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    [经验分享] 游戏三方库编译适配之C/C++篇（附：部分适配SDK列表） 原创

    游戏SDK
    yanglei60 显示全部楼层 发表于 2024-7-30 02:13:09

    1 编译适配工具介绍

    1.1 CMake构建系统

    OpenHarmony提供的编译构建系统为CMake。提供了一系列的脚本文件。在ndk目录（openharmony/native）的build目录中放置预定义的toolchain脚本文件ohos.toolchain.cmake。

    1.1-1.png

    CMake编译时需要读取该文件中的默认值，比如编译器架构、C++库链接方式等，因此在编译时会通过CMAKE_TOOLCHAIN_FILE指出该文件的路径，便于CMake在编译时定位到该文件。

    build-tools文件夹：放置NDK提供的编译工具。

    1.2 编译器

    OpenHarmony工具链提供的编译器为Clang+LLVM，在ndk目录的llvm目录中。

    1.2-1.png

    Clang编译main.c到可执行文件的过程：

    1.2-2.png

    1.预编译：clang –E main.c –o main_precompile.i

    2.词法分析：clang -fmodules -E -Xclang -dump-tokens main.c

    3.语法分析：clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -ast-dump main.c

    4.中间代码：clang -S -fobjc-arc -emit-llvm main.c -o main.ll

    5.汇编：clang -S main.c -o main_compile.s

    6.目标程序：clang -fmodules -c main.c -o main_obj.o

    7.生成可执行文件：clang main_obj.o -o mainExec

    1.3 使用工具链进行编译

    工具链的使用基本上可以理解为两个脚本cmake_exec.sh和ninja_exec.sh。

    # 脚本1 cmake_exec.sh
# ===============================
#    需调整OpenHarmony sdk路径及工具链路径
# ===============================
/home/chenghui/ohos\_sdk/native/build-tools/cmake/bin/cmake -GNinja \
-DCMAKE\_BUILD\_TYPE=Release -DCMAKE\_INSTALL\_PREFIX=./ \
-DCMAKE\_TOOLCHAIN\_FILE="/home/chenghui/ohos\_sdk/native/build/cmake/ohos.toolchain.cmake" -B build

    cmake_exec.sh编译会生成一些“中间”文件，如调整了CMakeLists.txt文件需要将build文件夹清空，重新执行该脚本，避免文件缓存。若此脚本执行出现错误，一般情况下都是编译脚本的相关问题，主要调整CMakeLists.txt文件。

    # 脚本2 ninja_exec.sh
# ===============================
#    需调整OpenHarmony sdk路径及工具链路径
# ===============================
/home/chenghui/ohos\_sdk/native/build-tools/cmake/bin/ninja -C build/

    ninja_exec.sh需要在cmake_exec.sh脚本正常的前提下运行。如此脚本中执行出现错误，一般需要涉及源码调整。

    使用上述两个脚本，基本上可以满足全部的CMakeList.txt编译，然后再针对编译过程中问题进行调整。

    注意：Linux环境下，若是在cmake_exec.sh脚本中不指定-G，默认可以使用make工具进行编译。

    2 非CMAKE工程编译适配

    C/C++三方库中还有许多的三方库可能需要使用除cmake之外的其他方式进行构建。构建此类三方库一般使用Clang+llvm编译器直接构建，其中可能还存在一些其他脚本，但本质上都是使用编译器，其他脚本作为辅助。

    构建此类三方库一般两种方式：使用CMakeLists.txt重写编译脚本或是使用原生构建工具。

    2.1 使用CMakeLists.txt重写编译脚本

    此过程使用于相对简单的三方库，对于依赖简单，且使用工具单一（较为复杂的库可能还需要使用到python、rust等）的情况可以使用。

    如三方库提供Android平台版本，可以参考Android.mk文件进行编写，内容与CMakeLists.txt文件较为相似。

    以下为CMakeLists.txt重写Android.mk示例：

    \  LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := pomelo_static
LOCAL_MODULE_FILENAME := libpomelo
LOCAL_SRC_FILES := \
src/pc_lib.c \
src/pc_pomelo.c \
src/pc_trans.c \
src/pc_trans_repo.c \
src/tr/dummy/tr_dummy.c \
……
src/tr/uv/pr_msg_pb.c \
src/tr/uv/pr_pkg.c \
src/tr/uv/tr_uv_tcp.c \
src/tr/uv/tr_uv_tcp_aux.c \
src/tr/uv/tr_uv_tcp_i.c

LOCAL_CFLAGS := -DPC_NO_UV_TLS_TRANS
LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES :=$(LOCAL_PATH)/include
LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include \
                    $(LOCAL_PATH)/src \
                    $(LOCAL_PATH)/src/tr/dummy \
                    $(LOCAL_PATH)/src/tr/uv
LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES := uv_static jansson_static
include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
LOCAL_CFLAGS    := -D__ANDROID__ 
$(call import-module,libpomelo2/deps/uv) \
$(call import-module,libpomelo2/deps/jansson)
    cmake_minimum_required(VERSION 3.6)
project(pomelo2)
set(POMELO_OBJECT
    src/pc_lib.c
    src/pc_pomelo.c
    src/pc_trans.c
    ……
    src/tr/uv/pr_msg_pb.c
    src/tr/uv/tr_uv_tcp_i.c
    ……
    )

set(UV_OBJECT
    deps/uv/src/fs-poll.c
    deps/uv/src/inet.c
    deps/uv/src/threadpool.c
    ……
)

add_library(${PROJECT_NAME} STATIC ${POMELO_OBJECT} ${UV_OBJECT})
target_compile_options(${PROJECT_NAME} 
    PRIVATE -fPIC  
    PRIVATE -Wall
    PRIVATE -DPC_NO_UV_TLS_TRANS
    PRIVATE -D_GNU_SOURCE 
    )
target_include_directories(${PROJECT_NAME} 
    PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include
    PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/src
    PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/deps/uv/src
    PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/deps/uv/src/unix
    )

    2.2 使用原生构建工具

    使用原生的构建工具，需要针对环境进行配置，一般建议在linux环境下使用。 注意：linux环境下需要linux版本sdk，且解压时注意使用linux环境下的解压工具解压，避免问题。

    环境配置如下：

    export OHOS\_SDK=/home/ohos/tools/OH\_SDK/ohos-sdk/linux # 此处替换解压目录
export AS=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-as
export CC="${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/clang --target=aarch64-linux-ohos"
export CXX="${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/clang++ --target=aarch64-linux-ohos"
export LD=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/ld.lld
export STRIP=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-strip
export RANLIB=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-ranlib
export OBJDUMP=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-objdump
export OBJCOPY=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-objcopy
export NM=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-nm
export AR=${OHOS\_SDK}/native/llvm/bin/llvm-ar
export CFLAGS="-fPIC -D\_\_MUSL\_\_=1"export CXXFLAGS="-fPIC -D\_\_MUSL\_\_=1"

    完成环境配置之后，可参照三方库提供文档（readme文件或是其他）按照教程进行编译。

    编译过程中可能会涉及一些平台相关信息调整和修改。

    3 编译适配示例

    通过对openal三方库，来加深大家对编译的理解。

    openal说明：跨平台音频库，里面包含多种音频处理方式，本示例中仅对opensles进行适配。

    本示例中使用的版本：1.22.0 源码地址：https://github.com/kcat/openal-soft。

    3.1 分析

    该三方库提供CMakeLists.txt脚本，分析脚本中ANDROID相关部分。

    # ......
# 省略部分代码
# ......
if(ANDROID)
# 此处使用日志相关功能，可以替换为hilog
# Include liblog for Android logging
check_library_exists(log __android_log_print "" HAVE_LIBLOG)
if(HAVE_LIBLOG)
set(EXTRA_LIBS log ${EXTRA_LIBS})
set(CMAKE_REQUIRED_LIBRARIES ${CMAKE_REQUIRED_LIBRARIES} log)
endif()
endif()
# ......
# 省略部分代码
# ......
option(ALSOFT_REQUIRE_OPENSL "Require OpenSL backend" OFF)
if(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "ANDROID")
# 检查opensles头文件
CHECK_INCLUDE_FILES("SLES/OpenSLES.h;SLES/OpenSLES_Android.h" HAVE_SLES_OPENSLES_H
)
SET(HAVE_OPENSL_ANDROID 1)
endif()

# ......
# 省略部分代码
# ......
IF(HAVE_SLES_OPENSLES_H)
# CHECK_SHARED_FUNCTION_EXISTS(slCreateEngine "SLES/OpenSLES.h" OpenSLES "" HAVE_L
IBOPENSLES)
# IF(HAVE_LIBOPENSLES)
OPTION(ALSOFT_BACKEND_OPENSL "Enable OpenSL backend" ON)
IF(ALSOFT_BACKEND_OPENSL)
SET(HAVE_OPENSL 1)
IF(HAVE_OPENSL_ANDROID)
# 调用opensles代码在Alc/backends/opensl.cpp中
SET(ALC_OBJS ${ALC_OBJS} Alc/backends/opensl.cpp Alc/backends/opensl.
h)
ENDIF()
SET(BACKENDS "${BACKENDS} OpenSL,")
SET(EXTRA_LIBS OpenSLES ${EXTRA_LIBS})
ENDIF()
# ENDIF()
ENDIF()
# ......
# 省略部分代码
# ......

    通过源码中提供的CMakeLists.txt中看出，ANDROID平台编译时，主要使用的是opensles和log。 log模块我们可以使用hilog进行替换； opensles这个模块在OpenHarmony sdk中也是提供的，也可以尝试替换；

    我们先对比一下AndroidNDK中该模块的头文件和OpenHarmony sdk中有何区别：

    • androidNDK版本：25.1.8937393

      3.1-1.png

    • OpenHarmony sdk版本：API 11

      3.1-2.png

    对比内容后发现有OpenHarmony SDK与Android NDK有较大差别的。但仍然可以尝试调整。

    3.2 编译脚本调整

    调整CMakeLists.txt脚本，将ANDROID相关部分能力进行替换。

    # ......
# 省略部分代码
# ......
if(ANDROID)
# Include liblog for Android logging
check_library_exists(log __android_log_print "" HAVE_LIBLOG)
if(HAVE_LIBLOG)
set(EXTRA_LIBS log ${EXTRA_LIBS})
set(CMAKE_REQUIRED_LIBRARIES ${CMAKE_REQUIRED_LIBRARIES} log)
endif()
endif()
# 新增代码，hilog
if(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "OHOS")
SET(EXTRA_LIBS libhilog_ndk.z.so ${EXTRA_LIBS})
SET(CMAKE_REQUIRED_LIBRARIES ${CMAKE_REQUIRED_LIBRARIES} libhilog_ndk.z.so)
endif()
# ......
# 省略部分代码
# ......
option(ALSOFT_REQUIRE_OPENSL "Require OpenSL backend" OFF)
if(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "OHOS")
CHECK_INCLUDE_FILES("SLES/OpenSLES.h;SLES/OpenSLES_OpenHarmony.h" HAVE_SLES_OPENSLES
_H)
SET(HAVE_OPENSL_OHOS 1)
else()
CHECK_INCLUDE_FILES("SLES/OpenSLES.h;SLES/OpenSLES_Android.h" HAVE_SLES_OPENSLES_H)
SET(HAVE_OPENSL_ANDROID 1)
endif()
# ......
# 省略部分代码
# ......
IF(HAVE_SLES_OPENSLES_H)
OPTION(ALSOFT_BACKEND_OPENSL "Enable OpenSL backend" ON)
IF(ALSOFT_BACKEND_OPENSL)
SET(HAVE_OPENSL 1)
IF(HAVE_OPENSL_ANDROID)
SET(ALC_OBJS ${ALC_OBJS} Alc/backends/opensl.cpp Alc/backends/opensl.h)
ENDIF()
IF(HAVE_OPENSL_OHOS)
SET(ALC_OBJS ${ALC_OBJS} Alc/backends/opensl_ohos.cpp Alc/backends/opensl.h)
ENDIF()
SET(BACKENDS "${BACKENDS} OpenSL,")
SET(EXTRA_LIBS OpenSLES ${EXTRA_LIBS})
ENDIF()
ENDIF()

    3.3 源码调整

    c++相关代码调整，主要增加了两个文件opensl_ohos.cpp和OpenSLES_OHOS.h。

    其中opensl_ohos.cpp是参照opensl.cpp修改调整。基本上是类名上的调整和小部分的逻辑调整。

    可查看适配完的源码自行对比。

    OpenSLES_OHOS.h文件是参考opensl.cpp时，发现Android中使用到了

    OpenSLES_AndroidConfiguration.h的系统文件，但是OpenHarmoy中并没有提供类似文件。

    针对OpenSLES_AndroidConfiguration.h分析之后发现，该文件中主要时提供一些变量和接口体，并没有接口相关代码，所以尝试参照OpenSLES_AndroidConfiguration.h编写一个OpenSLES_OHOS.h供OpenHarmony使用。 由于篇幅关系，此处不展示具体源码调整相关代码，可直接访问openAL-soft: version 1.22.0 support OHOS (gitee.com)获取。

    3.4 编译

    执行以下脚本进行编译即可

    # ===============================
# 需调整OpenHarmony sdk路径及工具链路径
# ===============================
/home/chenghui/ohos_sdk/10/native/build-tools/cmake/bin/cmake -GNinja \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=./ \
-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="/home/chenghui/ohos_sdk/10/native/build/cmake/ohos.toolchain.cmake" -B build

# ===============================
# 需调整OpenHarmony sdk路径及工具链路径
# ===============================
/home/chenghui/ohos_sdk/10/native/build-tools/cmake/bin/ninja -C build/

    4 编译总结和常见问题

    4.1 三方库编译总结

    • 分析三方库提供文档分析编译步骤，使用的工具有哪些；
    • 分析编译脚本，是否涉及平台相关内容（ABI），是否有其他三方库依赖；
    • 分析源码，是否涉及平台相关内容（宏）；
    • 对比源码中编译Android平台使用的头文件，函数、变量等是否在OpenHarmony sdk中是否存在；
    • 如存在：直接使用同名文件、函数、变量替换；
    • 不存在：先了解其功能，分析OpenHarmony中是否存在相同功能函数，存在则替换；不存在则可以咨询sdk相关同事如何处理（先注释，或参考Android自行添加）；
    • 创建deveco项目进行验证或直接带入项目中验证；

    4.2 常见问题

    • Q1.编译过程中找不到符号，找不到文件或是.链接过程中报错符号未定义问题

    A:一般是编译脚本中存在某个判断影响到了编译，仔细排查编译脚本或是修改源码处的相关逻辑，避免由于宏相关的判断导致问题。

    • Q2.Cmake版本是否可以升级

    A:可以升级，但是不建议。

    • Q3.Neon优化相关问题

    在HarmonyOS系统中，arm64-v8a ABI下默认已经开启了对Neon扩展的支持

    如出现以下报错:

    4.2-1.png

    A:处理方法：

    可以通过-fno-vectorize关闭，具体参考《Auto-Vectorization in LLVM》。

    使用Neon intrinsics库，方便开发者直接操作低阶Neon指令。

    详细参考：使用Neon指令扩展-硬件兼容性-NDK开发-开发 | 华为开发者联盟 (huawei.com)

    • Q4._POSIX_VERSION问题

    A: _POSIX_VERSION 是一个宏定义，表示当前操作系统的 POSIX 标准版本。POSIX（Portable Operating System Interface，便携式操作系统接口）是一个由 IEEE 定义的标准，旨在提供操作系统的可移植性和兼容性。目前OpenHarmony NDK(API9-API11)中_POSIX_VERSION=200809L，有些旧版本三方库中对_POSIX_VERSION的判断比较低，使用了低版本的系统函数导致错误。

    • Q5.atomic不存在问题

    A: 三方库适配过程中，有些库用到了libatomic.a但是OpenHarmony sdk中并未提供该.a文件。编译时出现以下报错：

    ld.lld: error: undefined reference due to --no-allow-shlib-undefined: __atomic_is_lock_free

    >>> referenced by ./libcrypto.so ld.lld: error: undefined reference due to --no-allow-shlib-undefined: __atomic_fetch_add_4

    >>> referenced by ./libcrypto.so

    查看https://github.com/nodejs/node/issues/28231，尝试连接atomic会出现以下问题

    ld.lld: error: unable to find library -latomic

    发现找不到libatomic.a或是libatomic.so，搜索了一下sdk中确实没有两个库，对比了Android是存在libatomic.a的。

    出现上述情况需要替换libclang_rt.builtins.a

    5 附件：部分已适配SDK列表（持续更新中）

    5.1 闭源SDK（需商业授权获取）

    FMOD：https://fmod.com/

    5.2 开源SDK（可通过开源代码仓获取）

    HybridCLR：https://github.com/focus-creative-games/hybridclr

    Solar2D：https://gitee.com/fengozl/corona/

    V8 Engine：[https://github.com/dumganhar/v8]()

    PuerTs：[https://github.com/Tencent/puerts]()

    ©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者

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