Windows环境下编译Assimp库生成Android可用的.so文件

Windows环境下编译Assimp库生成Android可用的.so文件

前言

在做项目过程中需要使用Assimp这个3D模型读取库来读取obj格式的模型，因为项目是基于Android平台，采用NDK开发，所以就打算编译Assimp库并生成.so文件，由此掀开了一段痛苦的编译之旅。在真机测试可用的前提下，记录一下整个过程以及遇到的坑和解决办法。

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步骤

1.下载并安装好最新版的Android Studio，在写这篇博文的时候，最新版是2.3.3。
2.下载并安装Python，注意安装过程中需要勾选添加到环境变量，我安装的是Python3.5，可通过命令行键入python检查Python是否已经配置好：

如果出现类似上图的结果就是成功，否则把Python安装目录添加到环境变量Path中。
3.打开Android Studio，在File->Settings->Appearance & Behavior->System Settings->Android SDK下，点击SDK Tools便签，勾选如下图红框所示的选项并点击Apply按钮进行安装：

安装成功后，CMake和NDK的位置就位于SDK目录下的cmake文件夹和ndk-bundle文件夹：

具体文件路径根据SDK安装路径而定，在后续的步骤中需要到CMake和NDK，所以必须确定好这两个工具的位置。
4.上面完成了编译前的准备，接下来下载Assimp，我所使用的版本是4.0.1，将压缩包内容解压到一个目标文件夹中，我这里是新建了一个assimp文件夹，注意解压后的文件夹内应该直接包含Assimp库的内容：

5.在目标文件夹（我的是第4步所创建的assimp文件夹）下编写一个make_standalone_toolchain.bat文件，用于创建编译所需的工具链，bat文件内容如下：

python <Path to your sdk>/ndk-bundle/build/tools/make_standalone_toolchain.py --arch=arm64 --stl=libc++ --api=24 --install-dir=<path to store toolchain>

以我的环境为例，我的SDK路径是H:/Android/sdk，并将工具链保存在assimp的android-toolchain-24-llvm-arm64v8a目录下，所以我的bat脚本内容就是：

python H:/Android/sdk/ndk-bundle/build/tools/make_standalone_toolchain.py --arch=arm64 --stl=libc++ --api=24 --install-dir=android-toolchain-24-llvm-arm64v8a

上面是以arm64-v8a架构为例，对于其他六种架构（armeabi，armeabi-v7a，mips，mips64，x86，x86_64），需要修改–arch参数，该参数选值见下表：

工具链	值
mips64 编译器	–arch=mips64
mips GCC 4.8 编译器	–arch=mips
x86 GCC 4.8 编译器	–arch=x86
x86_64 GCC 4.8 编译器	–arch=x86_64
arm GCC 4.8 编译器	–arch=arm

bat脚本里的–api参数需要改成自己所需的Android API，保存后双击bat文件执行，会在参数install-dir所对应的文件夹生成工具链，下图是我的运行结果：

不同的架构生成的工具链内容不同，可以在< Path to SDK>/ndk-bundle/toolchains文件夹下查看。
6.同样在目标文件夹下（我的是第4步创建的Assimp文件夹）新建一个build_assimp.bat文件，用于编译生成.so文件，文件内容如下：

@echo off
cls

REM *NOTE* Change these based on 
SET ASSIMP_DIR=assimp-4.0.1
SET OUTPUT_DIR=assimp-build-arm64v8a
SET ANDROID_PATH=H:\Android\sdk
SET NDK_PATH=H:\Android\sdk\ndk-bundle
SET NDK_TOOLCHAIN=%~dp0android-toolchain-24-llvm-arm64v8a
SET CMAKE_TOOLCHAIN=%NDK_PATH%\build\cmake\android.toolchain.cmake
SET CMAKE_PATH=%ANDROID_PATH%\cmake\3.6.4111459

REM *NOTE* Careful if you don't want rm -rf, I use it for testing purposes.
rm -rf %OUTPUT_DIR%
mkdir %OUTPUT_DIR%

REM pushd doesn't seem to work ):<
cd %OUTPUT_DIR%

if not defined ORIGPATH set ORIGPATH=%PATH%
SET PATH=%CMAKE_PATH%\bin;%ANDROID_PATH%\tools;%ANDROID_PATH%\platform-tools;%ORIGPATH%

cmake ^
      -GNinja ^
      -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=%CMAKE_TOOLCHAIN% ^
      -DASSIMP_ANDROID_JNIIOSYSTEM=ON ^
      -DANDROID_NDK=%NDK_PATH% ^
      -DCMAKE_MAKE_PROGRAM=%CMAKE_PATH%\bin\ninja.exe ^
      -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
      -DANDROID_ABI="arm64-v8a" ^
      -DANDROID_NATIVE_API_LEVEL=24 ^
      -DANDROID_FORCE_ARM_BUILD=TRUE ^
      -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=install ^
      -DANDROID_STL=c++_shared ^
      -DCMAKE_CXX_FLAGS=-Wno-c++11-narrowing ^
      -DANDROID_TOOLCHAIN=clang ^

      -DASSIMP_BUILD_TESTS=OFF ^

      ../%ASSIMP_DIR%

cmake --build .

cd ..

pause

其中ASSIMP_DIR是第4步解压的Assimp库所在的文件夹，OUTPUT_DIR是保存编译生成文件的文件夹，ANDROID_PATH跟NDK_PATH需要修改为自己机器上的路径，NDK_TOOLCHAIN是第5步保存工具链的文件夹，下面的-DANDROID_ABI和-DANDROID_NATIVE_API_LEVEL参数需要改成所需的值，参照这里的说明。
保存后，双击build_assimp.bat文件执行。
7.如果没有报错，就能在< OUTPUT_DIR>/code/下找到libassimp.so文件，想要生成其他架构下的.so文件，只需修改第5，6步中bat文件参数，再执行即可。

问题&解决方法

问题1：

 CMake Error at xxx/android.toolchain.cmake:1622 (enable_language):
     Language 'C' is currently being enabled.  Recursive call not allowed.

出现这个错误，一般是因为使用了taka-no-me所提供的android.toolchain.cmake文件，（注意，上面的步骤并没有使用这个文件，而是使用了NDK中的android.toolchain.cmake文件，见build_assimp.bat文件中的CMAKE_TOOLCHAIN参数）。
解决方法：
在taka-no-me提供的android.toolchain.cmake文件中，注释掉下图所示的几行：


个人建议还是使用NDK中的android.toolchain.cmake文件。

问题2：

code/D3MFImporter.cpp:230:29: error: invalid operands to binary expression ('float (*)(const char *, const char *)' and 'nullptr_t')
    vertex.z = ai_strtof>(xmlReader->getAttributeValue(D3MF::XmlTag::z.c_str()), nullptr);

这个bug很让我无语，这个错误是Assimp库中D3MFImporter.cpp源文件有错，该文件位于< Path to Assimp>/code文件夹下，出错位置为：

解决方法：
就是多了一个>符号，删掉就行。看Assimp的提交，这个bug应该是早已经被修复了，但是不知道为什么下载下来的文件中还存在这个错误。

问题3：

code/D3MFOpcPackage.cpp:221:16: error: use of undeclared identifier 'malloc'
    m_Buffer = malloc(m_Size);
               ^
code/D3MFOpcPackage.cpp:225:5: error: use of undeclared identifier 'free'
    free(m_Buffer);
    ^
2 errors generated.

解决方法：
这个问题同样是Assimp库源文件的bug，在< Path to Assimp>/code文件夹下找到并打开D3MFOpcPackage.h文件，在开头添加#include < stdlib.h >:

问题4：

'to_string' is not a member of 'std'
error: '::atof' has not been declared

我使用其他方法编译Assimp库会出现上面两个错误，不知道怎么解决，改用上文所示的方法则没有这两个错误产生。

总结

通过这一次编译的过程，对于NDK开发和C++程序的编译有了更深刻的理解，有一些问题可以直接通过报错发现的，比如需要在build_assimp.bat中设置-DCMAKE_CXX_FLAGS=-Wno-c++11-narrowing，不然会报错，错误是提醒我们需要设置该值。其他问题则是通过各种谷歌搜索查找解决方式，希望我的一点经验能帮助到其他想在Android中使用Assimp库的人。

参考链接

Android NDK build fails. #1233