逆向工程 --- 编译安卓so

编译安卓平台的共享库（.so 文件）主要有以下几种常用方法，核心工具是 Android NDK (Native Development Kit)：

📌 核心方法

使用 ndk-build 脚本 (基于传统的 Android.mk / Application.mk)
- 原理: NDK 提供的 ndk-build 脚本是一个封装好的工具，它会调用底层的编译工具链（通常是 make 和你的 Android.mk/Application.mk 文件）。
- 步骤:
  1. 安装 NDK: 下载并安装 Android NDK。
  2. 创建 jni 目录: 在你的 Android 项目根目录下创建一个名为 jni 的文件夹。
  3. 编写 Android.mk: 在 jni 目录下创建 Android.mk 文件。这个 Makefile 定义了如何编译你的源代码（指定源文件、库依赖、编译标志、链接标志、输出模块名等）。
  4. (可选) 编写 Application.mk: 在 jni 目录下创建 Application.mk 文件（可选，但常用）。它用于配置项目范围的设置，如目标 ABI (APP_ABI)、目标平台 (APP_PLATFORM)、使用的 STL (APP_STL)、编译模式 (APP_OPTIM) 等。
  5. 运行 ndk-build: 在项目根目录（包含 jni 目录的上级目录）打开命令行/终端，运行 ndk-build 命令（确保 ndk-build 在系统 PATH 中，或者指定其完整路径，如 path/to/your/ndk/ndk-build）。
- 输出: 编译生成的 .so 文件会默认放在项目根目录下的 libs/ 目录里，按 ABI 分类（如 libs/armeabi-v7a/, libs/arm64-v8a/, libs/x86/ 等）。
- 优点: 直接，传统方式，NDK 原生支持。
- 缺点: 语法相对 CMake 稍显复杂，灵活性稍低。
使用 CMake (官方推荐，与 Android Studio/Gradle 集成最佳)
- 原理: CMake 是一个跨平台的构建系统生成器。你编写一个 CMakeLists.txt 文件来描述项目的构建过程，然后 CMake 会根据目标平台生成相应的构建文件（如 Ninja 或 Makefile），最后由生成的构建文件调用 NDK 工具链进行实际编译。
- 步骤 (通常与 Android Studio/Gradle 结合):
  1. 安装 NDK 和 CMake: 在 Android Studio 的 SDK Manager 中安装 NDK 和 CMake。
  2. 创建 CMakeLists.txt 文件: 在项目的合适位置（通常放在模块的 cpp 目录旁）创建 CMakeLists.txt 文件。这个文件使用 CMake 语法定义库、可执行文件、源文件、头文件路径、链接库等。
  3. 配置 build.gradle (Module level): 在模块的 build.gradle 文件中配置 CMake:
    gradle
```
android {
    ...
    defaultConfig {
        ...
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++17" // 设置 C++标准版本等编译标志
                arguments "-DANDROID_STL=c++_shared" // 设置 CMake 变量
            }
        }
        ndk {
            abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64' // 指定目标 ABI
        }
    }
    ...
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "src/main/cpp/CMakeLists.txt" // 指向你的 CMakeLists.txt 文件
            version "3.22.1" // 指定 CMake 版本
        }
    }
}
```
  4. 构建项目: 在 Android Studio 中点击 Build > Make Project，或者使用 Gradle 命令行任务 (./gradlew assembleDebug 或 ./gradlew assembleRelease)。Gradle 会自动调用 CMake 和 NDK 工具链进行编译。
- 输出: 编译生成的 .so 文件会打包到最终的 APK 中，并在构建过程中存放在模块的 build/intermediates/cmake/ 目录下（具体路径取决于构建变体）。
- 优点:
  - 官方推荐，与 Android Studio 和 Gradle 深度集成，体验流畅。
  - 跨平台（同一套 CMakeLists.txt 理论上也可用于其他平台）。
  - 语法更现代、清晰、功能强大，社区支持好。
  - 管理大型项目或复杂依赖更方便。
- 缺点: 需要学习 CMake 语法。
使用独立的工具链 (Standalone Toolchain)
- 原理: 利用 NDK 提供的 make_standalone_toolchain.py 脚本（或在较新 NDK 中直接使用 clang）创建一个针对特定目标平台（如 arm-linux-androideabi）的独立编译工具链环境（包含编译器 clang++、链接器、sysroot 等）。然后，你可以像在 Linux 上编译普通共享库一样，使用这个工具链里的编译器进行编译，或者将其集成到你自己的构建系统（如 Autotools）中。
- 步骤:
  1. 创建独立工具链: 使用 NDK 中的 make_standalone_toolchain.py（旧版推荐）或直接设置环境变量指向 NDK 的 toolchains/llvm/prebuilt/<host>/bin 目录下的编译器（新版更推荐直接使用）。
  2. 设置环境变量: 设置 CC, CXX, LD, AR, STRIP, CFLAGS, CXXFLAGS, LDFLAGS 等环境变量，指向独立工具链中的工具，并包含必要的头文件和库路径（--sysroot）。
  3. 运行 configure / make: 如果你的项目使用 Autotools (./configure && make)，或者直接使用编译命令：
    bash
```
$TOOLCHAIN/bin/clang++ --target=armv7a-linux-androideabi21 -fPIC -shared -o libnative.so source1.cpp source2.cpp
```
- 输出: 编译生成的 .so 文件在你指定的输出目录。
- 优点: 灵活性最高，可以无缝集成到现有的、非 Android 特定的构建系统（如 Autotools）中，或者用于交叉编译大型第三方库。
- 缺点: 配置相对复杂，需要手动管理环境变量和编译/链接标志，与 Android Studio/Gradle 集成度低。

🔧 关键要素（所有方法都需要考虑）

NDK 版本: 确保使用合适的 NDK 版本。较新的 NDK 移除或废弃了一些旧工具链和 API。Android Studio 的 SDK Manager 是获取官方 NDK 的最佳途径。
ABI (Application Binary Interface): 你需要为哪些 CPU 架构编译 .so 文件？常见的有：
- armeabi-v7a (32 位 ARM, 兼容性强)
- arm64-v8a (64 位 ARM, 现代主流手机)
- x86 (32 位 Intel/AMD, 模拟器/旧设备)
- x86_64 (64 位 Intel/AMD, 现代模拟器/部分设备)
- mips / mips64 (已废弃，基本无需考虑)
  在 Application.mk (APP_ABI) 或 Gradle (ndk.abiFilters) 中指定。编译所有支持的 ABI 会使 APK 变大。
Android 平台版本 (APP_PLATFORM / minSdkVersion): 指定你的库所支持的最低 Android API 级别。这会影响可用的 NDK API (如 libandroid.so, OpenSL ES, Vulkan 等)。通常与 minSdkVersion 保持一致或略高。在 Application.mk 或 CMake (通过 minSdkVersion 或 -DANDROID_PLATFORM) 中设置。
C++ 运行时库 (APP_STL): 选择使用哪个 C++ 标准库实现：
- c++_shared: 动态链接的 libc++ (推荐，节省空间，但需打包多个 .so 或确保设备存在)。
- c++_static: 静态链接的 libc++ (增大单个 .so 体积，但无需额外打包)。
- system: 使用系统默认（旧且不推荐，兼容性差）。
- none: 无 C++ 标准库（纯 C 项目）。
  在 Application.mk 或 CMake (-DANDROID_STL=...) 中指定。
编译器和编译标志: NDK 现在默认且强烈推荐使用 Clang 编译器 (clang, clang++)。GCC 已被废弃。在 Android.mk (LOCAL_CFLAGS, LOCAL_CPPFLAGS, LOCAL_CPP_FEATURES) 或 CMakeLists.txt (target_compile_options, target_compile_features, add_compile_options) 中设置优化级别 (-O2, -Os)、调试信息 (-g)、C/C++ 标准 (-std=c++17)、警告级别 (-Wall, -Werror) 等。
链接标志: 在 Android.mk (LOCAL_LDLIBS, LOCAL_LDFLAGS) 或 CMakeLists.txt (target_link_libraries, target_link_options) 中指定链接的库（如 -llog 链接 Android Log 库）和其他链接器选项。

📌 推荐选择

对于新的 Android 项目或在 Android Studio 中开发: 强烈推荐使用 CMake + Gradle。这是官方标准流程，集成度最高，管理方便，功能强大。
维护旧的基于 ndk-build 的项目: 继续使用 ndk-build 和 Android.mk/Application.mk。
交叉编译大型第三方库 (如 OpenCV, FFmpeg) 到 Android: 通常使用独立工具链方法，结合库自身的构建系统 (如 configure 脚本) 来完成。有时这些库也直接提供了 CMake 支持。

✅ 验证 `.so` 文件

file 命令 (Linux/macOS): file libnative.so 会显示文件类型和 ELF 信息，确认其是针对 Android 的正确 ABI (如 ELF 64-bit LSB shared object, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked).
nm 命令: nm -D libnative.so 可以查看动态符号表，检查预期的函数是否被导出。
readelf 命令: readelf -d libnative.so 查看动态段信息，检查依赖的动态库 (NEEDED) 是否正确（如 liblog.so, libc++_shared.so）。
在设备/模拟器上运行: 最终极的测试是将包含 .so 的 APK 安装到目标设备或模拟器上运行，看功能是否正常，并通过 logcat 查看是否有加载库或符号找不到的错误。

选择哪种方法取决于你的项目需求、熟悉程度以及是否要与 Android Studio/Gradle 集成。CMake + Gradle 是目前最主流和推荐的方式。

posted on 2025-07-17 00:57 GKLBB 阅读(119) 评论(0) 收藏举报

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