Android系统级开发--基于NDK的so库及bionic库（未完）

这部分主要涉及到dalvik虚拟机，自己编写的jni及so库，系统的Bionic库，系统的External软件。

一. dalvik虚拟机单步调试

1. 首先编译好dalvik 

2. 在用gdb启动dalvik时，创建了一个脚本来进行环境配置，脚本名grund.sh，放于Android源码根目录。下面为脚本内容：注意必须包含下述几个jar包： core ext dexopt framework android.policy services   编译后可能会在target那个目录下，复制过去即可

#!/bin/sh
base='/home/czwcarelife/code'                    //自己根据本地目录设定
root=$base/out/host/linux-x86                  //不同得android源码，编译时候方法不同，导致这个可能也需要改变
export ANDROID_ROOT=$root
bootpath=$root/famework
export BOOTCLASSPATH=$bootpath/core.jar:$bootpath/ext.jar:$bootpath/framework.jar:$bootpath/android.police.jar
export ANDROID_DATA=/tmp/dalvik_test
mkdir -p $ANDROID_DATA/dalvik-cache
exec gdb $root/bin/dalvikvm                //同第二点

1. 
   
2. 3.开始调试
3. 准备一个hello.java，编译后将hello.jar拷贝至Android 源码根目录。
4. 进入到Android 源码根目录
5. 执行 ./grund.sh 
6. 在gdb提示符后输入 “set args –cp hello.jar hello”
7. 此时可以单步调试dalvik了，比如在main.c 212行设置断点（输入 “b 212”）
8. 之后就是gdb的事了。。。
9. 
   

4.附hello.java   的 makefile

ANDROID_SRC_DIR := /home/czwcarelife/code
android_dir_dx = $(ANDROID_SRC_DIR)/out/host/linux-x86/bin/dx

all:
        javac hello.java
        $(android_dir_dx) --dex --output=hello.jar hello.class

clean:
        @rm *.jar *.class      

二. android ndk使用及c层代码的单步调试

1、下载ndk-r4
官方的下载地址当然是：developer.android.com/sdk/ndk/index.html啦，不过由于和谐的原因我们下载不了。可以通过代理的方式去下载，相信大家总会有办法下载下来的。

2、安装ndk-r4
其实很简单了，只用一个命令就行：
$unzip android-ndk-r4-linux-x86.zip
解压完毕后会看到一个叫做android-ndk-r4的目录，这个目录需要export到当前的PATH环境变量里面去：
$export PATH=~/android-ndk-r4:$PATH
然后这个ndk就安装好了。（不要问我怎么不运行build/host-setup.sh脚本，那东西已经在r4被淘汰掉了）

3、编译个hello world看看
$cd ~/android-ndk-r4/samples/hello-jni/
$ndk-build
Gdbserver      : [arm-eabi-4.4.0] /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/libs/armeabi/gdbserver
Gdbsetup       : /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/libs/armeabi/gdb.setup
Gdbsetup       : + source directory /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/jni
Install        : libhello-jni.so => /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/libs/armeabi
如果看到上面的输出，呵呵，恭喜恭喜，jni的so库已经编译成功了。

4、生成一个apk看看吧
这一步比较烦，要求必须安装了ant以及最新的android sdk，并且把$ANDROID_SDK/tools和ant的bin目录也export到PATH环境变量里面才行。
在此偶只贴出来偶的配置：
$export PATH=/usr/local/apache-ant-1.8.1/bin:$PATH
$export PATH=/home/wayne/android-sdk-linux_86/tools:$PATH
当然了，这些对PATH的修改，可以直接写到/etc/profile文件中，下次一进入shell就会自动准备好，在此按下不表。

好了，开始生成apk
$cd ../
$android update project --path hello-jni
$cd hello-jni
$ant debug
Buildfile: /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/build.xml
    [setup] Android SDK Tools Revision 6
    [setup] Project Target: Android 2.2
    [setup] API level: 8
    [setup] WARNING: Attribute minSdkVersion in AndroidManifest.xml (3) is lower than the project target API level (8)
    [setup] Importing rules file: platforms/android-8/ant/ant_rules_r2.xml

-compile-tested-if-test:

-dirs:
     [echo] Creating output directories if needed...

-resource-src:
     [echo] Generating R.java / Manifest.java from the resources...

-aidl:
     [echo] Compiling aidl files into Java classes...

compile:
    [javac] /home/wayne/android-sdk-linux_86/platforms/android-8/ant/ant_rules_r2.xml:255: warning: 'includeantruntime' was not set, defaulting to build.sysclasspath=last; set to false for repeatable builds
    [javac] Compiling 1 source file to /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/bin/classes

-dex:
     [echo] Converting compiled files and external libraries into /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/bin/classes.dex...

-package-resources:
     [echo] Packaging resources
 [aaptexec] Creating full resource package...

-package-debug-sign:
[apkbuilder] Creating HelloJni-debug-unaligned.apk and signing it with a debug key...
[apkbuilder] Using keystore: /home/wayne/.android/debug.keystore

debug:
     [echo] Running zip align on final apk...
     [echo] Debug Package: /home/wayne/android-ndk-r4/samples/hello-jni/bin/HelloJni-debug.apk

BUILD SUCCESSFUL
Total time: 7 seconds
这些命令运行完毕后，如果看到上面的输出，代表生成的apk是正常的，然后就是安装程序。

5、安装和调试程序
偶是android的fans，因此，nexus one早早就刷了froyo 2.2，因此直接在手机上装了。鉴于很多朋友没有nexus one，偶在下面还是用emulator做演示比较好。

首先，运行android命令，新建一个2.2的emulator。（建立模拟器的方法不再聒噪，如下图所示）

其次，进入android-ndk-r4/samples/hello-jni/bin目录，应该能够找到一个apk安装包，直接安装即可。
$adb install ./HelloJni-debug.apk
1201 KB/s (78926 bytes in 0.064s)
        pkg: /data/local/tmp/HelloJni-debug.apk
Success
看到Success，就代表已经安装成功了。

然后，注意，忍受了偶上面那么多废话的朋友们，下面就是关键的地方了！
$cd ~/android-ndk-r4/samples/hello-jni/
$ndk-gdb
此时，观察模拟器的反应，hoho，是不是看到模拟器里面的hello-jni程序自己打开了？！

然后就是ndk-gdb自动进入了一个命令行提示符的状态：
and track explicitly loaded dynamic code.
warning: shared library handler failed to enable breakpoint
0xafd0eb08 in ?? ()
(gdb) list
1      
17      #include
18      #include
19      #include
20
(gdb) list
21      static void upper_str(char *s, int len) {
22        int i ; 
23        for(i = 0 ; i < len ; i++) {
24          if((s[i] >='a') && (s[i] <='z')) {
25            s[i] = s[i] - 'a' + 'A' ; 
26          }
27        }
28      }
29
30      /* This is a trivial JNI example where we use a native method
(gdb)
在linux做过开发的朋友们一定对gdb的命令行模式非常熟悉吧？到这里就一切豁然开朗了。

可能有朋友要问，怎么有一大堆的warning，好象是说什么符号找不到？
其实这很简单，android 2.2版本的模拟器自然是release版啦，debug版的一定慢得要死，所以，很多函数的库和符号是没有的，因此，在gdb里面根本找不到也是有情可原的，只要忽略掉这些就行了（偶是多么容易满足的人啊！在此赞叹一下。另外插一句，如果有人真的爱钻牛角尖，要弄清楚这个的话，可以尝试用android的源代码编译一个debug版的android，偶试过的可以调试native的程序，而且也没有这些warning，不过又会是一个痛苦的过程）。

然后就是常规的gdb调试命令了。
list-显示代码
x-查看内存
p-查看变量
b-设置断点
cont-程序继续运行
s-单步执行，但可以跟踪进入函数
n-单步执行，但不会进入函数
吧啦吧啦吧啦，关于gdb的使用，偶就不再聒噪了，网上相关说明非常多。

这里需要提醒一下，相信细心的朋友已经看到怎么偶的界面跟大家的hello-jni不一样？！

android的在线调试的基本原理并不是本地的gdb程序，而是在模拟器（或者真机）上启动了一个叫做gdb-server的东西，通过adb的tcp中转，让开发者本机的gdb与模拟器（或者真机）上的gdb-server进行连接，然后进行调试。这个过程相对比较繁琐，感兴趣的朋友可以参考ndk-gdb这个脚本（hoho，想当年偶调试native程序的时候，是自己写的连接gdb和gdb-server的脚本，期间问候了无数次google的祖宗多辈，在此按下不表）

在hello-jni里面，jni函数的调用是放在activity的oncreate函数中的，也就是说一程序一启动就已经调用了jni，而在pc端的gdb联上模拟器的gdb-server的时候，jni已经运行完了，而且oncreate函数也不是随便说调用就调用的，因此，在什么地方下断点呢？！偶就想了个土法，那就是修改一下原有的hello-jni程序，在里面添加一个小button，按下这个button的时候才会调用jni的函数。

如此一来，使用ndk-gdb的时候只是启动了activity，并不会真的调用jni函数，当偶把函数的断点都设置好以后，再运行“cont”命令，然后单击一下按钮，这个时候才会真的跑到断点里面来。