开发纯ndk程序之环境搭配

时间：2021-04-10 20:36:22
  • 安装ndk

从安卓官网下载，ndk，双击解压到当前文件夹。建议想装在那个文件夹便解压到那个文件夹，而且文件夹的路径中不要有空格，因为gcc编译的时候会把空格前后两个字符串作为两个文件夹来对待。

  • 使用gcc手动编译

使用gcc编译程序需要先编写makefile文件，然后通过gcc make工具进行编译，makefile文件内容如下：

 NDK_ROOT=C:/android-ndk-r10d

 TOOLCHAINS_ROOT=$(NDK_ROOT)/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/windows

 TOOLCHAINS_PREFIX=$(TOOLCHAINS_ROOT)/bin/arm-linux-androideabi

 TOOLCHAINS_INCLUDE=$(TOOLCHAINS_ROOT)/lib/gcc/arm-linux-androideabi/4.9/include-fixed

 PLATFORM_ROOT=$(NDK_ROOT)/platforms/android-21/arch-arm

 PLATFORM_INCLUDE=$(PLATFORM_ROOT)/usr/include

 PLATFORM_LIB=$(PLATFORM_ROOT)/usr/lib

 MODULE_NAME=hello

 RM=del

 FLAGS=-I$(TOOLCHAINS_INCLUDE)\

     -I$(PLATFORM_INCLUDE)\

     -L$(PLATFORM_LIB)\

     -nostdlib\

     -lgcc\

     -Bdynamic\

     -lc

 OBJS=$(MODULE_NAME).o\

     $(PLATFORM_LIB)/crtbegin_dynamic.o\

     $(PLATFORM_LIB)/crtend_android.o

 all:

     $(TOOLCHAINS_PREFIX)-gcc $(FLAGS) -c $(MODULE_NAME).c -o $(MODULE_NAME).o

     $(TOOLCHAINS_PREFIX)-gcc $(FLAGS) $(OBJS) -o $(MODULE_NAME)

 clean:

     $(RM) *.o

 install:

     adb push $(MODULE_NAME) /data/local/tmp

     adb shell chmod 755 /data/local/tmp/$(MODULE_NAME)

其中gcc make工具位于..\android-ndk-r10d\prebuilt\windows\bin下，此目录需要加入到系统或临时的PATH环境变量中，然后将hello.c于makefile文件放到一个目录中，开启虚拟机，然后依次执行以下命令：

make

make install

adb shell /data/local/tmp/hello

便会看到熟悉的“hello world!!!”输出了。

makefile中的I和L要记得分清，我没注意到，结果编译的时候总是报错。

  • 使用ndk-build编译

使用ndk-build编译需要一个Android工程，这里使用android脚本来生成一个android工程，此脚本位于../sdk/tools下面，文件名是android.bat，在命令行输入“android --help”可以查看完整的命令，如“android avd”可以启动安卓虚拟机，这里使用“create project”选项，如下面：

android create project -n hello -p hello -t android- -k com.droider.hello -a MyActivity

“-n”指定android工程的名称，“-t”指定生成android工程所需要使用平台版本号，此版本号使用“android list”列出，“-p”指定生成工程的目录名，“-k”指定android工程的包名，“-a”指定默认Activity的名称。

Android工程生成好了，在工程目录下面新建一个jni文件夹，并将hello.c文件复制进去，然后编写ndk-build所需要的两个脚本，名字分别为Android.mk与Application.mk，其中后者是可选的。首先，这两个文件的内容在NDK文档中都有描述，打开android-ndk-r10d\docs里面Start_Here.html，选择“NDK Programmer's Guide”，在左侧列表中有“Android.mk“与”Application.mk”按钮，里面有详细内容描述。

好，首先编写Android.mk，如下

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_ARM_MODULE := arm

LOCAL_MODULE    := hello

LOCAL_SRC_FILES := hello.c

include $(BUILD_EXECUTABLE)
LOCAL_PATH 定义了本地源码的路径，它是Android.mk中必须首先定义好的变量，call my-dir指定了调用my-dir宏，它是由编译系统提供的，返回Android.mk文件本身所在的路径，一般与源码文件目录相同。
CLEAR_VARS指定让编译系统清除掉一些已经定义过的宏，这些宏的定义都是全局的。如LOCAL_MODULE、LOCAL_SRC_FILE，当一个GUN MAKE在编译多个模块时，必须清除并重新设置它们。
LOCAL_ARM_MODULE 指定生成的原生程序所使用的ARM指令模式。arm表示使用32指令系统。
LOCAL_MODULE  指定模块的名称。
LOCAL_SRC_FILE指定c或c++源文件列表。
include $(BUILD_EXECUTABLE)指定生成的文件类型。
然后是Application.mk，如下
APP_ABI := armeabi-v7a

这里指定平台是armeabi-v7a。

最后将Android.mk与Application.mk共同放在jni文件夹下，在工程目录下执行ndk-build，最后生成的文件在libs文件夹下。

  • 搭配调试环境

首先，调试需要gdbserver，还需要有调试符号信息，这里有两个方案，我看文档上说事两个方案缺一不可，但是我测试是两个方案中一个就可以了，其一便是在使用“ndk-build NDK_DEBUG=1”命令来编译，另一个便是在AndroidManifest.xml文件中的application节添加“android:debuggable="true"”属性，编译后结果如下

[armeabi-v7a] Gdbserver      : [arm-linux-androideabi-4.8] libs/armeabi-v7a/gdbserver

[armeabi-v7a] Gdbsetup       : libs/armeabi-v7a/gdb.setup

[armeabi-v7a] Install        : hello => libs/armeabi-v7a/hello

可见生成了gdbserver，在libs文件夹里面，而含有调试符号信息的hello则在objs文件夹里面，然后将这两个文件一起推送到安卓设备里面，使用如下命令：

    adb push ./obj/local/armeabi-v7a/hello /data/local/tmp

    adb push ./libs/armeabi-v7a/gdbserver /data/local/tmp

    adb shell chmod  /data/local/tmp/hello

    adb shell chmod  /data/local/tmp/gdbserver

启动gdbserver，使其监听端口7000，如下：

adb shell /data/local/tmp/gdbserver : /data/local/tmp/hello

结果如下

adb shell /data/local/tmp/gdbserver : /data/local/tmp/hello

Process /data/local/tmp/hello created; pid =

Listening on port

然后启动另一个终端，gdb在android-ndk-r10d\toolchains\arm-linux-androideabi-4.9\prebuilt\windows\bin文件夹里面，我是见这个文件夹路径添加到了环境变量，然后将arm-linux-androideabi-gdb.exe名字改为gdb.exe，这样可以少敲几个字，后来我做成了makefile文件，发现其实做了无用功，呵呵。首先将安卓设备的7000端口映射到本地7000端口，使用如下命令

adb forward tcp: tcp:

然后，启动gdb，同时别忘了指定调试文件啊，不然会找不到调试符号的，命令如下

gdb ./obj/local/armeabi-v7a/hello

此时，进入了gdb，如下

GNU gdb (GDB) 7.6

Copyright (C)  Free Software Foundation, Inc.

License GPLv3+: GNU GPL version  or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>

This is free software: you are free to change and redistribute it.

There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"

and "show warranty" for details.

This GDB was configured as "--host=i586-pc-mingw32msvc --target=arm-linux-android".

For bug reporting instructions, please see:

<http://source.android.com/source/report-bugs.html>...

Reading symbols from F:\work\Code\ndk\NdkBuild\helbul\obj\local\armeabi-v7a\hello...done.

(gdb)

然后为gdb指定调试进程，如下

target remote localhost:

此时，可以调试程序了，先来感受一下吧，使用l命令查看一下源码：

(gdb) l

Cannot access memory at address 0x0

       #include<stdio.h>

       int main(int argc, void* argv)

       {

               printf("hello world\n");

               return ;

       }(gdb)

然后就是gdb调试的内容了。

我在调试的时候总是提醒找不到共享库，此库位于android-ndk-r10d\platforms\android-21\arch-arm\usr\lib里面，可以使用下面的命令来设置：

set solib-search-path C:/android-ndk-r10d/platforms/android-/arch-arm/usr/lib

由于指定远程调试进程和设置共享库位置经常用到，可以写成gdb脚本，如下：

define ig

    target remote localhost:

    set solib-search-path C:/android-ndk-r10d/platforms/android-/arch-arm/usr/lib

end

然后保存为文件，文件名我取为“InitGdb.gdb”，然后启动gdb后，使用source命令载入脚本，并运行，如下：

(gdb) source InitGdb.gdb

(gdb) ig

果然还是讨厌重复性的劳动。

虽然设置了共享库的目录，但还是提醒我库的位置不对，不匹配，所以我想把他们都编译成静态库，结果老失败，这里留下个悬念，以后再来解决吧。

参考：

《Android软件安全与逆向分析》  --  丰生强

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