Android.mk文件语法规范(Android.mk File)

1、Android.mk文件概述

Android.mk文件用来告诉NDK编译系统,应该如何编译这些源码。更确切地说,该文件其实就是一个小型的Makefile。该文件会被NDK的编译工具解析多次,所以要注意不要过多使用环境变量,以免第一次解析时产生的变量影响后面的解析。Android.mk把源码组织成不同的模块,每个模块可以是一个静态库也可以是一个动态库。动态库才会被拷贝到安装包中,静态库只能用于编译生成动态库。

同一个Android.mk文件可以定义多个模块,不同的模块可以共用同一个源文件。

注意,NDK所使用的Android.mk文件的语法与Android操作系统的开放源码中的Android.mk的语法非常接近,但是两个编译系统对Android.mk的使用方法不同,这是为了方便应用程序开发人员复用以前的代码。

2、一个简单的例子

在详细讨论Android.mk文件的语法之前,先看一个简单的 “hello JNI“ 的例子,文件位于 apps/hello-jni/project。其中的 src 子目录存放Android工程的java源码,jni子目录存放C/C++源码文件,即 jni/hello-jni.c (实现了一个返回字符串给虚拟机的函数)。jni/Android.mk 文件是这个模块的编译脚本,内容如下:

   LOCAL_PATH := $(call my-dir)

   include $(CLEAR_VARS)

   LOCAL_MODULE    := hello-jni
   LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

   include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
以上内容解释如下:

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)

每个Android.mk文件都必须在开头定义 LOCAL_PATH 变量。这个变量被用来寻找C/C++源文件。在该例中,my-dir 是一个由编译系统提供的宏函数,用于返回Android.mk所在目录的路径。

    include $(CLEAR_VARS)

CLEAR_VARS是编译系统预定义的一个变量,它指向一个特殊的Makefile,这个Makefile负责清除 LOCAL_xxx 的变量(例如 LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES 等)但不会清除 LOCAL_PATH。之所以需要清理这些变量是因为所有的编译控制文件是在一趟make执行过程中完成的,而所有的变量都是全局的,会对其他Android.mk文件产生影响。

    LOCAL_MODULE := hello-jni

LOCAL_MODULE 用来给每个模块定义一个名字,不同模块的名字不能相同,不能有空格。这里的名字会传给NDK编译系统,然后加上lib前缀和.so后缀 (例如,变成libhello-jni.so)。注意,如果你在LOCAL_MODULE定义中自己加上了lib前缀,则ndk在处理的时候就不会再加上lib前缀了(为了兼容Android系统的一些源码)。

    LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

在LOCAL_SRC_FILES 变量里面列举出对应于同一个模块的、要编译的那些文件,这里不要把头文件加进来,编译系统可以自动检测头文件依赖关系。默认情况下,C++源码文件的扩展名应该是cpp,如果想修改的话,将变量LOCAL_CPP_EXTENSION修改为你想要的扩展名,注意句点。例如:LOCAL_CPP_EXTENSION := .cxx

    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

这个 BUILD_SHARED_LIBRARY也是预定义的变量,也是指向一个Makefile,负责将你在 LOCAL_XXX 等变量中定义信息收集起来,确定要编译的文件,如何编译。如果要编译的是静态库而不是动态库,则可以用 BUILD_STATIC_LIBRARY。

在NDK安装目录的samples目录下有更加丰富的例子,里面都有详细的注释。

3、变量名的限制

下面这些变量是你可以直接使用或者应该由你来定义的。你也可以定义自己的变量,但是不能用以下NDK所保留的变量名:

    以 LOCAL_ 开头的名字(例如,LOCAL_MODULE)

    以 PRIVATE_, NDK_,APP_ 开头的名字(供NDK内部使用)

    小写字母的变量名也不能使用(供NDK内部使用,例如 my-dir)

例如,你可以随便用 MY_ 开头的变量名:

    MY_SOURCES := foo.c
    ifneq ($(MY_CONFIG_BAR),)
      MY_SOURCES += bar.c
    endif

    LOCAL_SRC_FILES += $(MY_SOURCES)

4、NDK预定义变量

下面这些变量是ndk提前定义好的变量。有时ndk会解析同一个Android.mk文件多次,每次解析时,这些变量的值可能不相同。

CLEAR_VARS

指向一个特殊的Makefile,负责清理 LOCAL_XXX 变量(LOCAL_PATH除外)。一般在定义新模块之前使用这个变量,用法:

include $(CLEAR_VARS)

BUILD_SHARED_LIBRARY

该变量实际指向了一个Makefile,用来把所有名为 LOCAL_XXX的变量中的信息收集起来,然后确定如何把你提供的源码编译成目标模块。用法:include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)     默认文件名:lib.so

BUILD_STATIC_LIBRARY

类似于BUILD_SHARED_LIBRARY,不过它用来编译静态库。静态库不会被拷贝到你的安装包中去,它往往用来编译其他动态库。用法:include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)    默认文件名:lib.a

PREBUILT_SHARED_LIBRARY

该变量指向一个已编译好的共享库。与BUILD_SHARED_LIBRARY和BUILD_STATIC_LIBRARY不同,此时相应的LOCAL_SRC_FILES不再指定源文件,而是指向这个预编译共享库文件(例如 foo/libfoo.so)。可以在其他模块中,通过使用LOCAL_PREBUILTS变量来引用这个预编译模块。参考Prebuilt。

PREBUILT_STATIC_LIBRARY

与PREBUILT_SHARED_LIBRARY相同,只不过这里是静态库。 参考 Prebuilt。

TARGET_ARCH

目标CPU架构的名字,与Android操作系统的CPU架构名一致。如果想兼容所有ARM的CPU,可以用 “arm” 这个名字。

TARGET_PLATFORM

目标Android平台的名字。例如 android-3 对应的是 Android 1.5 系统镜像(Cupcake)。所有系统镜像的名字和相应的系统镜像可参考Stable APIs。

TARGET_ARCH_ABI

目标CPU和ABI组合的名字,目前只有2个值可以用:

armeabi     对于ARMv5TE

armeabi-v7a

注意,一直到Android NDK 1.6_r1,这里的值都是用“arm”。然而,该值已被重新定义以更好地匹配Android平台内部所使用的。

关于架构和ABI及兼容性问题,参考文档 Cpu Arch ABIs。

其他的目标ABI会在将来的NDK版本中增加,并且是不同的名字。注意,所有兼容ARM的ABI的TARGET_ARCH都是arm,但是TARGET_ARCH_ABI不同。

TARGET_ABI

目标平台和ABI的组合,定义为 $(TARGET_PLATFORM)-$(TARGET_ARCH_ABI)。当你想在真机上测试一种系统镜像时有用。该变量的默认值是android-3-armeabi。

直到Android NDK 1.6_r1,这个值一直是 android-3-arm。

5、NDK预定义的宏函数

下面是NDK预定义的“函数”宏,用法是  $(call ) ,返回的是文本信息

my-dir

返回上一个被包含的Makefile的路径,典型情况是Android.mk文件所在的路径。这个函数对于定义LOCAL_PATH特别有用,例如:

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)

注意:由于make的工作原理,该函数返回的确实是上一个被包含的Makefile的路径(也就是说返回的结果可能不是Android.mk所在目录)。所以,包含了另外一个文件之后,就不要再使用 my-dir 了。

例如,下面的例子:

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    该模块其他声明
    
    include $(LOCAL_PATH)/foo/Android.mk
    LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    另一个模块的声明
 
  

上面的问题就是第二次调用my-dir的时候,得到的是 $PATH/foo 而不是 $PATH,因为它前面有一个include语句。

因此,最好在所有include语句之前,把LOCAL_PATH定义好:

        LOCAL_PATH := $(call my-dir)
        ... declare one module
        LOCAL_PATH := $(call my-dir)
        ... declare another module
        # extra includes at the end of the Android.mk
        include $(LOCAL_PATH)/foo/Android.mk
如果觉得这样做不方便,可以把第一次调用的结果保存到变量中,例如:

        MY_LOCAL_PATH := $(call my-dir)
        LOCAL_PATH := $(MY_LOCAL_PATH)
        ... declare one module
        include $(LOCAL_PATH)/foo/Android.mk
        LOCAL_PATH := $(MY_LOCAL_PATH)
        ... declare another module

all-subdir-makefiles

返回当前的my-dir目录下的所有子目录的Android.mk文件的列表。例如,文件组织如下:

        sources/foo/Android.mk
        sources/foo/lib1/Android.mk
        sources/foo/lib2/Android.mk
如果 sources/foo/Android.mk 包含如下行:

        include $(call all-subdir-makefiles)
那么,该文件将自动把 sources/foo/lib1/Android.mk 和 sources/foo/lib2/Android.mk 包含进来。当源码被组织成很多层次时可以利用该函数,默认情况下,NDK只会寻找 sources/*/Android.mk。

this-makefile

返回当前的Makefile的路径(即该函数调用时的位置)

parent-makefile

如果当前这个Makefile被另一个Makefile包含,则返回那个包含了自己的Makefile的路径(即parent)

grand-parent-makefile

(你猜猜......)

import-module

该函数用于按模块名查找另一个模块的Android.mk文件,并包含进来。用法如下:

        $(call import-module,)

上面将在 NDK_MODULE_PATH变量所指定的目录列表中寻找名为的模块,找到之后将包含进来。

可以参考 Import Module。

6、模块描述变量

下面这些变量用于对模块进行描述,这些变量应该在 include $(CLEAR_VARS) 和 include $(BUILD_XXXX) 之间定义好。

LOCAL_PATH (必须)

这个变量表示当前文件(一般是Android.mk)所在的路径,该变量很重要,必须定义(在Android.mk文件的开头处定义)。常见写法如下:

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)

该变量不会被 include $(CLEAR_VARS) 清空,所以不论Android.mk定义了几个模块,一个Android.mk只需要在开头定义一次即可。

LOCAL_MODULE (必须)

该变量定义当前模块的名字,名字必须唯一,不能有空格。这个变量必须在 include $(BUILD_XXX) 之前定义好。默认情况下,这里的名字会用来得到输出文件的名字。例如模块名为foo,则得到的输出文件为libfoo.so。但是,如果你要在其他模块的Android.mk文件或Application.mk中引用这个模块,应该用foo这个模块名,而不要用libfoo.so这个文件名。

LOCAL_MODULE_FILENAME (可选)

该变量可以用来重定义输出文件的名字。默认情况下,foo模块得到的静态库的名字为 libfoo.a,动态库的名字为libfoo.so(UNIX规范)。当定义了LOCAL_MODULE_FILENAME之后,输出文件名就是这个变量指定的名字,例如:

        LOCAL_MODULE := foo-version-1
        LOCAL_MODULE_FILENAME := libfoo
注意: LOCAL_MODULE_FILENAME不支持文件路径(所以不能有斜杠),不要写扩展名(文件路径和文件扩展名是由编译工具自动加上的)

LOCAL_SRC_FILES (必须)

该变量用来指定该模块对应的源文件,只把需要传给编译器的源文件名加进LOCAL_SRC_FILES,编译系统会自动处理头文件依赖。这里的文件名都是以 LOCAL_PATH 作为当前目录的(即相对于LOCAL_PATH目录),例如:

    LOCAL_SRC_FILES := foo.c toto/bar.c
注意:必须使用Unix风格的斜杠,Windows风格的斜杠不能正确处理。

LOCAL_CPP_EXTENSION (可选)

用来定义C++代码文件的扩展名。必须以句点开头(即 “.”),默认值是“.cpp”,可以修改,例如:

    LOCAL_CPP_EXTENSION := .cxx

从 NDK r7 这个版本开始,该变量可以支持多个扩展名了,例如:

    LOCAL_CPP_EXTENSION := .cxx .cpp .cc

LOCAL_CPP_FEATURES (可选)

该变量用来指定C++代码所依赖的特殊C++特性。例如,如果要告诉编译器你的C++代码使用了RTTI(RunTime Type Information):

    LOCAL_CPP_FEATURES := rtti

如果要指定你的C++代码使用了C++异常,则:

    LOCAL_CPP_FEATURES := exceptions

该变量可以同时指定多个特性。例如:    LOCAL_CPP_FEATURES := rtti features

这个变量的作用就是在编译模块的时候,开启相应的编译器/链接器标志。对于预编译的文件,该变量表明该预编译的库依赖了这些特性,从而确保最后的链接工作正确进行。与该变量等价的做法是在LOCAL_CPPFLAGS中写上 -frtti -fexceptions 等标志选项。但是,推荐用这里的方法。

LOCAL_C_INCLUDES

一个路径的列表,是NDK根目录的相对路径(LOCAL_SRC_FILES中的文件相对于LOCAL_PATH)。当编译C/C++、汇编文件时,这些路径将被追加到头文件搜索路径列表中。例如:

    LOCAL_C_INCLUDES := sources/foo

    或者, LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/../foo

这里的搜索路径会放在LOCAL_CFLAGS/LOCAL_CPPFALGS等标志的前面。 当使用ndk-gdb的时候,LOCAL_C_INCLUDES中的路径也会被用到。

LOCAL_CFLAGS

指定当编译C/C++源码的时候,传给编译器的标志。它一般用来指定其他的编译选项和宏定义。

注意:尽量不要在Android.mk中修改优化/调试等级,因为在Application.mk中定义了相关信息之后编译系统会自动处理这些问题。


LOCAL_CXXFLAGS (废除, LOCAL_CPPFLAGS的别名)

LOCAL_CPPFLAGS (可选)

编译C++代码的时候传递给编译器的选项(编译C代码不会用这里的选项)。最后得到的命令行选项中,这里指定的选项在 LOCAL_CFLAGS 指定的选项的后面。

LOCAL_STATIC_LIBRARIES

指定应该链接到当前模块的静态库(可指定多个)。当前模块是动态库时,该选项才有意义。

LOCAL_SHARED_LIBRARIES

指定的是运行时该模块所依赖共享库(可指定多个)。这些信息是链接阶段必须的。

LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES

它是LOCAL_STATIC_LIBRARIES的变体,用来表示它对应的模块对于linker来说应该是一个“whole archive”(见GNU linker 文档,关于 --whole-archive的资料)。当静态库之间有循环依赖时,会用到这个选项。注意,当编译动态库时,这个选项会强行把所有的对象文件组装到一起;不过,在编译可执行文件的时候情况不是这样的。

LOCAL_LDLIBS

用来指定模块编译时的其余连接器标志。例如:

    LOCAL_LDLIBS := -lz

告诉链接器在加载该共享库的时候必须链接 /system/lib/libz.so 这个共享库。

如果想知道Android系统中有哪些共享库可以链接,参考 Stable APIs。

LOCAL_ALLOW_UNDEFINED_SYMBOLS

默认情况下,当编译一个共享库的时候,遇到未定义符号引用就会报告一个“undefined symbol”错误。这有助于修复你的代码中存在的bug。

如果因为某种原因,必须禁止该检测,可以把这个变量设置为true。注意,编译出的共享库有可能在加载的时候就报错导致程序退出。

LOCAL_ARM_MODE

LOCAL_ARM_NEON

LOCAL_DISABLE_NO_EXECUTE

Android NDK r4增加了对“NX bit“安全特性的支持。它是默认开启的,如果你确定自己不需要该特性,你可以将它关闭,即:

    LOCAL_DISABLE_NO_EXECUTE := true

该变量不会修改ABI,只会在 ARMv6以上的CPU的内核上启用。开启该特性编译出的代码无需修改可运行在老的CPU上(也就是说所有ARM的CPU都能运行)。

参考信息:

http://en.wikipedia.org/wiki/NX_bit
http://www.gentoo.org/proj/en/hardened/gnu-stack.xml

LOCAL_EXPORT_CFLAGS

    这个变量定义一些C/C++编译器flags。这些flags(标志)会被追加到使用了这个模块(利用LOCAL_STATIC_LIBRARIES和LOCAL_SHARED_LIBRARIES)的模块的LOCAL_CFLAGS 定义中去。

假如foo模块的声明如下:

        include $(CLEAR_VARS)
        LOCAL_MODULE := foo
        LOCAL_SRC_FILES := foo/foo.c
        LOCAL_EXPORT_CFLAGS := -DFOO=1
        include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
bar模块依赖foo模块,声明如下:

        include $(CLEAR_VARS)
        LOCAL_MODULE := bar
        LOCAL_SRC_FILES := bar.c
        LOCAL_CFLAGS := -DBAR=2
        LOCAL_STATIC_LIBRARIES := foo
        include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
因此在编译bar模块的时候,它的编译器标志就是 “-DFOO=1 -DBAR=2”。 导出的flags 加上本模块的 LOCAL_CFLAGS,成为最后传给编译器的flags。这样修改起来就很容易。这种依赖关系是可传递的,例如,如果zoo依赖bar,bar依赖foo,那么zoo就会同时有bar和foo的导出flags。

注意,编译模块自身时,不会使用它所导出的flags。例如在编译上面的foo模块时, -DFOO=1 不会传递给编译器。

LOCAL_EXPORT_CPPFLAGS

    与 LOCAL_EXPORT_CFLAGS 相同,是跟C++相关的标志。

LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES

    与 LOCAL_EXPORT_CFLAGS 相同,但是只用于头文件搜索路径。当你的共享库有多个模块,而且互相之间有头文件依赖时有用。用法详见 Import Module。

LOCAL_EXPORT_LDLIBS

    与 LOCAL_EXPORT_CFLAGS 相同,但是只用于连接器的flag。注意这里被导人的链接器标志将追加到模块的 LOCAL_LDLIBS。

    例如当foo模块是一个静态库并且代码依赖于系统库时,该变量非常有用。 LOCAL_EXPORT_LDLIBS 可以用于导出该依赖:

        include $(CLEAR_VARS)
        LOCAL_MODULE := foo
        LOCAL_SRC_FILES := foo/foo.c
        LOCAL_EXPORT_LDLIBS := -llog
        include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

        include $(CLEAR_VARS)
        LOCAL_MODULE := bar
        LOCAL_SRC_FILES := bar.c
        LOCAL_STATIC_LIBRARIES := foo
        include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
此处在编译bar模块的时候,它的链接器标志将加上一个 -llog,表示它依赖于系统提供的 liblog.so,因为它依赖 foo 模块。

LOCAL_FILTER_ASM

    这个变量指定一个shell命令,用于过滤LOCAL_SRC_FILES 中列出的汇编文件或者LOCAL_SRC_FILES列出的文件所编译出的汇编文件。定义该变量后,将导致以下行为:

    1)所有的C/C++源码首先翻译为临时汇编文件(如果不定义LOCAL_FILTER_ASM,则C/C++源码直接编译为 obj 文件)

    2)这些汇编文件被传给 LOCAL_FILTER_ASM 所指定的shell命令处理,得到一批新的汇编文件。

    3)这些新的汇编文件再被编译成obj文件。

换句话说,如果你定义:

      LOCAL_SRC_FILES  := foo.c bar.S
      LOCAL_FILTER_ASM := myasmfilter
则foo.c首先传给编译器(gcc),得到 foo.S.orignal,然后这个 foo.S.original 被传给你指定的过滤器(LOCAL_ASM_FILTER),得到 foo.S,然后再传给汇编器(例如as),得到 foo.o。 bar.S 直接传给过滤器得到 bar.S.new,然后再传给汇编器,得到 bar.o。即在从*.S到*.o的编译流程中增加了一个过滤的环节。

过滤器必须是独立的shell命令,输入文件作为它的第一个命令行参数,输出文件作为第二个命令行参数,例如:

    myasmfilter $OBJS_DIR/foo.S.original $OBJS_DIR/foo.S
    myasmfilter bar.S $OBJS_DIR/bar.S

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