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Linux下Clang交叉编译protobuffer库供Qt o

Linux下Clang交叉编译protobuffer库供Qt o

作者: Qt工坊 | 来源:发表于2019-03-13 11:14 被阅读0次

    缘由

    笔者在一个由Qt开发的桌面应用程序中,使用到了protobuffer消息传输协议,而今需要移植到安卓手机上,为了节省开发时间,不打算修改服务器程序(如果不在手机应用上继续采用protobuffer协议,则面临修改服务器程序,提供json消息格式供手机端使用)。为发挥Qt的跨平台特性,在Qt for Android下延用桌面程序的通信模块,决定编译arm版的probuffer库供安卓手机使用。笔者打算在Unbuntu下交叉编译protobuffer动态链接库,然后在Windows下的Qt for Android开发环境中使用。

    一次弯路

    本段记录笔者最初编译protobuffer库时,采用GNU GCC编译所遇到的库函数调用问题,不感兴趣的读者可以直接跳过本段,从“正式编译”章节开始看。最初笔者的开发和编译环境如下:

    Android开发环境:

    • Windows 10 64位
    • Qt for Android 5.12
    • android-ndk-r16b-windows-x86

    protobuffer库交叉编译环境:

    • Unbuntu 14.04 LTS
    • android-ndk-r16b-linux-x86_64
    • GNU GCC
    • protobuffer 3.3.0源代码

    相关下载

    protobuf下载地址:
    https://github.com/protocolbuffers/protobuf
    NDK下载地址:
    https://developer.android.google.cn/ndk/downloads/

    后来发现这样的交叉编译环境下所编译出来的protobuffer库在开发环境中并不支持,因为两者所使用的编译器前者Qt for Android SDK采用的是Clang,后者的库编译环境采用的是GNU GCC。于是将开发环境降低到Qt 5.9+ndk rc15(因为Qt for Android 5.9还是采用的GNU GCC)。但是最终还是遇到问题,在调用一个库函数AppendPartialToString()会导致程序崩溃。最后在一篇国外网站上找到了修正方法,说需要切换到Clang编译器。请看下面章节。(脚本文件中所涉及的路径,请修改为和自己的编译环境一致。)

    正式编译

    开发和编译环境和上述一致,但没有使用GNU GCC了,使用的是Clang编译工具链(通过NDK生成)
    注意:读者可以尝试使用nkd r18版本的ndk,因为我在使用ndk r16b时,开发环境中链接遇到找不到llvm-readobj.exe及llvm-strip.exe的问题,最后从ndk r18中将这两个文件拷贝到了指定位置;读者还可以尝试更高版本的protobuffer库。
    1. 首先编译Linux下的protobuffer库
    这里我们主要是为了得到编译所生成的protoc执行文件,用于今后将protobuffer消息定义文件.proto生成c++文件。

    • 编译Linux版的protobuffer库脚本如下:
    #!/bin/sh
    echo "here"
    cd $HOME/Linux/works/protobuff/protobuf-3.3.0
    make clean
    echo "end"
    ./autogen.sh
    ./configure --enable-shared --prefix=$HOME/Linux/works/protobuff_linux
    make -j4
    make install
    

    如果脚本执行没有问题,则会生成下面三个目录:


    image.png
    • 将.proto文件生成c++文件命令的格式:

    protoc -I=<导入文件的搜索路径,可指定为当前路径> --cpp_out=<c++文件的生成路径> <.proto文件的路径,包含文件名>
    例如:
    protoc -I=‘home/user/Linux/works/protobuffer_linux/bin’ --cpp_out=‘home/user/Linux/works/protobuffer_linux/bin’ ‘home/user/Linux/works/protobuffer_linux/protomessage.proto’

    最后将生成的protomessage.pb.h和protomessage.pb.cc文件保存好,共后面在你的Qt for Android应用工程中使用。

    2. 利用ndk生成Clang工具链
    ndk自带生成clang工具链的脚本make-standalone-toolchain.sh,我将执行该脚本需要的参数写入了新脚本文件make_clang_toolchain.sh,其内容如下:

    #!/bin/sh
    cd $HOME/Linux/works/android/ndk/android-ndk-r16b/build/tools
    ./make-standalone-toolchain.sh --arch=arm --platform=android-26 --toolchain=arm-linux-android-clang5.0 --install-dir=$HOME/Linux/works/arm-26-toolchain-clang --use-llvm --stl=libc++
    

    脚本执行完之后,会在定义的install-dir目录下自动生成包含clang编译工具链的arm-26-toolchain-clang目录,将在下面的脚本中使用。
    3. 交叉编译protobuffer库
    脚本arm_combile_clang_ndk_r16.sh内容如下:

    export PREFIX=$HOME/Linux/works/protobuf_arm_3.0.0_clang/
    export PATH=$HOME/Linux/works/arm-26-toolchain-clang/bin:$PATH
    export SYSROOT=$HOME/Linux/works/arm-26-toolchain-clang/sysroot
    export CC="arm-linux-androideabi-clang --sysroot $SYSROOT"
    export CXX="arm-linux-androideabi-clang++ --sysroot $SYSROOT"
    cd $HOME/Linux/works/protobuff/protobuf-3.3.0
    make clean
    ./autogen.sh
    ./configure --prefix=$PREFIX \
    --host=arm-linux-androideabi \
    --with-sysroot="${SYSROOT}" \
    --enable-shared \
    --enable-cross-compile \
    --with-protoc=$HOME/Linux/works/protobuff_linux/bin/protoc \
    CFLAGS="-march=armv7-a -D__ANDROID_API__=26" \
    CXXFLAGS="-frtti -fexceptions -march=armv7-a -D__ANDROID_API__=26" \
    LIBS="-llog -lz -lc++_static"
    make -j 4
    make install
    
    1. 如果上述两个脚本执行没有问题,将在上述定义的protobuf_arm_3.0.0_clang目录下产生如下protobuffer库文件: image.png

      lib目录中的内容:


      image.png
      bin目录中的protoc文件不用理会,这是arm版的用于把protobuffer消息文件生成c++文件的工具。我们要使用的是前面所编译的Linux版本。
    2. 文件名修改
    • 将生成的include目录拷贝到你的Qt for Android工程目录中,并配置到pro文件中的INCLUDEPATH
    • 将下面红框中的文件拷贝到你的Qt for Android SDK目录下,同时在你的工程文件下创建lib目录,里面也复制一份
      如拷贝到:D:\Qt\Qt5.12.1\5.12.1\android_armv7\lib,并将.so.xx.x.x修改为.so


      image.png
    1. Qt工程文件.pro的配置


      image.png

    心得

    1. 编译高于rc15版本的ndk可能也需要clang编译器,经测不支持Qt 5.9,所以一般较低版本Qt会搭配较低版本的ndk,反则反之;
    2. Qt也在与时俱进,Qt for Android 5.9还在使用gnu gcc编译器,到了Qt for Android 5.12中使用了clang编译器。(具体从哪个版本开始变化的,笔者没有查阅)
    3. Android NDK大约从rc 15版本之后,也要使用clang编译器编译,否则在configure检查过程中,会提示c编译器无法启动;
    4. 当编译出来的动态库在开发环境中使用遇到错误的时候,查看错误日志,如果是链接问题,可以看到它在编译过程中所连接的C库,到底是gnu的还是clang的,是动态库还是静态库,这样可以重新调整自己的环境,让开发环境和编译环境互相匹配。

    由于笔者能力有限,文中若有疏漏或不妥之处,欢迎大家指正。

    参考链接

    https://github.com/protocolbuffers/protobuf/issues/5279
    https://blog.csdn.net/cqchengdan/article/details/75578934

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