Android-NDK-clang 编译 FFmpeg
Android-NDK-clang 编译 FFmpeg
Android-NDK-clang 编译 FFmpeg
Android-NDK-clang 编译 FFmpeg - 知乎 (zhihu.com)
前期准备
- 下载 Android-NDK
- 下载 FFmpeg 源码 注意：笔者用的是
NDK-21和ffmpeg-4.4进行编译，如果版本不同可能会有所不同。
测试：mac 与 ubuntu 下的NDK20 - NDK22和ffmpeg 4.0 - ffmpeg 4.4，均可使用。
本文你可以了解到
- NDK20 - NDK22 提供的交叉编译工具链主要目录
- 使用
clang交叉编译出 Android 平台可以使用的 libffmpeg.so 库 - 部分编译细节
一、NDK 提供的交叉编译工具链主要目录与文件
从 NDK20 - NDK22 编译工具链目录结构基本没变，这里以 NDK21 作为演示（ NDK 在 windows、linux、mac 中的目录基本一样）
如上图，主要用的就是这几个目录，其中编译 FFmpeg 需要用到的 gcc 库就在 aarch64、arm、x86_64、x86 这几个文件夹中，这里先介绍一下这几个名字在 Android 中的不同平台库的联系。
aarch64：带这个前缀的目录都是与 arm64-v8a 库相关
arm：带这个前缀的目录都是与 armeabi-v7a 库相关
x86_64：带这个前缀的目录都是与 x86_64 库相关
x86：带这个前缀的目录都是与 x86 库相关
1.clang 编译工具
进入目录 llvm->prebuilt->darwin-x86_64->bin 里面都是与交叉编译相关的文件，我们以 clang 进行编译，所以主要关注的是以 clang、clang++ 结尾的文件，clang 用于编译 c 文件、clang++ 用于编译 c++ 文件。
- 这里需要注意的是：
21 和 i686 - 21：表示编译出的库支持的最低 Android 版本
- i686：表示编译出 x86 库平台的编译工具
上面的 NDK 目录名在各系统上的对应形式：
mac：darwin-x86_64
linux：linux-x86_64
windows：windows-x86_64
注意：下面都以 mac 系统下的 NDK 目录进行介绍
2.编译环境，需要用到的库
库和头文件所在的目录在 darwin-x86_64 下的 sysroot 目录，其中头文件在 include 目录，库在 lib 目录，了解完这些，就可以开始编译了。
二、使用 clang 交叉编译出 Android 平台可以使用的 libffmpeg.so 库
进入 FFmpeg 源码根目录
1.创建编译脚本：build_ffmpeg_android.sh
脚本的主要内容如下：
#!/bin/sh
# NDK 所在的路径
NDK=/Users/mac/Library/Android/sdk/ndk/21.4.7075529
# 需要编译出的平台，这里是 arm64-v8a
ARCH=aarch64
# 支持的最低 Android API
API=21
# 编译后输出目录，在 ffmpeg 源码目录下的 /android/arm64-v8a
OUTPUT=$(pwd)/android/arm64-v8a
# NDK 交叉编译工具链所在路径
TOOLCHAIN=/Users/mac/Library/Android/sdk/ndk/21.4.7075529/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64
build() {
./configure \
--target-os=android \
--prefix=$OUTPUT \
--arch=$ARCH \
--sysroot=$TOOLCHAIN/sysroot \
--disable-static \
--disable-ffmpeg \
--disable-ffplay \
--disable-ffprobe \
--disable-debug \
--disable-doc \
--disable-avdevice \
--enable-shared \
--enable-cross-compile \
--cross-prefix=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android- \
--cc=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android$API-clang \
--cxx=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android$API-clang++ \
--extra-cflags="-fpic"
make clean all
make -j12
make install
}
build这个shell脚本，大体上其实还是很容易懂的，比如--disabble-static 禁止输出静态库--enable-shared 输出动态库--arch 用于配置输出的so库是什么架构的--prefix 用于配置输出的so库的存放路径enable-cross-compile 开启多平台编译，也就是可以编译多个平台的库
更多的选项可以查看官网的介绍，这里不再多说。
接下来重点来讲一下几个选项：
- target-os
--target-os=android：在旧版本的FFmpeg中，对Android平台的支持并不是很完善，并没有android这个target，所以在一些比较老的文章中都会提到，编译Android平台的so库，需要对configure做修改，否则会按照linux标准的方式输出so库，其命名方式和Android的so不一样，Android是无法加载的，所以编译时，FFmpeg源码版本最好选和笔者的一致。
问题一：Linux 下输出的 so 库，Android 下无法加载
- sysroot
--sysroot=$TOOLCHAIN/sysroot： 用于配置交叉编译环境的根路径，编译的时候会默认从这个路径下去寻找usr/includeusr/lib这两个路径，进而找到相关的头文件和库文件。NDK20-NDK22系统的头文件和库文件就是在$SYSYROOT/usr/include和$SYSYROOT/usr/lib中。
extra-cflags 给编译器指定一些编译标志，例如：设置头文件路径：格式 -I头文件路径设置编译出的二进制文件为位置无关码文件：格式 -fpic
至于为什么需要编译出位置无关码文件，就是因为 打包 出的 so 库就是由多个为位置无关码的二进制文件组成的。
extra-ldflags 给链接器指定一些链接标志，例如：设置需要链接的库的路径：格式 -L库文件路径输出库并设置名字：格式 -o 库名设置需要链接的库：格式 -l库名
这里需要注意：
假设库名为：a-o 库名 需要带 lib 前缀，与 .so/.a 后缀的部分，如 -o liba.so-l库名 是不带 lib 前缀，与 .so/.a 后缀的部分，如 -la
关于编译与链接标志的问题，想了解详情可以查看这里。
- cross-prefix 配置交叉编译的编译工具的前缀，就是上面介绍的交叉编译相关的文件所在的目录内的文件名的前缀，如：编译 arm64-v8a 平台的就是
aarch64-linux-android-，而编译 armeabi-v7a 平台的就是arm-linux-androideabi-，具体是什么，到 交叉编译工具链目录下的bin目录查看即可。 - cc
- cxx 这两项就是配置上面说的使用
Android 自带的 clang 工具的具体路径。
2.开始编译
通过终端进入到 FFmpeg 源码根目录，并运行刚刚写好的编译脚本，
sh build_ffmpeg_android.sh运行结果如下
如上图，红框内的就是我们编译出的所以文件，但是这么多个 so 文件，用起来也麻烦，所以我们要把它们打包成一个 so 文件。
3.将多个库打包成一个库
- 修改编译脚本，修改后如下
#!/bin/sh
# ...省略了不变的部分
SYSROOT_L=$TOOLCHAIN/sysroot/usr/lib/aarch64-linux-android
GCC_L=$NDK/toolchains/aarch64-linux-android-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/lib/gcc/aarch64-linux-android/4.9.x
build() {
# ...省略了不变的部分
--disable-shared \
--enable-static \
--extra-cflags="-fpic -I$OUTPUT/include" \
--extra-ldflags="-lc -ldl -lm -lz -llog -lgcc -L$OUTPUT/lib"
# ...省略了不变的部分
}
package_library() {
$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android-ld -L$OUTPUT/lib -L$GCC_L \
-rpath-link=$SYSROOT_L/$API -L$SYSROOT_L/$API -soname libffmpeg.so \
-shared -nostdlib -Bsymbolic --whole-archive --no-undefined -o $OUTPUT/libffmpeg.so \
-lavcodec -lpostproc -lavfilter -lswresample -lavformat -lavutil -lswscale -lgcc \
-lc -ldl -lm -lz -llog \
--dynamic-linker=/system/bin/linker
# 设置动态链接器，不同平台的不同，android 使用的是/system/bin/linker
}
build
package_library上面列出的只是片段代码，只列出了做出了改变的部分，大致流程就是：clang 编译出静态库 -> 使用 Android 自带的链接器将编译出的静态库打包成一个动态库
接下来重点来讲一下几个选项：
- -rpath-link
When using ELF or SunOS, one shared library may require another. This happens when
an `"ld -shared"` link includes a shared library as one of the input files.
When the linker encounters such a dependency when doing a non-shared, non-relocatable
link, it will automatically try to locate the required shared library and include it in
the link, if it is not included explicitly. In such a case, the **-rpath-link** option
specifies the first set of directories to search. The **-rpath-link** option may
specify a sequence of directory names either by specifying a list of names separated by
colons, or by appearing multiple times.上面是官方给出的介绍，这里我斗胆用一句话概括一下，可能不太准确，但是能理解就行了：
这是传递给链接器的一个标志，当我们使用的库有依赖关系时，打包就需要按照依赖关系进行，否则会报错，用了这标志，我们只需要设置库的目录，不需要管依赖关系，链接时链接器帮我们处理。
- -soname 这个选项的解释为：给库添加一个别名，也就是
可以通过别名引用库，为什么要起别名？因为我们一开始是先打出了多个静态库，静态库已经有它自己的名字了，如果不对它们统一的做别名映射，你会发现你加载库的时候一直报错，说找不到你指定的库文件，不信你可以尝试一下哦^^。 - --dynamic-linker 这个选项用于设置动态链接器，还记得上面提出的
问题一吗，为了解决这个问题，这里设置成 Android 使用的链接器，就是/system/bin/linker，关于这点，可以看看这里
4.再次编译
运行结果如下
至此，我们就完成了 FFmpeg 的编译工作。
三、脚本使用介绍
笔者把编译脚本封装了一下，以适应方便的编译出 Android 各个平台的 so 库，脚本链接在文章开头，下面介绍使用步骤：
- 将脚本放在 FFmpeg 源码根目录
- 以文本方式打开脚本，简单的修改下面列出的几个参数
# 构建的最低支持 API 等级
API=21
# 在什么系统上构建，mac：darwin，linux：linux，windows：windows
OS_TYPE=darwin
# 自己本机 NDK 所在目录
NDK=/Users/mac/Library/Android/sdk/ndk/21.4.7075529
# 目标文件输出目录，默认是当前目录下的 android 目录
OUTPUT=$(pwd)/android/$ABI- 打开终端，进入到 FFmpeg 源码目录，执行脚本：sh build_ffmpeg_android.sh 1
执行规则
sh build_ffmpeg_android.sh 后可以附带 1、2、3、4 这四项，下面说明这四项的意义
1：构建出 arm64-v8a 架构的库文件
2：构建出 armeabi-v7a 架构的库文件
3：构建出 x86_64 架构的库文件
4：构建出 x86 架构的库文件
如果想要构建多个平台的，可以附带多项，中间通过空格分隔开即可，如构建全平台：
sh build_ffmpeg_android.sh 1 2 3 4
四、遇到的问题
- 运行脚本，显示没权限
修改文件权限，再次运行即可：chmod 777 build_ffmpeg_android.sh
- 运行脚本，显示脚本中存在无法识别的字符不能运行
解决方法一：
Visual Studio Code 代替记事本，重新编辑
解决方法二：
安装 dos2unix 软件
mac 下：brew install dos2unix
ubuntu 下：sudo apt install dos2unix
使用：dos2unix build_ffmpeg_android.sh
然后再次运行即可
编译x86库的时候报错，错误如下
这个时候只需要在 ./configure 后加上：--disable-asm 即可，然后重新编译就没问题了，因为 x86 平台移除了寄存器，如果不禁用这一项就会报错，详细原因在这。
- 将多个库打包时用到的
gcc的库在别的目录也有
这里容许我吐槽一下，我认为是一个巨坑... 因为我打包的时候一开始用的是别的目录的 gcc ，部分平台的打包 是正常的，但是 armeabi-v7a 平台的一直打包不成功，试了很久才发现现在用的目录也有，并且没问题。如果你 也遇到了同样的问题，那就换成我介绍的目录的 gcc 就没问题了。
五、总结
- 在 Android 端的编译问题很多时候是因为对编译工具链的目录不熟，找不到对应的库
- 编译时，如果遇到缺哪个库，去上文介绍的目录找到并且在编译时加进去就可以了
- 多动手实践，你会发现“书上得来终觉浅”这句话的真谛 最后，如果你觉得这篇文章对你有所帮助，那就点个赞呗
参考文章
FFmpeg so库编译
如何跨平台编译能执行在 Android 上的文件
FFmpeg x86 编译问题
链接器的-rpath介绍
将FFmpeg编译成一个libffmpeg.so库