为IA上的NDK驱动的Android*应用程序创建和移植

Intel 平台上的 Android

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2014 年 9 月 18 日

CPOL

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本文档是对为Intel®架构（IA）设备创建原生（基于NDK）Android*应用程序的初学者介绍。

目标

本文档是对为Intel®架构（IA）设备创建原生（基于NDK）Android*应用程序的初学者介绍。我们还将讨论将为其他架构设备创建的NDK Android应用程序移植到IA设备。我们将通过两种场景进行介绍：一种是演示从头到尾创建基本NDK Android*应用程序的过程，另一种是展示将现有NDK Android应用程序移植到IA设备以供使用的简单过程。

引言

Android应用程序可以使用原生开发工具包（NDK）工具集来集成原生代码。它允许开发人员重用遗留代码、进行低级硬件编码，或通过利用其他方式不易实现或不可能实现的功能来区分其应用程序。

本文档是对如何从头到尾为IA创建基于NDK的应用程序的基本介绍，以及将现有基于NDK的应用程序移植到基于IA的设备的简单用例。我们将通过一个简单的分步应用程序开发场景来演示该过程。

我们假设您已经安装了Android开发环境，包括Android SDK、Android NDK，并配置了emulator-x86来测试应用程序。有关更多信息，请参阅Intel网站上的Android社区部分。为了保持我们的开发环境简单，我们将主要使用Linux*命令行工具。

为基于IA的设备创建基于NDK的Android应用程序 – 简单应用程序演练

假设我们有一些使用C和汇编语言解析CPUID的遗留代码（有关CPUID的更多信息，请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/CPUID*）。下面是我们“遗留”示例C代码cpuid.c的源代码列表（仅用于演示）。

我们希望从Android应用程序中调用cpuid_parse（仅用于演示 - cpuid_parse函数需要预先分配的缓冲区），并在应用程序内显示输出。

下面将逐步介绍如何从头到尾创建一个Android应用程序，并使用上述遗留原生代码。

1. 创建默认Android项目

Android SDK提供了命令行工具来为典型的“hello world”应用程序生成默认项目结构。我们将首先创建一个默认项目，然后修改Java源代码以添加JNI调用和原生代码。

在上图所示的截图中，我们首先创建了一个名为labs/lab2的目录，并使用“android”命令行工具生成了默认项目。我们指定android-15作为API级别，并将应用程序命名为“CPUIdApp”，包名为com.example.cpuid。

然后，我们使用“ant”命令行工具以debug模式构建项目，并使用“adb”安装（如果模拟器或目标设备上已存在，则重新安装）。我们假设您已经连接了模拟器或设备，并且它是“adb devices”命令输出中唯一列出的设备。

下图显示了完成上述过程后，Android x86模拟器上运行的ICS。

点击应用程序，您可以看到应用程序的默认“hello world”输出。现在我们将修改该应用程序以使用原生代码。

2. 从Java源代码调用原生代码

默认的Android项目会生成一个典型的“hello world”项目的Java源代码，并提供指定的包命名空间（例如：com.example.cpuid）。下图显示了主Java源代码文件生成的源代码。

为了在我们的Java源代码文件中使用原生c/c++代码，我们首先需要声明JNI调用并加载原生库，如下图所示的黄色框突出显示的部分。

从声明中可以看到，原生调用返回一个Java字符串，我们可以在Java源代码中的任何位置使用它。如上图所示，我们修改了TextView以显示从原生调用中获得的字符串。这在框中用红色突出显示。

这是一个在Android应用程序Java源代码中声明和使用JNI原生调用的非常简单的例子。接下来，我们将使用“javah”工具生成原生代码的JNI头文件存根，并添加或修改原生代码以符合JNI原生头文件。

3. 使用“javah”生成原生代码的JNI头文件存根

现在我们需要修改我们的原生代码以符合JNI调用规范。“javah”工具可以帮助我们根据Java源文件自动生成适当的JNI头文件存根。“javah”工具需要编译后的Java类文件来生成头文件。因此，我们使用“ant”工具快速生成Java类文件，如下图所示（“ant debug”）。

使用“javah”生成jni头文件，如截图所示（第二个黄色高亮框）。它将创建一个“jni”目录以及基于Java类的头文件存根。下图显示了生成的JNI原生头文件存根。

为上述生成的头文件创建相应的C源代码文件（“com_example_cpuid_CPUIdApp.c”）。下面是源代码列表。

我们调用原生代码cpuid_parse，并将解析后的缓冲区作为JNI字符串返回。现在我们可以使用x86 NDK工具集来编译原生代码了。

4. 使用NDK为x86构建原生代码

有关NDK for IA安装和使用的更多信息，请参阅Intel网站上的Android社区部分（http://software.intel.com/en-us/android/articles/ndk-for-ia）。

Android NDK工具集使用一个构建系统，该系统要求在项目“jni”文件夹中存在一个自定义的、特定于Android的Makefile“Android.mk”来编译原生代码。Android.mk指定了所有要编译的原生C/C++源文件、头文件以及构建类型（例如：shared_library）。

下面是我们的项目（“jni/Android.mk”）的原生代码Android Makefile列表。

这是一个包含2个C源文件的简单场景，并指定构建一个共享库。

我们现在可以发出“ndk-build APP_ABI=x86”来构建我们的原生代码，并生成共享库。Android构建系统还提供了另一个补充Makefile“Application.mk”，我们可以用它来指定附加的配置选项。例如，我们可以在Application.mk文件中指定所有支持的ABI，然后ndk-build将为所有目标生成原生共享库。

上图显示了为x86成功编译原生代码，并显示了生成和安装的共享库。现在我们可以重新构建我们的Android应用程序，并在x86模拟器或目标设备上安装/运行。

5. 重新构建、安装和运行基于IA的Android NDK应用程序

我们可以使用“ant debug clean”来清除旧的构建文件，然后再次发出“ant debug”来开始对Android项目进行完全重建。使用“adb”将应用程序重新安装到目标设备或x86模拟器上，如以下截图所示。

下图显示了x86模拟器内的应用程序图标，以及在x86模拟器内运行该应用程序的结果。

我们已经成功地从头到尾构建了一个基于NDK的Android应用程序。

使用x86 NDK工具集将现有NDK应用程序移植到基于IA的设备

包含原生代码的Android应用程序通常具有标准的项目结构，“jni”文件夹包含原生源代码，以及相应的Android.mk/Application.mk构建文件。在上一节中，我们看到了一个包含原生源代码和相应Android.mk文件的简单示例。

Android NDK工具集允许我们在Application.mk中一次性指定所有目标ABI，并自动为所有目标生成原生共享库。Android构建系统将自动将所有目标原生库打包到APK中，并在安装时，Android包管理器将仅根据目标架构安装适当的原生库。

我们可以调用“ndk-build”或在Application.mk中指定

APP_ABI := all

或者

APP_ABI := armeabi armeabi-v7a x86

有关更多信息，请参阅https://developer.android.com.cn/sdk/ndk/index.html。

对于大多数情况（如上所述），将一个当前不针对x86的原生代码Android应用程序移植到支持IA的过程非常简单——除非该应用程序使用了特定于架构的汇编语言或构造。可能还会存在其他问题，如内存对齐或平台特定指令的使用。有关更多详细信息，请参阅http://software.intel.com/en-us/android/articles/ndk-android-application-porting-methodologies。

摘要

本文档讨论了创建和移植基于NDK的Android应用程序以针对IA。我们通过一个逐步过程来演示从头到尾创建基于NDK的应用程序以使用IA的过程。我们还讨论了NDK工具集提供的简单过程，以便将现有的基于NDK的Android应用程序移植到针对IA。

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