Android中使用Rust构建so库

简介: Android中使用Rust构建so库

0x01 Introductio


Rust语言突然很火,其运行速度堪比C++,有传言说可能会成为C/C++的替代品。但是这不是今天讨论的话题。还是来看下Rust强大的交叉编译吧,用Rust构建so库。网络上大都是在Linux系统下操作,包括官方文档也都是以Linux系统为例说明的。今天我们就来详细的讲一下如何在Windows下使用Rust构建so库?


0x02 Tools


Android Studio——编写Android Demo的工具

IDEA(VS Code也可以)——编写Rust语言的工具

Python——执行生成工具链的 python脚本


0x03 Environment


安装Rust语言环境

安装Python环境

安装Android SDK和Android NDK环境


0x04 Code


新建项目


IDEA安装Rust插件,新建项目。新建项目的项目名称如果存在多个单词建议使用下划线分隔,比如rust_jni_android,防止后面编译报warning。 


添加依赖


Cargo.toml中添加JNI依赖,并声明lib.rscrate_typecdylib。告知编译器要编译成库。这样将会构建出动态库 (.so, .dylib 或 .dll 文件,取决你的操作系统类型)。

[dependencies]
# 添加 jni 依赖,并指定版本  0.17.0 截至目前是最新的版本
jni = { version = "0.17.0", default-features = false }
[lib] 
crate_type = ["cdylib"]


编写代码


coding...

#![cfg(target_os = "android")]
#![allow(non_snake_case)]
use std::ffi::{CString, CStr};
use jni::JNIEnv;
use jni::objects::{JObject, JString};
use jni::sys::{jstring};
#[no_mangle]
pub unsafe extern fn Java_com_example_logproject_NativeMethodTest_hello(env: JNIEnv, _: JObject, j_recipient: JString) -> jstring {
    let recipient = CString::from(
        CStr::from_ptr(
            env.get_string(j_recipient).unwrap().as_ptr()
        )
    );
    let output = env.new_string("Hello ".to_owned() + recipient.to_str().unwrap()).unwrap();
    output.into_inner()
}
#[no_mangle]
pub unsafe extern fn Java_com_example_logproject_NativeMethodTest_init(env: JNIEnv, jclass: JObject)
                                                                       -> jstring {
    // 将某个setEnable方法设置为true
    let clazz = env.find_class("com/example/logproject/SDK").unwrap();
    env.call_static_method(clazz, "setEnable", "(Z)V", &[JValue::from(true)]);
    let str = "i'm a so by rust!";
    let str = env.new_string(str.to_owned()).unwrap();
    str.into_inner()
}


0x04 Building


准备工具链


用Python编译工具链。如果Android NDK安装的是默认路径,在任意位置新建一个文件夹(建议不要带有中文路径),然后使用CMD或者PowerShell执行下面的代码。如果NDK的位置不是默认安装位置,务必更换NDK_HOME的地址。


注:--api 29中的29是Android SDK中下载的API版本。我这里项目中用的androidx,也下载过API 28的SDK,依然可以正常运行。

$NDK_HOME="$env:LOCALAPPDATA\Android\Sdk\ndk-bundle"
mkdir NDK
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 28 --arch arm64 --install-dir NDK/arm64
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 28 --arch arm --install-dir NDK/arm
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 28 --arch x86 --install-dir NDK/x86

生成过程大约需要2-3分钟,下面是生成结果。

0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


创建Cargo配置文件


进入到Cargo的安装目录,查看目录下是否有config文件,没有就创建。默认应该是没有config文件的。注:config文件不需要扩展名。


2d65d23f6d4748949b924e4057485923.png


在config文件中添加以下内容,其中ar和linker中的路径请修改为上面创建工具链的路径

[target.aarch64-linux-android]
ar = "E:\rust_jni\NDK\arm64\bin\aarch64-linux-android-ar.exe"
linker = "E:\rust_jni\NDK\arm64\bin\aarch64-linux-android-clang.cmd"
[target.armv7-linux-androideabi]
ar = "E:\rust_jni\NDK\arm\bin\arm-linux-androideabi-ar.exe"
linker = "E:\rust_jni\NDK\arm\bin\arm-linux-androideabi-clang.cmd"
[target.i686-linux-android]
ar = "E:\rust_jni\NDK\x86\bin\i686-linux-android-ar.exe"
linker = "E:\rust_jni\NDK\x86\bin\i686-linux-android-clang.cmd"


6de278e6d6694ce5bb08e7e842b7e74b.png


安装交叉编译组件


在CMD或者PowerShell执行下面的代码,来支持各平台的编译,依然需要等待几分钟。其中,各平台与Android NDK filter的映射关系如下: aarch64-linux-android 对应 arm64-v8aarmv7-linux-androideabi 对应 armeabi-v7ai686-linux-android 对应 x86

rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android


生成so库


三个平台需要以下三条命令分别生成,这里我仅测试过生成arm64-v8aarmeabi-v7a的so库。

cargo build --target aarch64-linux-android --release
cargo build --target armv7-linux-androideabi --release
cargo build --target i686-linux-android --release

armeabi-v7a为例,打开在IDEA中刚才编写的代码,在控制台中输入编译命令,回车。


8ec4f2997fb246878c34ecd6d122b7c6.png


so库在哪里呢?展开target目录,我这里编译了两次,所以存在两个编译文件


12c3b7f3f8814309a195c64f051d4445.png


然后在展开armv7-linux-androideabi-release-deps-librust_jni_android,


34e8d716411043c08c7ffba9fbba23de.png


然后拷到android的项目目录就行了。


92ba0822ed0b46e1ae72df8a17d3a45b.png


0x05 Finally


所有的工作都已经完成了,生成的so也可以使用。但是我发现调试so文件比较复杂,我还没找到好的调试方法,如果有好的方法,大家可以分享下。


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