Android原生(Native)C开发之八：Toolchain环境搭建篇

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Android开源已经有一段时间了，一直没有去研究它，一是没有时间，二是没有Linux环境去测试，三是块头太大了（源码2G，加编译要5G左右）。
最近项目差不多近尾声了，终于可以喘口气，有时来好好研究一下Android的源码了，就在WinXP中从网上下载了Android的源码，一开始只是想看看自已感兴趣的部分（GUI、OpenGL ES、Audio等），后来在网上找到了一些在Cygwin下搭建原生开发环境的文章，于是就自已试了下，发现不要Linux、不下全部源码进行原生开发完全是可行的！

首先，要装Cygwin这个“活宝”，网上有很多相关的文章，下载包时请选择中国的镜像：http://www.cygwin.cn，比较快，如下包一定要安装：gcc、make、Flex、bison、gettext、gettext-devel、textinfo，另外一定要装 git 包，下源码就靠它了;

其次，Cygwin及git安装好了，进入Cygwin，输入git --version，如果能正确显示就表示git安装没有问题，就可以开始有选择地下载Android的源码了。Android的源码太多了，如果只为原生开发，只要下载bionic及build两个包，先为Android源码建一个目录，进入此目录，再按如下步骤取源码：
1. bionic，Android没有用 glibc，用的是google自已写的 bionic Libc，小是小，快是快，但有一个最大问题，对C++的兼容不好（这是后话）。命令如下：
git clone git://android.git.kernel.org/platform/bionic.git
2. build，其实我们只是要参考Android的一些编译链接选项，命令如下：
git clone git://android.git.kernel.org/platform/build.git
3. system/core，其实我们只是要一个头文件：AndroidConfig.h，也可直接从android git web上下载：http://android.git.kernel.org/?p=platform/system/core.git;a=blob_plain;f=include/arch/linux-arm/AndroidConfig.h;hb=HEAD，如果要下整个目录，命令如下：
git clone git://android.git.kernel.org/platform/system/core.git
4. frameworks/base，如果要进行 opengl es 的3D开发，一定要下载这个包，因为opengl es的头文件在这个包中，命令如下：
git clone git://android.git.kernel.org/platform/frameworks/base.git

更多Android项目信息请访问：http://android.git.kernel.org/，大家可根据自已的兴趣选择下载。

再次，下载Android订制的toolchain的源码（http://android.git.kernel.org/pub/android-toolchain-20081019.tar.bz2），编译步骤如下：
1.解压文件，并进入目录，执行如下命令配置要编译的target及安装的目录：
./configure --target=arm-eabi --prefix=/cygdrive/d/Android/cupcake/toolchain
虽然安装目录可稍后安装配，但推荐在配置时设置好，目录一定要是绝对路径，如要装在 D:\Android\cupcake\toolchain，则为：/cygdrive/d/Android/cupcake/toolchain。
2.执行：make build 命令，如果有错误按提示再编译，一般没有什么大问题；
3.安装：make install。

Toolchain编译安装完成后，就要开始进行一些环境配置的动作了，网上说直接将bionic的一些头文件复制到 $toolchain/arm-eabi/include，一般情况是，但先执行如下看一下：
$arm-eabi-cpp -v

一般gcc会从如下3个目录去搜索头文件：
$toolchain/lib/gcc/arm-eabi/4.2.1/include
$toolchain/arm-eabi/sys-include
$toolchain/arm-eabi/include

如下头文件需从android源码目录复制到toolchain目录$toolchain/lib/gcc/arm-eabi/4.2.1/include：
bionic/libc/arch-arm/include
bionic/libc/include
bionic/libstdc++/include
bionic/libc/common
bionic/libc/arch-arm
bionic/libm/include
bionic/libm/include/arch/arm （好象找不到此目录，ignore it!）
bionic/libthread_db/include
frameworks/base/opengl/include (3D开发，一定要加此目录！)

其中，一些头文件有重复：limits.h一定要用bionic/libc/include目录的，endian.h 用 bionic/libc/arch-arm/include，再将system/core/include/arch/linux-arm目录下的AndroidConfig.h文件复制到$toolchain/lib/gcc/arm-eabi/4.2.1/include。

头文件复制完成了，接下来复制库文件，库文件因没有所有源码不能通过编译得到，只好从模拟器中pull下来，这次要用到一个工具：busybox。
从网上下载busybox的可执行程序，启动模拟器，将busybox push上去，执行：
$adb push busybox /dev/sample/busybox
$adb shell chmod 777 /dev/sample/busybox
$adb shell ./dev/sample/busybox tar -cf /dev/sample/libs.tar /system/lib
$adb pull /dev/sample/libs.tar libs.tar
这样就将模拟器下的 /system/lib 目录的所有库（so）文件打包并下载下来了，解压libs.tar就得到了我们所需要的所有库文件，执行如下命令：
arm-eabi-ld --verbose 或 arm-eabi-ld --verbose | grep SEARCH_DIR
复制所有库文件到 SEARCH_DIR（一般是$toolchain/arm-eabi/lib）目录下，同时将 toolchain 的编译脚本 armelf.x armelf.xsc 从下载的Android的源码目录的 build/core 复制到同目录。

至此，环境基本上搭建完成，可以试着编译一个 hello world C 源码了。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i;

    printf("argc\t = %d\n", argc);
    for (i = 0; i < argc; i++) {
            printf("argv[%d]\t = %s\n", i, argv[i]);
    }
   
    printf("Hello world!\n");;

    return 0;
}
编译命令如下：
$ arm-eabi-gcc -nostdlib -Bdynamic -Wl,-T,armelf.x -Wl,-dynamic-linker,/system/bin/linker -include AndroidConfig.h -lc -o hello hello.c
得到警告：
warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 000082c8
没有入口函数 _start，加上再编译，成功了，push至模拟器执行看一下：
$ adb shell ./dev/sample/hello
argv[0] = (null)
argv[1] = (null)
argv[2] = (null)
argv[3] = (null)
argv[4] = (null)
argv[5] = (null)
argv[6] = (null)
argv[7] = (null)
argv[8] = (null)
argv[9] = (null)
argv[10] = (null)
argv[11] = ./dev/sample/hello
argv[12] = (null)
argv[13] =
argv[14] = (null)
[1]   Segmentation fault      ./dev/sample/hello
很不幸，Segmentation fault！好象加_start也不是那么有用，看样子非得要象build的makefile中说的，要crtbegin_dynamic.o和crtend.o，但没有编整个源码，怎么得到这两个文件呢？
答案就在下载的Android的源码bionic的目录中，进入$android_src/bionic/libc/arch-arm/bionic，你会发现在很多汇编文件，其中我们想要的 crtbegin_dynamic.S，crtend.S就在其中，编译它们：
arm-eabi-gcc -mthumb-interwork -o crtbegin_dynamic.o -c crtbegin_dynamic.S
arm-eabi-gcc -mthumb-interwork -o crtend.o -c crtend.S
不出意外，将得到 crtbegin_dynamic.o & crtend.o，再来编译我们的hello.c
$arm-eabi-gcc -nostdlib -Bdynamic -Wl,-T,armelf.x -Wl,-dynamic-linker,/system/bin/linker -include AndroidConfig.h -lc -o hello hello.c crtbegin_dynamic.o crtend.o
将生成的hello push到模拟器，再执行，如下：
$adb push hello /dev/sample/hello
$adb shell chmod 777 /dev/sample/hello
$adb shell ./dev/sample/hello A B C
输出如下：
argc     = 4
argv[0]  = ./dev/sample/hello
argv[1]  = A
argv[2]  = B
argv[3]  = C
Hello world!
这正是我们想要看到的。

 

 

参考网站:

• Benno: http://benno.id.au/blog/ 
• Motz dialy: http://honeypod.blogspot.com/
• Oopsware: http://sites.google.com/site/oopsware/android