都会|根基_Android音视频开发之交叉编译

篇首语：本文由编程笔记#小编为大家整理，主要介绍了Android 音视频开发之交叉编译相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

本文分别为&＃xff1a;

• 交叉编译
• Clang交叉编译
• X264
• FAAC
• CameraX

今天来说一下关于今天先说一下交叉编译一些内容&＃x1f928;

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十个模块内容如下&＃xff1a;

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2.音视频大合集&＃xff0c;从初中高到面试应有尽有
3.Android车载应用大合集&＃xff0c;从零开始一起学
4.性能优化大合集&＃xff0c;告别优化烦恼
5.Framework大合集&＃xff0c;从里到外分析的明明白白
6.Flutter大合集&＃xff0c;进阶Flutter高级工程师
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8.Jetpack大合集&＃xff0c;全家桶一次吃个够
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10.Android基础篇大合集&＃xff0c;根基稳固高楼平地起

整理不易&＃xff0c;关注一下吧。开始进入正题&＃xff0c;ღ( ´&＃xff65;ᴗ&＃xff65;&＃96; ) &＃x1f914;

一丶什么是交叉编译

在一种计算机环境中运行的编译程序&＃xff0c;能编译出在另外一种环境下运行的代码&＃xff0c;我们就称这种编译器支持交叉编译。这个编译过程就叫交叉编译。

简单地说&＃xff0c;就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。

这里需要注意的是所谓平台&＃xff0c;实际上包含两个概念&＃xff1a;

1. 体系结构&＃xff08;Architecture&＃xff09;、
2. 操作系统&＃xff08;OperatingSystem&＃xff09;。

同一个体系结构可以运行不同的操作系统&＃xff1b;同样&＃xff0c;同一个操作系统也可以在不同的体系结构上运行。

举例来说:

我们常说的x86 Linux平台实际上是Intel x86体系结构和Linux for x86操作系统的统称&＃xff1b;而x86WinNT平台实际上是Intel x86体系结构和Windows NT for x86操作系统的简称。

要进行交叉编译&＃xff0c;我们需要在主机平台上安装对应的交叉编译工具链&＃xff08;crosscompilation tool chain&＃xff09;&＃xff0c;然后用这个交叉编译工具链编译我们的源代码&＃xff0c;最终生成可在目标平台上运行的代码。常见的交叉编译例子如下&＃xff1a;

• 在Windows PC上&＃xff0c;利用ADS&＃xff08;ARM 开发环境&＃xff09;&＃xff0c;使用armcc编译器&＃xff0c;则可编译出针对ARM CPU的可执行代码。
• 在Linux PC上&＃xff0c;利用arm-linux-gcc编译器&＃xff0c;可编译出针对Linux ARM平台的可执行代码。
• 在Windows PC上&＃xff0c;利用cygwin环境&＃xff0c;运行arm-elf-gcc编译器&＃xff0c;可编译出针对ARM CPU的可执行代码。

1.1、为什么要使用交叉编译

有时是因为目的平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器&＃xff0c;而我们又需要这个编译器的某些特征&＃xff1b;

有时是因为目的平台上的资源贫乏&＃xff0c;无法运行我们所需要编译器&＃xff1b;

有时又是因为目的平台还没有建立&＃xff0c;连操作系统都没有&＃xff0c;根本谈不上运行什么编译器。

1.2 、本地编译和交叉编译的比较

本地编译&＃xff1a;本地编译可以理解为&＃xff0c;在当前编译平台下&＃xff0c;编译出来的程序只能放到当前平台下运行。平时
我们常见的软件开发&＃xff0c;都是属于本地编译。比如&＃xff0c;我们在 x86 平台上&＃xff0c;编写程序并编译成可执行程序。
这种方式下&＃xff0c;我们使用 x86 平台上的工具&＃xff0c;开发针对 x86 平台本身的可执行程序&＃xff0c;这个编译过程称为本地编译。

交叉编译&＃xff1a;交叉编译可以理解为&＃xff0c;在当前编译平台下&＃xff0c;编译出来的程序能运行在体系结构不同的另一种
目标平台&＃xff08;该平台自己不能干&＃xff0c;所以让其它平台来干&＃xff09;上&＃xff0c;但是编译平台本身却不能运行该程序。比如&＃xff0c;我们在 x86 平台上&＃xff0c;编写程序并编译成能运行在 ARM 平台的程序&＃xff0c;编译得到的程序在 x86 平台上是不能运行的&＃xff0c;必须放到 ARM 平台上才能运行。

二丶Clang 交叉编译

添加NDK编译环境变量

2.1.下载NDK

滴

2.2.安装NDK

下载NDK&＃xff0c;并解压
这里下载了 android-ndk-r21b&＃xff0c;解压到 /home/temp/programs/android-ndk-r21b

2.3. 添加系统环境变量

vim etc/profile

export PATH&＃61;$PATH:/root/ndk/android-ndk-r21dexportSYSROOT\&＃61;"$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/sysroot/"
export ANDROID_GCC&＃61;“$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin/x86_64-linuxandroid24-clang”

2.4.生效环境变量

source /etc/profile

$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin/aarch64-linux-android26-clang&＃43;&＃43;
main.cpp -o hello


这里NDK用的是r19及以上的版本。

2.5.写main.cpp文件

#include
int main()
printf("hello world\\n");
return 0;


2.6.写交叉编译脚本 generate.sh

由于命令比较短&＃xff0c;也可直接在命令行里写。
新建generate.sh&＃xff0c;并给执行权限 &＃xff1a; chmod &＃43;x generate.sh

export NDK&＃61;/home/temp/programs/android-ndk-r21b
$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin/aarch64-linux-android26-clang&＃43;&＃43;
main.cpp -o hello


使用了NDK 默认安装的工具链&＃xff0c;按照官网说明&＃xff0c;NDK在r21之后&＃xff0c;NDK 默认安装的工具链可供使用。

可以不需要使用 make_standalone_toolchain.py 脚本生成独立工具链来使用。

这样使用自带的工具链就比较方便&＃xff0c;不用再配置 sysroot 等编译选项。

其中NDK为自己解压的目录。

编译器要选择自己手机的架构&＃xff0c;这里用的是arm64&＃xff0c;所以是aarch64-linux-android。

编译器要选择android的api版本&＃xff0c;这里用的是anroid 8.0.0&＃xff0c;对应api是26。

Android NDK从r13起&＃xff0c;默认使用Clang进行编译。
交叉编译出可执行程序 hello

./generate.sh


2.7.放到手机执行

2.8.push到手机

adb push hello /data/local/tmp


2.9.给hello执行权限

adb shell
cd /data/local/tmp
chmod &＃43;x hello


执行hello

./hello


可以看到输出

hello world


三丶X264

x264是一个开源的H.264/MPEG-4 AVC视频编码函数库&＃xff0c;是最好的有损视频编码器之一。 它将作为我们直播数据的视频编码库。

FFmpeg中同样实现了H.264的编码&＃xff0c;同时FFmpeg也能够集成X264。本次我们将直接使用X264来进行视 频编码而不是FFmpeg

下载源码:(前提是已经安装git并存在环境变量)

git clone https://code.videolan.org/videolan/x264.git


并不是所有的库都已经存在configure文件&＃xff0c;可能只存在configure.ac和makefile.am。这种情况需要借
助autoconf来生成configure。

cd x264
ls


发现已经帮助我们生成好了configuration文件
如果存在configure&＃xff0c;这时候我们第一反应一定是执行help

./configure --help


• –prefix 设置编译结果输出目录&＃xff0c;一般规范都会存在这个参数
• –exec-prefix 参数表示我们可以借助这个对编译器&＃xff08;gcc/clang)设置选项 「类似javac设置-classpath」
• –disable-cli 这个配置是关闭编译命令行工具&＃xff0c;在Android&＃xff0c;是自己编译代码&＃xff0c;用不到&＃xff0c;也可以不管&＃xff0c;倒库的是后不用就好
• –enable-shared & --enable-static 这两个参数是指我们编译成静态库.a 还是动态库.so

静态库-> xxxx.c 生成xxxx.a 里面函数
编译时&＃xff0c;从xxxx.a 中找到这个函数&＃xff0c;与xxxx.c 一起生成一个 a.so
最终 可能 .a 库 10M

动态库-> xxxx.a 生成xxxx.so 里面函数
编译时&＃xff0c;只会找有没有这个函数&＃xff0c;有就行不做其他操作
运行时&＃xff0c;当a.so 执行到这个函数&＃xff0c;在动态去找对应的函数
最终&＃xff0c;会有两个so .so 6M a.so 5M. 加起来会稍微大一点

多个库情况&＃xff0c;a.so 和 b.so 都需要x264
那么这个时候我们应该选择动态库。 静态库会编译两份&＃xff0c;动态库是用到时候去找可以公用一份。

• –enable-debug & --enable-gprof & --enable-strip 给编译器传递参数 相当 gcc -g / clang -g
• –enable-pic 如果编译Android使用的动态库,使用PIC 指令。有的–with-pic. 一些脚本没有提供
  那么我们可以加上gcc -fPIC 通过 CFLAGS 变量 CFLAGS&＃61;“-g -fPIC -xxx" 开启
  x264 还给我们提供了跨平台的参数Configuration options:
  –cross-prefix --cross-prefix&＃61;前缀- 那么我们相当于使用“gcc xxx.c” 就会用 “前缀-gcc xxxx.c”编译
• –sysroot 查找库&＃xff0c;有点类似-L 使用。但是有区别
• –extra-cflags 作为传递给编译器的参数&＃xff0c;所以就算有些库没有–extra-cflags配置&＃xff0c;我们也可以
  自己创建变量cFLAGS传参

比如指定了搜索路径/abc/
会在 指定的路径/abc/usr/lib/libxxx.so(libxxx.a)
/abc/usr/include/xxx.h

gcc -Lxxx -Ixxx
gcc -Labc
会在 /abc/libxxx.so(libxxx.a)

根据上面的分析我们形成配置脚本, 对于android 我们需要用ndk编译。但是ndk19 以上移除了gcc&＃xff0c;高版本我们需要用clang编译工具。在toolchains\\llvm 下面可以找到
/Users/xxx/Android/…/sdk/ndk-bundle/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/ 类
似路径&＃xff0c;我的是Macbook路径

我们如何指定clang 编译器。那么需要给编译器变量CC 的编译器变量

printf -> 这种实现在哪&＃xff1f; 标准类库中 好比&＃xff08;java->jdk/rt.jar -> java 官方提供的库&＃xff09;那么需要我们 c/c&＃43;&＃43; -> NDK 中的头文件与库 才能给Android中使用

Linux脚本

$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/bin/aarch64-linux-android26-clang&＃43;&＃43;
main.cpp -o hello

#!/bin/bash
export TOOLCHAIN&＃61;$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64
export API&＃61;21
function build
./configure \\
--prefix&＃61;$PREFIX \\
--disable-cli \\
--enable-static \\
--enable-pic \\
--host&＃61;$HOST \\
--cross-prefix&＃61;$CROSS_PREFIX \\
--sysroot&＃61;$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/sysroot \\
make clean
make -j8
make install

#armeabi-v7a
PREFIX&＃61;./armeabi-v7a
HOST&＃61;armv7a-linux-android
export TARGET&＃61;armv7a-linux-androideabi
export CC&＃61;$TOOLCHAIN/bin/$TARGET$API-clang
export CXX&＃61;$TOOLCHAIN/bin/$TARGET$API-clang&＃43;&＃43;
export CROSS_PREFIX&＃61;$TOOLCHAIN/bin/arm-linux- androideabi-
build


如需要编译arm64-v8a架构版本&＃xff0c;则修改以下变量&＃xff1a;

#arm64-v8a
PREFIX&＃61;./android/arm64-v8a
HOST&＃61;aarch64-linux-android
export TARGET&＃61;aarch64-linux-android
export CC&＃61;$TOOLCHAIN/bin/$TARGET$API-clang
export CXX&＃61;$TOOLCHAIN/bin/$TARGET$API-clang&＃43;&＃43;
CROSS_PREFIX&＃61;$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android-


mac脚本

#!/bin/bash
# NDK目录
NDK_ROOT&＃61;/Users/xxx/Android/android_SDK/sdk/ndk/21.1.6352462
#编译后安装位置 pwd表示当前目录
PREFIX&＃61;&＃96;pwd&＃96;/android/armeabi-v7a
#目标平台版本,我们将兼容到android-21
API&＃61;21
#编译工具链目录
TOOLCHAIN&＃61;$NDK_ROOT/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64
#小技巧&＃xff0c;创建一个AS的NDK工程&＃xff0c;执行编译&＃xff0c;
#然后在 app/.cxx/cmake/debug(release)/自己要编译的平台/ 目录下自己观察 build.ninja与
rules.ninja
#虽然x264提供了交叉编译配置:--cross-prefix&＃xff0c;如--corss-prefix&＃61;/NDK/arm-linuxandroideabi-
#那么则会使用 /NDK/arm-linux-androideabi-gcc 来编译
#然而ndk19开始gcc已经被移除&＃xff0c;由clang替代。
# 小常识:一般的库都会使用$CC 变量来保存编译器&＃xff0c;我们自己设置CC变量的值为clang。
export CC&＃61;$TOOLCHAIN/bin/armv7a-linux-androideabi$API-clang
export CXX&＃61;$TOOLCHAIN/bin/armv7a-linux-androideabi$API-clang&＃43;&＃43;
#--extra-cflags会附加到CFLAGS 变量之后&＃xff0c;作为传递给编译器的参数&＃xff0c;所以就算有些库没有--extracflags配置&＃xff0c;我们也可以自己创建变量cFLAGS传参
FLAGS&＃61;"--target&＃61;armv7-none-linux-androideabi21 --gcc-toolchain&＃61;$TOOLCHAIN -g -
DANDROID -fdata-sections -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protectorstrong -no-canonical-prefixes -D_FORTIFY_SOURCE&＃61;2 -march&＃61;armv7-a -mthumb -Wformat
-Werror&＃61;format-security -Oz -DNDEBUG -fPIC "
# echo $FLAGS
# prefix: 指定编译结果的保存目录 &＃96;pwd&＃96;: 当前目录
./configure --prefix&＃61;$PREFIX \\
--disable-cli \\
--enable-static \\
--enable-pic&＃61;no \\
--host&＃61;arm-linux \\
--cross-prefix&＃61;$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi- \\
--sysroot&＃61;$TOOLCHAIN/sysroot \\
--extra-cflags&＃61;"$cleFLAGS"
make install


四丶FAAC

FAAC是一个MPEG-4和MPEG-2的AAC编码器&＃xff0c;我们将使用它作为音频编码库。在Linux/Mac中下载源码:

wget https://nchc.dl.sourceforge.net/project/faac/faac-src/faac-1.29/faac-
1.29.9.2.tar.gz
# 解压
tar xvf faac-1.29.9.2.tar.gz
# 进入facc目录
cd faac-1.29.9.2


类似x2264我们编译FAAC 了

五丶CameraX

CameraX 是 Android Jetpack 的新增功能&＃xff0c;通过该功能&＃xff0c;向应用添加相机功能变得更加容易。该库提供了很多兼容性修复程序和解决方法&＃xff0c;有助于在很多设备上打造一致的开发者体验。

关于CameraX的使用在官网有详细文档及 Example
我们需要获取摄像头的数据自行编码&＃xff0c;需要使用分析图片功能。CameraX获取数据格式为YUV_420_888&＃xff0c;此数据 被包含在Image中&＃xff0c;从Image取出YUV数据&＃xff0c;

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