Android原生(Native)C开发
转载: Android原生(Native)C开发之一 环境搭建篇
2009年02月25日，星期三Android是基于Linux的操作系统，处理器是ARM的，所以要在Linux或Windows等x86系统上编译Android能运行的程序，你需要一个交叉编译器。
在Linux下面，你可以自已编译一个交叉编译环境，但Windows下面，就比较复杂（也可以在cygwin中编译一个），但你可以选择下载一个现成的交叉编译环境：
http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm/download.html
Windows: http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm/portal/package3400/public/arm-none-linux-gnueabi/arm-2008q3-41-arm-none-linux-gnueabi.exe
Linux: http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm/portal/package3399/public/arm-none-linux-gnueabi/arm-2008q3-41-arm-none-linux-gnueabi.bin
安装好了之后，将 CodeSourcery编译器的bin目录 (我的是D:\Program Files\CodeSourcery\Sourcery G++ Lite\bin）加入你的PATH环境变量中，就可以开始你的Android Native C开发之旅了，写好一个简单的C程序：
#include
int main(int argc, char** argv) {
printf(”hello android!\nI’m %s!\nI like android very much!!!\n”, “Martin Foo”);
return 0;
}
另存成hello.c,进入命令行模式，确保交叉编译器的bin目录，及Android SDK的tools目录在你的系统环境变量的path里面，用如下命令编译：
arm-none-linux-gnueabi-gcc -static hello.c -o hello
注意，一定要加上static参数，否则编译好的可能会在Android上不能运行。
启动Android模拟器，用如下命令将文件push到Android模拟器上：
adb shell mkdir /dev/sample
adb push hello /dev/sample/hello
adb shell chmod 777 /dev/sample/hello
先创建 /dev/sample目录，再将编译好的hello上传上去，最后将hello改成可执行的。
再进入命令行模式，进入Android的shell环境：
adb shell
#cd /dev/sample
#./hello
进入 /dev/sample目录，执行hello，运行结果如下图：
Android Native编译环境
转载: Android原生(Native)C开发之二 framebuffer篇
如对Android原生(Natvie)C开发还任何疑问，请参阅http://emck.avaw.com/?p=205
虽然现在能通过交叉环境编译程序，并push到Android上执行，但那只是console台程序，是不是有些单调呢？下面就要看如何通过Linux的 framebuffer 技术在Android上画图形，关于Linux的framebuffer技术，这里就不再详细讲解了，请大家google一下。
操作framebuffer的主要步骤如下：
1、打开一个可用的FrameBuffer设备；
2、通过mmap调用把显卡的物理内存空间映射到用户空间；
3、更改内存空间里的像素数据并显示；
4、退出时关闭framebuffer设备。
下面的这个例子简单地用framebuffer画了一个渐变的进度条，代码 framebuf.c 如下：
#include
#include
#include
#include
#include
inline static unsigned short int make16color(unsigned char r, unsigned char g, unsigned char b)
{
return (
(((r >> 3) & 31) << 11) |
(((g >> 2) & 63) << 5) |
((b >> 3) & 31) );
}
int main() {
int fbfd = 0;
struct fb_var_screeninfo vinfo;
struct fb_fix_screeninfo finfo;
long int screensize = 0;
char *fbp = 0;
int x = 0, y = 0;
int guage_height = 20, step = 10;
long int location = 0;
// Open the file for reading and writing
fbfd = open(”/dev/graphics/fb0″, O_RDWR);
if (!fbfd) {
printf(”Error: cannot open framebuffer device.\n”);
exit(1);
}
printf(”The framebuffer device was opened successfully.\n”);
// Get fixed screen information
if (ioctl(fbfd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo)) {
printf(”Error reading fixed information.\n”);
exit(2);
}
// Get variable screen information
if (ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)) {
printf(”Error reading variable information.\n”);
exit(3);
}
printf(”sizeof(unsigned short) = %d\n”, sizeof(unsigned short));
printf(”%dx%d, %dbpp\n”, vinfo.xres, vinfo.yres, vinfo.bits_per_pixel );
printf(”xoffset:%d, yoffset:%d, line_length: %d\n”, vinfo.xoffset, vinfo.yoffset, finfo.line_length );
// Figure out the size of the screen in bytes
screensize = vinfo.xres * vinfo.yres * vinfo.bits_per_pixel / 8;;
// Map the device to memory
fbp = (char *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
fbfd, 0);
if ((int)fbp == -1) {
printf(”Error: failed to map framebuffer device to memory.\n”);
exit(4);
}
printf(”The framebuffer device was mapped to memory successfully.\n”);
//set to black color first
memset(fbp, 0, screensize);
//draw rectangle
y = (vinfo.yres – guage_height) / 2 – 2; // Where we are going to put the pixel
for (x = step – 2; x < vinfo.xres – step + 2; x++) {
location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +
(y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;
*((unsigned short int*)(fbp + location)) = 255;
}
y = (vinfo.yres + guage_height) / 2 + 2; // Where we are going to put the pixel
for (x = step – 2; x < vinfo.xres – step + 2; x++) {
location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +
(y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;
*((unsigned short int*)(fbp + location)) = 255;
}
x = step – 2;
for (y = (vinfo.yres – guage_height) / 2 – 2; y < (vinfo.yres + guage_height) / 2 + 2; y++) {
location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +
(y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;
*((unsigned short int*)(fbp + location)) = 255;
}
x = vinfo.xres – step + 2;
for (y = (vinfo.yres – guage_height) / 2 – 2; y < (vinfo.yres + guage_height) / 2 + 2; y++) {
location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +
(y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;
*((unsigned short int*)(fbp + location)) = 255;
}
// Figure out where in memory to put the pixel
for ( x = step; x < vinfo.xres – step; x++ ) {
for ( y = (vinfo.yres – guage_height) / 2; y < (vinfo.yres + guage_height) / 2; y++ ) {
location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +
(y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;
if ( vinfo.bits_per_pixel == 32 ) {
*(fbp + location) = 100; // Some blue
*(fbp + location + 1) = 15+(x-100)/2; // A little green
*(fbp + location + 2) = 200-(y-100)/5; // A lot of red
*(fbp + location + 3) = 0; // No transparency
} else { //assume 16bpp
unsigned char b = 255 * x / (vinfo.xres – step);
unsigned char g = 255; // (x – 100)/6 A little green
unsigned char r = 255; // A lot of red
unsigned short int t = make16color(r, g, b);
*((unsigned short int*)(fbp + location)) = t;
}
}
//printf(”x = %d, temp = %d\n”, x, temp);
//sleep to see it
usleep(200);
}
//clean framebuffer
munmap(fbp, screensize);
close(fbfd);
return 0;
}
注意，在Android环境，framebuffer设备不是象linux一样的 /dev/fb0，而是 /dev/graphics/fb0 ，
fbfd = open(”/dev/graphics/fb0″, O_RDWR);
打开framebuffer设备，
fbp = (char *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
fbfd, 0);
将设备map到一块内存，然后就可以操作这块内存空间来显示你想画的图形了。
最后别忘了关闭设备：
munmap(fbp, screensize);
close(fbfd);
效果图如下：
Android framebuffer截图
转载: Android原生(Native)C开发之三 鼠标事件篇(捕鼠记)
在做SDL至Android的移植时，键盘事件是能正常捕获到，看了SLD的源码，发现用的device是 /dev/tty0，但是鼠标叫是不能成功捕获，总是得到 0，运行命令查看devices时，显示如下：
| # cat /proc/bus/input/devices cat /proc/bus/input/devices I: Bus=0000 Vendor=0000 Product=0000 Version=0000 N: Name=”qwerty” P: Phys= S: Sysfs=/class/input/input0 U: Uniq= H: Handlers=kbd mouse0 event0 B: EV=2f B: KEY=ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff f fffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff ffffffff fffffffe B: REL=3 B: ABS=7 B: SW=1 |
进入 /dev/input 目录，发现在3个device文件：mice,mouse0,event0，分别 cat这3个文件，发现只有 event0 有反应，如下图：
Android Native 鼠标事件截图1
而且不管是点击鼠标还是按键，都有反应，但显示的是一堆乱码，而且点击鼠标出来的东西要多一点，难道这就是传说是的 touchscreen ？！
为了分析 event0 的返回值，写了一段代码 testmice.c，如下：
| #include #include #include #include static int event0_fd = -1; //for handling event0, mouse/key/ts rd = read(event0_fd, ev0, sizeof(struct input_event) * 64); for (i = 0; i < rd / sizeof(struct input_event); i++) { return 1; int main(void) { event0_fd = open(”/dev/input/event0″, O_RDWR); if ( event0_fd < 0 ) while ( done ) { if ( event0_fd > 0 ) { return 0; } |
用交叉编译器编译好后（编译过程就不再详述，请参见 blog：Android原生(Native)C开发之一：环境搭建篇），push至 emulator后执行后，切换到android 模拟器，在模拟器上点几下mouse，程序就会打出你点击的信息，效果如下，果然能正确得到点击的 mouse pos，如下图：
Android Native 鼠标事件截图2
分析上面的返回值，发现当按下 mouse left button 时，会得到4个事件，2个 type = 3 的事件返回了 pos x, pos y 的值，即mouse click pos， 另外1个 type = 1 的事件是按键事件(keydown)，value就是按下的键的key，为0的应该就是 key的release事件，当松开 mouse时，也会得到两个 type = 1, 0 的事件，没有仔细去看它们的返回值，反正已经正确得到了 mosue的事件，下一步就是改SDL的事件驱动源码了…
参考链接: USB Mouse and Touch Screen ( TS ) Input(EN)[http://www.webkinesia.com/games/embedded.php]
转载: Android原生(Native)C开发之四 SDL移植笔记
SDL（Simple DirectMedia Layer）是一套开放源码的跨平台多媒体开发库，使用C语言写成。SDL提供了多种图像、声音、键盘等的实现，可配置性与移植性非常高，开发者可以开发出跨多个平台（Linux、Windows、Mac OS X、Symbian、Widnows Mobiel等嵌入式系统，当然也包括今天要移植的平台：Android）的应用，目前SDL多用于开发游戏、模拟器、媒体播放器等多媒体应用。
目前，SDL的稳定版本是 1.2.13，1.3还在开发中，可以通过SVN得到最新的代码，本次移植以 1.2.13为准，没有测试 1.3版的源码。请从 SDL 的官方网站下载 1.2.13 的源码，文件名为：SDL-1.2.13.zip，并解压，将得到一个 SDL-1.2.13 目录。
在Native编译SDL之前，要先装 Code Sourcery公司的arm交叉编译器，如果是用Windows操作系统，则一定要装 Cygwin（一个在windows上模拟linux的软件），因为在编译时要用到一些 linux命令，具体的步骤请参见：Port SDL/TinySDGL to android with native C，或自已在网上搜一些资料。
因为SDL是用纯C写的一套类库，所以移植性非常好，官方支持的系统有：Linux, Windows, Windows CE, BeOS, MacOS, Mac OS X, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, BSD/OS, Solaris, IRIX, and QNX，非官方支持的有：AmigaOS, Dreamcast, Atari, AIX, OSF/Tru64, RISC OS, SymbianOS, and OS/2，而且网上也有人将SDL移植到很多其他嵌入式系统，甚至有人将SDL移植到 Moto A1200，如此强大的可移植性，其架构真是值得好好学习。
现在切入正题，如何为Android量身定做一个 SDL，下面就从视频，音频，输入事件，定时器（video,audio,events[key,mouse],timer)，多线程等几个方面来分析：
1.首先讲视频方面，Android是一个定制的Linux操作系统，Linux显示要么用 X11，要么用framebuffer技术，很显然Android并没有集成 X11(也许Android的软件界面是基于X11的？！)，那只有唯一的选择：framebuffer！
打开$SDL/src/video目录，可以发现SDL支持多达30多种的视频显示技术，其中包括我们想要的fbcon及directfb，directfb我没有做测试，也许显示效果会比linux自带的fbcon好，有兴趣的朋友可以试一下，成功了别忘了告诉我；
2.再来谈音频，记得一个广告词：没有声音，再好的戏也出不来！可见音频对多媒体应用的重要性。
这次用的是OSS的driver，但用的是dsp及dma的实现，但在打开Android指定的音频文件 /dev/eac 时有误，所以音频这一块只是能编译通过，不能正常运行，正在考虑用ALSA (Advanced Linux Sound Architecture) 替代；
关于OSS大家可以参看IBM的文章: OSS–跨平台的音频接口简介，写得比较详细。
3.输入事件（键盘，鼠标）中的键盘事件不需要任何更改，就能正常处理，用的设备文件是 /dev/tty0，
但鼠标事件却不能正常处理，加上DEBUG_MOUSE发现用的是PS2的鼠标，但其实Android用的不是PS2的鼠标，用的应该是触摸屏（TouchScreen）鼠标，设备文件是 /dev/input/event0，详情请参见本人的blog: Android原生(Native)C开发之三：鼠标事件篇(捕鼠记)，经过改动后，基本能实现鼠标的处理；
4.定时器用的是unix的实现；
5.多线程用的是pthread的实现，unix系统都是用pthread来实现多线程的，在 ln demo时别忘了加 -lpthread；
6.加载动态库用的是unix 的 dl库，同样，在ln demo时别忘了加 -ldl。
SDL提供了一个最小化的Makefile：Makefile.minimal，所有的实现都是 dummy，就是一个空的实现，编译能通过，但运行时什么都不能做，根据上面的分析，将 Makefile.minimal 的内容改成如下：
| # Makefile to build the SDL library INCLUDE = -I./include CONFIG_H = include/SDL_config.h OBJECTS = $(shell echo $(SOURCES) | sed -e ’s,\.c,\.o,g’) all: $(TARGET) $(TARGET): $(CONFIG_H) $(OBJECTS) $(CONFIG_H): clean: |
最后将$SDL\include\SDL_config_minimal.h的内容改成如下：
| #ifndef _SDL_config_minimal_h #define _SDL_config_minimal_h #include “SDL_platform.h” #include typedef signed char int8_t; #define HAVE_LIBC 1 #ifdef HAVE_LIBC #define HAVE_ALLOCA_H 1 #include //#define SDL_INPUT_TSLIB 1 //touch screen input //SDL_TIMERS_DISABLED // SDL_VIDEO_DRIVER_DUMMY #endif |
注意黑体部分，其实就是打开一些宏定义，将SDL的实现一一打开。
改完了这些以后，还需要改一些代码，主要是video方面的，因为Android Linux的framebuffer设备文件与标准Linux不同，Linux的fb设备文件一般是 /dev/fb0，但Android的设备文件是 /dev/graphics/fb0，打开 $SDL/src/video/fbcon/SDL_fbvideo.c，将191、499行的 “/dev/fb0” 替换成 “/dev/graphics/fb0“，保存即可。
再修改 $SDL/src/thread/pthread/SDL_sysmutex.c，将第30行改成： #define FAKE_RECURSIVE_MUTEX 1，就是在后面加一个“1”子，这可能是编译器的一个bug，define默认应该就是“1”的。
现在可以开始编译libSDL.a了，在cygwin或Linux下，进入SDL目录，输入：
make -f Makefile.minimal
视情况面定，一般几分钟后能顺利编译 Android版的 SDL，编译成功后，就需要编译几个SDL的test demo来测试一下 SDL的性能。
进入 test目录，复制 Makefile.in 文件，并改名为 Makefile，将前面一点内容改为：
| # Makefile to build the SDL tests srcdir = . |
并将所有的 @MATHLIB@ 替换成 $(MATHLIB)，保存后，先编译一个testsprite demo，在命令行输入：
make testsprite
编译成功后，启动Android模拟器，将编译出来的testsprite及icon.bmp上传至一个目录，如 /dev/sample，命令如下：
| adb push testspirte /dev/sample/testsprite adb push icon.bmp /dev/sample/icon.bmp |
最后进入 android 的shell: adb shell，再进入 /dev/sample目录，执行testsprite demo即可：
| #cd /dev/sample #chmod 755 testsprite #./testsprite -width 320 -height 480 -bpp 32 |
可以根据模拟器的设置调整 width 及 height，因为程序默认的是 640×480的，初始化时会失败，如果一切正常的话，模拟器就会出现很多黄色的笑脸！按任意键退出，在本人机器上能达到 60 FPS左右，效果图如下：
Android Native SDL截图
其他的 demo有兴趣的朋友可以自己编译测试。
转载: Android原生(Native)C开发之五 zlib移植笔记
2009年02月25日，星期三Android zlib 截图
zlib(http://www.zlib.net)是一套非常流行的且开源的压缩、解压缩库，由Jean-loup Gailly与Mark Adler所开发，初版0.9版在1995年5月1日发表。zlib使用DEFLATE演算法，最初是为libpng函式库所写的，后来普遍为许多软体所使用。
zlib当前版本是 1.2.3，其移植性非常好，本人已经在Windows、Linux、WinCE、Symbian等平台成功地移植了zlib，当然也包括今天要移植的平台：Android。
首先，从zlib 的官方网站下载zlib的源代码：zlib123.zip，解压后得到一个目录zlib-1.2.3，zib已经提供好了一个Makefile，改动几行（19、20、27、36、37）就可以动手编译了，改动如下：
| …… CC = arm-none-linux-gnueabi-gcc CFLAGS = -O2 |
进入zlib-1.2.3目录，在命令行输入：make 即可。
最后会生成两个可Android可执行文件： example 、minigzip 。
运行Android模拟器， 进入命令行，将两个可执行文件 push 至Android模拟器，再执行，命令如下：
| $adb push example /dev/sample/example $adb push minigzip /dev/sample/minigzip $adb shell chmod 777 /dev/sample/* $adb shell #cd /dev/sample #./example zlib version 1.2.3 = 0×1230, compile flags = 0×55 uncompress(): hello, hello! gzread(): hello, hello! gzgets() after gzseek: hello! inflate(): hello, hello! large_inflate(): OK after inflateSync(): hello, hello! inflate with dictionary: hello, hello! #ls -l ls -l #exit $adb pull /dev/sample/foo.gz d:/foo.gz |
其中，“$”是Linux或Cygwin命令行的提示符，#是Android命令行的提示符。
最后，用 ls -l 命令查看当前目录，会发现一个 foo.gz的文件，这个文件就是example生成的，退出adb shell，用命令： adb pull /dev/sample/foo.gz d:/foo.gz 可将模拟器上生成的文件 foo.gz pull至D盘根目录，用winrar或7zip可查看这个文件的内容，正是代码中所写的“hello, hello! ”！
至此，zlib移植Android平台运行成功！
转载: Android原生(Native)C开发之六 libpng移植笔记
2009年02月25日，星期三libpng（http://www.libpng.org/）是读取PNG（Portable Network Graphic Format）文件的最官方的函数库，所以在介绍libpng之前，有必要先介绍下PNG文件。
PNG是20世纪90年代中期开始开发的图像文件存储格式，其目的是企图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。流式网络图形格式(Portable Network Graphic Format，PNG)名称来源于非官方的“PNG’s Not GIF”，是一种位图文件(bitmap file)存储格式，读成“ping”。PNG用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到16位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多到48位，并且还可存储多到16位的α通道数据。PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法。
PNG用了无损数据压缩算法，用的压缩库上是上一篇介绍的zlib，编译libpng前，要先编译zlib（请参见上一篇：Android原生(Native)C开发之五：zlib移植笔记）。
先从sourceforge下载libpng的最新版本：1.2.33，请选择without config script版本：bz2格式，zip格式，这个版本没有configure文件，因为基本上不需要改动libpng的设置，就能编译通过。
将下载的源码包解开，得到时一个名为 libpng-1.2.33 的目录，将 scripts\makefile.gcc 复制到 libpng-1.2.33\Makefile，将此文件的 8 – 27 行改成如下即可（粗体为增加部分）：
| … ZLIBINC = ../zlib-1.2.3 ZLIBLIB = ../zlib-1.2.3 # Compiler, linker, lib and other tools CDEBUG = -g -DPNG_DEBUG=5 |
在Cygwin或Linux命令行方式进入libpng-1.2.33目录，输入: make 即可成功编译libpng，得到时的静态库libpng.a及可执行文件 pngtest。
用 emulator -noskin 命令启动 Android 模拟器，将pngtest上传到模拟器，即可测试pngtest:
| $adb shell mkdir /dev/sample $adb push pngtest /dev/sample $adb push pngtest.png /dev/sample $adb shell chmod 777 /dev/sample/pngtest $adb shell #cd /dev/sample #./pngtest pngtest.png Testing libpng version 1.2.33 with zlib version 1.2.3 libpng version 1.2.33 – October 31, 2008 pngtest (10233): libpng version 1.2.33 – October 31, 2008 |
其中”$”为cygwin的命令提示符，”#”为 adb shell的命令提示符，测试如下图所示：
Google libpng截图
转载自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a0a39c30100b8w6.html
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