如何在Android中使用汇编语言

由于Android环境非常复杂，框架都是用Java，因此要使用C/C++都需要做很多配置，使用汇编的话需要做更多的工作。

我这边使用的是最新的Android4.0的开发工具，NDK也是最新支持4.0的。这个NDK与老版本的有一些比较明显的不同。

由于我用的是Mac OS X，因此配置起来比瘟抖死上的要容易许多，你不需要再装些杂七杂八的第三方工具，直接可以使用你下载好的NDK。下载完NDK后需要对bin文件进行解压，详细请见：http://blog.csdn.net/wu10045125/article/details/42442179

然后，设置目标路径——在你的Terminal中进入NDK的根目录，随后打NDK_PROJECT_PATH="<你要编译的项目路径>"。回车，再输入export NDK_PROJECT_PATH

回车。

这里要注意的是NDK_PROJECT_PATH=后面的路径需要加引号，否则无效。

由于NDK默认支持的默认编译选项仅支持ARMv5到ARMv5TE架构，因此如果要使用比较高级的特性的话有两种方法：

1、你有办法将TARGET_ARCH_ABI的值变为armeabi-v7a，俺自己试了一下，木有成功。因此可以使用第二种方法，更简单便捷：

2、在你的NDK目录下，找到toolchains，然后找到arm-linux-androideabi-x.y.z目录，在进去可以发现setup.mk文件。找到-march=armv7-a，将上面的神马#ifdef都去掉，下面的#endif也都删了。这样就能确保编译器使用ARMv7A来编译。

完成上述操作之后我们就可以先用最简单的方式来写汇编了，即内联汇编——

static int my_thumb(int dummy)
{
    __asm__("movw r0, #1001 \t\n"
            "movw r12, #2020 \t\n"
            "add r0, r0, r12 \t\n"
            "bx  lr");
    
    return dummy;
}


jstring
Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jobject thiz )
{
    my_thumb(0);
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");
}

上述代码其实就是基于NDK自带的hello-jni项目修改的。最后用ndk-build可以成功编译。

 

上面一段代码是编译器默认的使用Thumb/Thumb-2编译的，因此我里面写的内联汇编的指令都是Thumb代码。

我们下面将讲述一下如何使用ARM代码并使用NEON指令集。

首先，在你的Android.mk中修改LOCAL_SRC_FILES，要将源文件名后面添加.neon后缀，比如LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c改成LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c.neon。

这里要注意的是你真正的源文件名不要修改，就修改LOCAL_SRC_FILES这个符号的值即可。

然后我们再添加新的变量，来指示ARM GCC使用ARM指令集来编译——LOCAL_ARM_MODE := arm

这样就OK了。我们修改一下代码：

static int my_arm(int dummy)
{
    __asm__("movw r0, #1001 \t\n"
            "movw r12, #2020 \t\n"
            "add r0, r0, r12 \t\n"
            "vdup.32 q0, r0 \t\n"
            "bx  lr");
    
    return dummy;
}


jstring
Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jobject thiz )
{
    my_arm(0);
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");
}

 使用ndk-build后能正常通过编译。

最后再上个最最高端的。直接写汇编文件。NDK带有GAS工具，因此按常理，完全可以写汇编文件。一般汇编文件的后缀名为.s，因此我们创建一个xxx.s文件即可。

然后我这边创建一个叫hey.s。在Android.mk中将这个文件添加上：LOCAL_SRC_FILES += hey.s.neon

我们这里看到，为了能在汇编文件中使用NEON指令集，我们在这里也把.neon后缀添加上。汇编器的makefile也认这个标识。

我们编辑hey.s文件：

.text
.align 4
.arm

.globl my_real_arm


my_real_arm:

    add     r0, r0, #256
    vmov    q0, q1
    vdup.32 q0, r0
    
    bx      lr

这里要注意的是，在Apple的汇编器中，函数名要加前缀下划线，而NDK中提供的汇编器则不需要。

我们修改一下hello-jni.c，把这函数调进去：

extern void my_real_arm(int i);
 
static int my_arm(int dummy)
{
    __asm__("movw r0, #1001 \t\n"
            "movw r12, #2020 \t\n"
            "add r0, r0, r12 \t\n"
            "vdup.32 q0, r0 \t\n"
            "bx  lr");
    
    return dummy;
}


jstring
Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jobject thiz )
{
    my_real_arm(0);
    my_arm(0);
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");
}

 

当然，我们为了确保编译器能够正确地将ARM和Thumb指令集做混合连接，我们可以在刚才的setup.mk中强制在TARGET_CFLAGS标志里加上-mthumb-interwork

在Windows操作系统中试验，终于发现，只要将Application.mk中的APP_ABI中的标志，将armeabi去掉，仅留下armeabi-v7a就能顺利使用neon了。这样不需要修改setup.mk，也不需要将Sample中的那个标志判断去掉，非常方便。

下面列一下可用的Android.mk编译配置文件：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := HelloNeon

LOCAL_SRC_FILES := helloneon.c

LOCAL_ARM_MODE := arm

TARGET_CFLAGS += -mthumb-interwork
TARGET_CFLAGS += -std=gnu11
TARGET_CFLAGS += -O3

ifeq ($(TARGET_ARCH_ABI),armeabi-v7a)
    LOCAL_CFLAGS := -DHAVE_NEON=1
    LOCAL_SRC_FILES += neontest.s.neon
    LOCAL_ARM_NEON  := true
endif

LOCAL_LDLIBS := -llog

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

$(call import-module,cpufeatures)

 

在使用JNI时，只需要在你当前项目工程目录中添加jni文件夹，然后在里面根据Sample中所提供的文件布局来做即可。当你用ndk-build（Windows下要在cygwin控制台中用ndk-build.cmd）来编译时， 如果构建成功，则会在libs文件夹内生成一个libXXX.so。然后用Eclipse ADT重新打开你的项目工程，就会发现jni文件目录以及生成好的so文件都会在你的工程文件目录中展现出来。当然，你后面也能直接在Eclipse IDE下编辑.s汇编文件，这样就更容易阅读了。

最后，在Android汇编器中如果要注释某条语句，那么必须使用C89/90中的注释符——/* ... */

用分号以及后来C++98中所引入的//形式都不管用。

在最新的NDK版本android-ndk-r8d中加入了ARM-Linux GCC4.7以及当前大红大紫的LLVM Clang3.1。不过由于LLVM Clang3.1的很多编译选项与GCC有不少区别，因此在使用Clang3.1的时候需要自己去配置相应的编译选项。这个版本的NDK默认的编译器工具链使用的是GCC4.6版本。如果要使用GCC4.7，那么可以在Application.mk文件中添加NDK_TOOLCHAIN_VERSION=4.7；如果要使用Clang3.1，那么可以在Application.mk中添加NDK_TOOLCHAIN_VERSION=clang3.1。下面给出一个合法的Application.mk的内容：

# Build with LLVM Clang3.1
#NDK_TOOLCHAIN_VERSION=clang3.1

# Build with ARM-Linux GCC4.7
NDK_TOOLCHAIN_VERSION=4.7

# Build only ARMv7-A machine code.
APP_ABI := armeabi-v7a