷贝到了指定位置；读者还可以尝试更高版本的protobuffer库。
1. 首先编译Linux下的protobuffer库
这里我们主要是为了得到编译所生成的protoc执行文件，用于今后将protobuffer消息定义文件.proto生成c++文件。

#!/bin/sh
echo "here"
cd $HOME/Linux/works/protobuff/protobuf-3.3.0
make clean
echo "end"
./autogen.sh
./configure --enable-shared --prefix=$HOME/Linux/works/protobuff_linux
make -j4
make install

如果脚本执行没有问题，则会生成下面三个目录：


image.png

protoc -I=<导入文件的搜索路径，可指定为当前路径> --cpp_out=<c++文件的生成路径> <.proto文件的路径，包含文件名>
例如：
protoc -I=‘home/user/Linux/works/protobuffer_linux/bin’ --cpp_out=‘home/user/Linux/works/protobuffer_linux/bin’ ‘home/user/Linux/works/protobuffer_linux/protomessage.proto’

最后将生成的protomessage.pb.h和protomessage.pb.cc文件保存好，共后面在你的Qt for Android应用工程中使用。

2. 利用ndk生成Clang工具链
ndk自带生成clang工具链的脚本make-standalone-toolchain.sh，我将执行该脚本需要的参数写入了新脚本文件make_clang_toolchain.sh，其内容如下：

#!/bin/sh
cd $HOME/Linux/works/android/ndk/android-ndk-r16b/build/tools
./make-standalone-toolchain.sh --arch=arm --platform=android-26 --toolchain=arm-linux-android-clang5.0 --install-dir=$HOME/Linux/works/arm-26-toolchain-clang --use-llvm --stl=libc++

脚本执行完之后，会在定义的install-dir目录下自动生成包含clang编译工具链的arm-26-toolchain-clang目录，将在下面的脚本中使用。
3. 交叉编译protobuffer库
脚本arm_combile_clang_ndk_r16.sh内容如下：

export PREFIX=$HOME/Linux/works/protobuf_arm_3.0.0_clang/
export PATH=$HOME/Linux/works/arm-26-toolchain-clang/bin:$PATH
export SYSROOT=$HOME/Linux/works/arm-26-toolchain-clang/sysroot
export CC="arm-linux-androideabi-clang --sysroot $SYSROOT"
export CXX="arm-linux-androideabi-clang++ --sysroot $SYSROOT"
cd $HOME/Linux/works/protobuff/protobuf-3.3.0
make clean
./autogen.sh
./configure --prefix=$PREFIX \
--host=arm-linux-androideabi \
--with-sysroot="${SYSROOT}" \
--enable-shared \
--enable-cross-compile \
--with-protoc=$HOME/Linux/works/protobuff_linux/bin/protoc \
CFLAGS="-march=armv7-a -D__ANDROID_API__=26" \
CXXFLAGS="-frtti -fexceptions -march=armv7-a -D__ANDROID_API__=26" \
LIBS="-llog -lz -lc++_static"
make -j 4
make install
  1. 如果上述两个脚本执行没有问题，将在上述定义的protobuf_arm_3.0.0_clang目录下产生如下protobuffer库文件： image.png

    lib目录中的内容：


    image.png
    bin目录中的protoc文件不用理会，这是arm版的用于把protobuffer消息文件生成c++文件的工具。我们要使用的是前面所编译的Linux版本。
  2. 文件名修改

  1. Qt工程文件.pro的配置


    image.png

心得

  1. 编译高于rc15版本的ndk可能也需要clang编译器，经测不支持Qt 5.9，所以一般较低版本Qt会搭配较低版本的ndk，反则反之；
  2. Qt也在与时俱进，Qt for Android 5.9还在使用gnu gcc编译器，到了Qt for Android 5.12中使用了clang编译器。（具体从哪个版本开始变化的，笔者没有查阅）
  3. Android NDK大约从rc 15版本之后，也要使用clang编译器编译，否则在configure检查过程中，会提示c编译器无法启动；
  4. 当编译出来的动态库在开发环境中使用遇到错误的时候，查看错误日志，如果是链接问题，可以看到它在编译过程中所连接的C库，到底是gnu的还是clang的，是动态库还是静态库，这样可以重新调整自己的环境，让开发环境和编译环境互相匹配。

由于笔者能力有限，文中若有疏漏或不妥之处，欢迎大家指正。

参考链接

https://github.com/protocolbuffers/protobuf/issues/5279
https://blog.csdn.net/cqchengdan/article/details/75578934

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