Android開發實踐：如何設置NDK的編譯選項
本文是我的《Android NDK開發》系列的又一篇文章，上篇文章中，我分享了一個可以自動添加源文件列表的 Android.mk 示例模板，方便大家快速地搭建起完整的 NDK 開發工程框架，本文則主要探究幾個主要的 NDK 編譯選項的配置，其中包括：APP_ABI、LOCAL_LDLIBS、LOCAL_CFLAGS、APP_STL 這幾項，讓你從此不再對 NDK 的編譯參數望而生卻。
1. 概述
首先回顧一下 Android NDK 開發中，Android.mk 和 Application.mk 各自的職責。
Android.mk，負責配置如下內容：
（1） 模塊名（LOCAL_MODULE）
（2） 需要編譯的源文件（LOCAL_SRC_FILES）
（3） 依賴的第三方庫（LOCAL_STATIC_LIBRARIES，LOCAL_SHARED_LIBRARIES）
（4） 編譯/鏈接選項（LOCAL_LDLIBS、LOCAL_CFLAGS）
Application.mk，負責配置如下內容：
（1） 目標平臺的ABI類型（默認值：armeabi）（APP_ABI）
（2） Toolchains（默認值：GCC 4.8）
（3） C++標準庫類型（默認值：system）（APP_STL）
（4） release/debug模式（默認值：release）
由此我們可以看到，本文所涉及的編譯選項在Android.mk和Application.mk中均有出現，下面我們將一個個詳細介紹。
2. APP_ABI
ABI全稱是：Application binary interface，即：應用程序二進制接口，它定義了一套規則，允許編譯好的二進制目標代碼在所有兼容該ABI的操作系統和硬件平臺中無需改動就能運行。（具體的定義請參考 百度百科 或者 維基百科 ）
由上述定義可以判斷，ABI定義了規則，而具體的實現則是由編譯器、CPU、操作系統共同來完成的。不同的CPU芯片（如：ARM、Intel x86、MIPS）支持不同的ABI架構，常見的ABI類型包括：armeabi，armeabi-v7a，x86，x86_64，mips，mips64，arm64-v8a等。
這就是為什么我們編譯出來的可以運行于Windows的二進制程序不能運行于Mac OS/Linux/Android平臺了，因為CPU芯片和操作系統均不相同，支持的ABI類型也不一樣，因此無法識別對方的二進制程序。
而我們所說的“交叉編譯”的核心原理也跟這些密切相關，交叉編譯，就是使用交叉編譯工具，在一個平臺上編譯生成另一個平臺上的二進制可執行程序，為什么可以做到？因為交叉編譯工具實現了另一個平臺所定義的ABI規則。我們在Windows/Linux平臺使用Android NDK交叉編譯工具來編譯出Android平臺的庫也是這個道理。
這里給出最新 Android NDK 所支持的ABI類型及區別：
那么，如何指定ABI類型呢？在 Application.mk 文件中添加一行即可：
APP_ABI := armeabi-v7a //只編譯armeabi-v7a版本 APP_ABI := armeabi armeabi-v7a //同時編譯armeabi，armeabi-v7a版本 APP_ABI := all //編譯所有版本
3. LOCAL_LDLIBS
Android NDK 除了提供了Bionic libc庫，還提供了一些其他的庫，可以在 Android.mk 文件中通過如下方式添加依賴：
LOCAL_LDLIBS := -lfoo
其中，如下幾個庫在 Android NDK 編譯時就默認鏈接了，不需要額外添加在 LOCAL_LDLIBS 中：
（1） Bionic libc庫
（2） pthread庫（-lpthread）
（3） math（-lmath）
（4） C++ support library (-lstdc++)
下面我列了一個表，給出了可以添加到“LOCAL_LDLIBS”中的不同版本的Android NDK所支持的庫：
4. LOCAL_CFLAGS
我們可以在 Android.mk 文件中設置 LOCAL_CFLAGS 來為編譯源代碼添加額外的編譯選項，由于NDK實際上也是調用GCC命令來完成編譯和鏈接的，因此，LOCAL_CFLAGS 的可選參數配置大家可以參考GCC的官方文檔，鏈接如下：
下面是我總結的一些常用的CFLAGS編譯選項：
（1）通用的編譯選項
-O2 編譯優化選項，一般選擇O2，兼顧了優化程度與目標大小
-Wall 打開所有編譯過程中的Warning
-fPIC 編譯位置無關的代碼，一般用于編譯動態庫
-shared 編譯動態庫
-fopenmp 打開多核并行計算，
-Idir 配置頭文件搜索路徑，如果有多個-I選項，則路徑的搜索先后順序是從左到右的，即在前面的路徑會被選搜索
-nostdinc 該選項指示不要標準路徑下的搜索頭文件，而只搜索-I選項指定的路徑和當前路徑。
--sysroot=dir 用dir作為頭文件和庫文件的邏輯根目錄，例如，正常情況下，如果編譯器在/usr/include搜索頭文件，在/usr/lib下搜索庫文件，它將用dir/usr/include和dir/usr/lib替代原來的相應路徑。
-llibrary 查找名為library的庫進行鏈接
-Ldir 增加-l選項指定的庫文件的搜索路徑，即編譯器會到dir路徑下搜索-l指定的庫文件。
-nostdlib 該選項指示鏈接的時候不要使用標準路徑下的庫文件
（2） ARM平臺相關的編譯選項
-marm -mthumb 二選一，指定編譯thumb指令集還是arm指令集
-march=name 指定特定的ARM架構，常用的包括：-march=armv6， -march=armv7-a
-mfpu=name 給出目標平臺的浮點運算處理器類型，常用的包括：-mfpu=neon，-mfpu=vfpv3-d16
-mfloat-abi=name 給出目標平臺的浮點預算ABI，支持的參數包括：“soft”, “softfp” and “hard”
5. APP_STL
從Android NDK r5 開始支持 STL 了，只需要在 Application.mk 文件中添加對 APP_STL 的定義即可：
APP_STL := gnustl_static
默認情況下，system 庫只支持部分 STL 的功能，不支持C++異常，不支持RTTI，不過，NDK 集成了一系列其他的C++運行時庫，可以提供這些功能，這些庫的特性如下所示：
我們可以通過修改 Application.mk文件中的 APP_STL 來配置到底選擇使用哪一種C++支持庫：
system -> Use the default minimal system C++ runtime library. gabi++_static -> Use the GAbi++ runtime as a static library. gabi++_shared -> Use the GAbi++ runtime as a shared library. stlport_static -> Use the STLport runtime as a static library. stlport_shared -> Use the STLport runtime as a shared library. gnustl_static -> Use the GNU STL as a static library. gnustl_shared -> Use the GNU STL as a shared library.
6. 小結
關于如何設置NDK的編譯選項就介紹到這兒了，有任何疑問，歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流，也可以關注我的新浪微博@盧_俊或者微信公眾號 @Jhuster 獲取最新的文章和資訊。