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ndk编译openssl,"armeabi-v7a" "arm64-v8a" "x86" "x86_64" "mip" "mip_64"
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openssl-1.0.2p
openssl_change
result 更新在as中jni调用openssl时发现的问题 Aug 27, 2018
testJniOpenssl 添加openssl动态库调用 Aug 28, 2018
README.md 添加openssl动态库调用 Aug 28, 2018
Setenv-android-input.sh init Aug 17, 2018
compile-openssl-android.sh

README.md

android-openssl-build

ndk编译openssl,"armeabi-v7a" "arm64-v8a" "x86" "x86_64" "mip" "mip_64"

  • 目录:
    • compile-openssl-android.sh:主要运行程序。
    • Setenv-android-input.sh:需要调用的设置环境变量程序,基于Setenv-android.h。
    • result:编译完成的结果目录。
    • openssl_change:修改的openssl中的文件。

运行方法

  • 1 按照本地ndk和openssl路径修改compile-openssl-android.sh中相关定义
  • _ANDROID_NDK_ROOT:ndk绝对路径
  • _OPENSSL_GCC_VERSION:gcc版本号:从ndk绝对路径/toolchains中看后面的版本号
  • _ANDROID_API:从ndk绝对路径/platforms中找到合适的安卓的版本
  • _OPENSSL_ROOT:openssl的绝对路径
  • _INSTALL_ROOT:生成的文件的绝对路径
  • 2 运行compile-openssl-android.sh文件
  • 3 将编译结果复制到/testJniOpenssl/app/src/main/jniLibs目录中,运行android项目 ./compile-openssl-android.sh

主要工作

文件compile-openssl-android.sh

  • 循环各个架构,分别编译。
  • 步骤:
  • 1 创建结果目录
  • 2 根据架构做不同变量设置
  • 3 设置结果目录
  • 4 设置到openssl源码目录,开始在此目录工作
  • 5 clean
  • 6 调用say_hello配置各种环境变量
  • 7 配置openssl,config
  • 8 编译,make depend, make。。。
  • 9 创建结果目录的lib和include,并将结果复制进去。
  • 除了上述运行方法中提到的之外,其中主要变量含义如下:
  • BUILD_SHARED:是否编译so。
  • BUILD_CLANG:本来考虑使用clang编译,但是现在失败,但是不用。
  • basepath:当前sh调用目录,方便Setenv-android-input.sh的调用。
  • PLATFORM_LIBRARY_PREFIX:生成的库的前缀,libssl.so,如:lib。
  • STATIC_LIBRARY_SUFFIX:静态库后缀,如:.a。
  • SHARED_LIBRARY_SUFFIX:动态库后缀,如:.so。
  • OPENSSL_MODULES:生成的库名称。
  • NCPU:make线程数。
  • OPENSSL_LIBRARIES:最终的生成库的全称数组。如:libssl.a libssl.so。。。
  • TARGET_ARCHITECTURE:当前架构,如:x86_64
  • INSTALL_DIR:安装目录,基于_INSTALL_ROOT目录之后得到的当前架构的目录。
  • SOURCE_DIR:openssl的目录。
  • ANDROID_EABI_PREFIX:方便之后的前缀调用,如:x86_64-linux-android。
  • ANDROID_DEV_INCLUDE_ROOT:可能包含头文件的目录名称,目前与ANDROID_EABI_PREFIX相同。
  • ANDROID_TOOLS:ld,gcc,ranlib的路径,用于Setenv-android-input.sh中确定文件存在的作用。
  • CFLAGS
  • OPTIONS
  • ANDROID_DEV_INCLUDE:在openssl中Configure中需要用到的头文件包含路径,由于当前ndk版本不同,头文件路径可能不同,包含了多个可能有头文件的路径。
  • CONFIGURE_COMMAND:openssl的config命令
  • LIB_INSTALL_DIR:输出结果的lib目录。
  • INCLUDE_INSTALL_DIR:输出结果的include目录。
  • OPENSSL_INCLUDE_DIR:openssl的include目录。用于复制到INCLUDE_INSTALL_DIR。

文件Setenv-android-input.sh

  • 由于在调用Setenv-android文件比较省事,因此直接调用,但是需要环境变量保留,添加函数say_hello(),作为函数调用。
  • 虽然有BUILD_CLANG的判断和环境变量设置,但是由于Clang在openssl中ld会有参数错误,所以仍需要查看原因。
  • 按照openssl中所讲,FIPS_SIG报错不用关心。
  • 其中主要变量含义如下:
  • ANDROID_NDK_ROOT:ndk路径
  • _ANDROID_EABI:/ndk-bundle/toolchains下的目录名称,如:x86_64-4.9。
  • _ANDROID_ARCH:/ndk-bundle/platforms/android-27下的目录名称,如:arch-x86_64.
  • **_ANDROID_API:如:android-27。
  • ANDROID_TOOLCHAIN:执行相关运行程序的目录。如:/ndk-bundle/toolchains/x86_64-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/bin
  • PATH:很重要,将ANDROID_TOOLCHAIN添加到环境变量PATH,才能直接调用相关的gcc,不然需要设置为绝对路径。
  • ANDROID_TOOLCHAIN_HOST:与ndk安装相关,为了之后调用目录。如:darwin-x86_64。
  • ANDROID_SYSROOT:如:/ndk-bundle/platforms/android-27/arch-x86_64
  • CROSS_SYSROOT:ANDROID_SYSROOT
  • NDK_SYSROOT:ANDROID_SYSROOT
  • MACHINE,RELEASE,SYSTEM,ARCH:为openssl推荐添加,没有找到用的地方。
  • CROSS_COMPILE:前缀,在openssl中的Configure中可以看到调用gcc的名称x86_64-linux-android-gcc。如:x86_64-linux-android-。
  • ANDROID_DEV:很重要,在openssl中的Configure中可以看到调用此路径下的lib。如:/ndk-bundle/platforms/android-27/arch-x86_64/usr

openssl中文件的主要修改

/Configure文件

  • 添加x86_64,mips64,64位的时候(由于在ld的时候报错找不到crtbegin_so.o,需要修改为lib64),ndk中的目录为lib64:/ndk-bundle/platforms/android-27/arch-mips64/usr/lib64
  • 由于在某一版本之后ndk的include路径修改为sysroot下,因此需要添加环境变量:ANDROID_DEV_INCLUDE,作为include的路径。
  • 添加在脚本中定义的CFLAGS:\$(CFLAGS)
  • 关于android相关内容改为如下,注释掉原有的内容:
# Android: linux-* but without pointers to headers and libs.
# "android","gcc:-mandroid -I\$(ANDROID_DEV)/include -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${no_asm}:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",
# "android-x86","gcc:-mandroid -I\$(ANDROID_DEV)/include -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG ${x86_gcc_des} ${x86_gcc_opts}:".eval{my $asm=${x86_elf_asm};$asm=~s/:elf/:android/;$asm}.":dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",
# "android-armv7","gcc:-march=armv7-a -mandroid -I\$(ANDROID_DEV)/include -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${armv4_asm}:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",
# "android-mips","gcc:-mandroid -I\$(ANDROID_DEV)/include -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${mips32_asm}:o32:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

"android","gcc: \$(CFLAGS) -I\$(ANDROID_DEV_INCLUDE) -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${no_asm}:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

"android-x86","gcc: \$(CFLAGS) -I\$(ANDROID_DEV_INCLUDE) -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG ${x86_gcc_des} ${x86_gcc_opts}:".eval{my $asm=${x86_elf_asm};$asm=~s/:elf/:android/;$asm}.":dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

"android-armv7","gcc: \$(CFLAGS) -march=armv7-a -I\$(ANDROID_DEV_INCLUDE) -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${armv4_asm}:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

"android-mips","gcc: \$(CFLAGS) -I\$(ANDROID_DEV_INCLUDE) -B\$(ANDROID_DEV)/lib -O3 -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${mips32_asm}:o32:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

"android-x86_64","gcc: \$(CFLAGS) -I\$(ANDROID_DEV_INCLUDE) -B\$(ANDROID_DEV)/lib64 -O3 -fomit-frame-pointer -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG ${x86_gcc_des} ${x86_gcc_opts}:".eval{my $asm=${x86_elf_asm};$asm=~s/:elf/:android/;$asm}.":dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

"android-mips64","gcc: \$(CFLAGS) -I\$(ANDROID_DEV_INCLUDE) -B\$(ANDROID_DEV)/lib64 -O3 -Wall::-D_REENTRANT::-ldl:BN_LLONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL BF_PTR:${no_asm}:dlfcn:linux-shared:-fPIC::.so.\$(SHLIB_MAJOR).\$(SHLIB_MINOR)",

PS:由于mips64使用asm加速找不到合适的mips64r6,总报错,因此修改为no_asm

testJniOpenssl测试demo

jni调用openssl函数PKCS5_PBKDF2_HMAC,并将结果返回到界面。项目最低sdk版本为21。在某次更新ndk之后,目前是ndk17,发现platforms的各个版本中arch-mips和arch-mips64目录都只剩下了一个文件,没有lib目录(如:/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/platforms/android-21/),因此无法再编译mips和arch-mips64的内容了。

遇到问题

  • 各种基础头文件找不到,如stdlib.h等头文件 解决方法:ndk中支持的头文件没找到,可以看到报错的那句中-I的目录是否有问题,如果有问题,则查看Configure文件中的-I后的头文件目录是否正确,如果正确,则看到配置的目录中是否有include目录,如果错误,修改sh中定义的目录,或者Configure中的环境变量,参照当前使用的ANDROID_DEV_INCLUDE。

  • openssl支持的架构配置错误 解决方法:确定Configure中是否有当前配置的架构

  • 在安卓中调用的时候出现如下问题:

  FAILED: : && /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/clang++  --target=armv7-none-linux-androideabi --gcc-toolchain=/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64 --sysroot=/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sysroot -fPIC -isystem /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi -D__ANDROID_API__=15 -g -DANDROID -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3-d16 -fno-integrated-as -mthumb -Wa,--noexecstack -Wformat -Werror=format-security  -frtti -fexceptions -O0 -fno-limit-debug-info  -Wl,--exclude-libs,libgcc.a -Wl,--exclude-libs,libatomic.a --sysroot /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/platforms/android-15/arch-arm -Wl,--build-id -Wl,--warn-shared-textrel -Wl,--fatal-warnings -Wl,--fix-cortex-a8 -Wl,--no-undefined -Wl,-z,noexecstack -Qunused-arguments -Wl,-z,relro -Wl,-z,now -shared -Wl,-soname,libnative-lib.so -o ../../../../build/intermediates/cmake/debug/obj/armeabi-v7a/libnative-lib.so CMakeFiles/native-lib.dir/src/main/cpp/native-lib.cpp.o CMakeFiles/native-lib.dir/src/main/cpp/openssl-jni.c.o  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libssl.a -ldl -llog -latomic -lm "/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.9/libs/armeabi-v7a/libgnustl_static.a" && :
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(cryptlib.o):cryptlib.c:function OPENSSL_showfatal: error: undefined reference to 'stderr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(cryptlib.o):cryptlib.c:function OPENSSL_stderr: error: undefined reference to 'stderr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function close_console: error: undefined reference to 'stdin'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function close_console: error: undefined reference to 'stderr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function read_string_inner: error: undefined reference to 'signal'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function read_string_inner: error: undefined reference to 'tcsetattr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function read_string_inner: error: undefined reference to 'tcsetattr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function open_console: error: undefined reference to 'tcgetattr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function open_console: error: undefined reference to 'stdin'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function open_console: error: undefined reference to 'stderr'
  clang++: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
  ninja: build stopped: subcommand failed.

原因:在ndk15+做了一些改变 解决方法:在CFLAGS中添加:-D__ANDROID_API__=$_API 参考:[https://github.com/android-ndk/ndk/issues/445#issuecomment-313322546](https://github.com/android-ndk/ndk/issues/445#issuecomment-313322546) PS:此方法在我测试时无用(添加--deprecated-headers,方法无用),我这编译调用时会报如下错误:

usage: make_standalone_toolchain.py [-h] --arch
                                    {arm,arm64,mips,mips64,x86,x86_64}
                                    [--api API]
                                    [--stl {gnustl,libc++,stlport}] [--force]
                                    [-v]
                                    [--package-dir PACKAGE_DIR | --install-dir INSTALL_DIR]
make_standalone_toolchain.py: error: unrecognized arguments: --deprecated-headers
  • 在安卓中调用的时候出现如下问题:
Error while executing '/xxx/android-sdk-macosx/cmake/3.6.4111459/bin/cmake' with arguments {--build /xxx/workspaceAndroid/testJniOpenssl/app/.externalNativeBuild/cmake/debug/armeabi-v7a --target native-lib}
  [1/1] Linking CXX shared library ../../../../build/intermediates/cmake/debug/obj/armeabi-v7a/libnative-lib.so
  FAILED: : && /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/clang++  --target=armv7-none-linux-androideabi --gcc-toolchain=/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64 --sysroot=/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sysroot -fPIC -isystem /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi -D__ANDROID_API__=15 -g -DANDROID -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3-d16 -mthumb -Wa,--noexecstack -Wformat -Werror=format-security -std=c++11 -frtti -fexceptions -O0 -fno-limit-debug-info  -Wl,--exclude-libs,libgcc.a -Wl,--exclude-libs,libatomic.a -nostdlib++ --sysroot /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/platforms/android-15/arch-arm -Wl,--build-id -Wl,--warn-shared-textrel -Wl,--fatal-warnings -Wl,--fix-cortex-a8 -Wl,--exclude-libs,libunwind.a -L/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sources/cxx-stl/llvm-libc++/libs/armeabi-v7a -Wl,--no-undefined -Wl,-z,noexecstack -Qunused-arguments -Wl,-z,relro -Wl,-z,now -shared -Wl,-soname,libnative-lib.so -o ../../../../build/intermediates/cmake/debug/obj/armeabi-v7a/libnative-lib.so CMakeFiles/native-lib.dir/src/main/cpp/native-lib.cpp.o CMakeFiles/native-lib.dir/src/main/cpp/openssl-jni.c.o  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libssl.a -ldl -llog -latomic -lm "/xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.9/libs/armeabi-v7a/libgnustl_static.a" && :
  /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/sources/cxx-stl/llvm-libc++/include/stdexcept:136: error: undefined reference to 'std::logic_error::logic_error(char const*)'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function read_string_inner: error: undefined reference to 'signal'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function read_string_inner: error: undefined reference to 'tcsetattr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function read_string_inner: error: undefined reference to 'tcsetattr'
  ../../../../src/main/jniLibs/armeabi-v7a/lib/libcrypto.a(ui_openssl.o):ui_openssl.c:function open_console: error: undefined reference to 'tcgetattr'
  clang++: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
  ninja: build stopped: subcommand failed.

原因:在编译openssl的时候,版本用的是21版本编译,而在android项目中最低版本设置的为15,会报这个错。因为ndk中的 /xxx/android-sdk-macosx/ndk-bundle/platforms/android-15/目录下没有这两个架构。 解决方法:如果要用arm64-v8a或者x86_64架构,需要将最低版本设置为21,或者暂时不使用这两个架构。

  • as编译时报错
cxx-stl/llvm-libc /include/stdexcept:136: error: undefined reference to 'std::logic_error::logic_error(char const*)'

解决方法:在cmake中的参数添加:arguments "-DANDROID_STL=c++_static" 参考android.mk中的解决方法 cmake中的解决方法

  • 调用时报错:UnsatisfiedLinkError: dlopen failed: library "libcrypto.so.1.0.0" not found 报错如下:
java.lang.UnsatisfiedLinkError: dlopen failed: library "libcrypto.so.1.0.0" not found
     at java.lang.Runtime.loadLibrary(Runtime.java:372)
     at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1076)
     at com.example.blt.testjniopenssl.OpensslJni.<clinit>(OpensslJni.java:10)
     at com.example.blt.testjniopenssl.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:29)
     at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:6904)
     at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1136)
     at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:3266)
     at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:3415)
     at android.app.ActivityThread.access$1100(ActivityThread.java:229)
     at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1821)
     at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:102)
     at android.os.Looper.loop(Looper.java:148)
     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:7325)
     at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
     at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:1321)
     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:1211)

原因 如果换成.a就没有问题。这是由于没有加载openssl的库。 解决方法 需要改为如下调用

System.loadLibrary("crypto");
    
System.loadLibrary("ssl");
    
System.loadLibrary("native-lib");

参考:https://github.com/frankmorgner/openpace/issues/27 如果仍然报错可以尝试如下方法 https://stackoverflow.com/questions/33103867/unsatisfiedlinkerror-libcrypto-so-1-0-0-not-found 安装rpl

brew install rpl
rpl -R -e .so.1.0.0 "_1_0_0.so" ./libcrypto.so

调用的时候改为调用crypto_1_0_0,如:System.loadLibrary("crypto_1_0_0");

待做

  • 由于时间问题,目前还有一些冗余的变量,还未精简。
  • 现在clang编译还是不通过,需要继续了解。参考:ics-openvpn中使用的openssl.cmake这个是Clang可以编译好的,但是需要固定openssl的各个c文件,如果换openssl版本,则需要重新改,不清楚是否有其他方法更方便一些。
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