在 Android L. 上运行本机库错误：仅支持与位置无关的可执行文件 (PIE)

Question

当我在 Android L (Nexus 5) 上运行本机代码时，出现错误。

错误：仅支持与位置无关的可执行文件 (PIE)。

相同的代码在我的三星 Galaxy S3 (Android 4.3) 上正确执行。

这是我的 Application.mk

APP_PROJECT_PATH := $(call my-dir)/..
APP_ABI := armeabi
NDK_TOOLCHAIN_VERSION := 4.7
APP_PLATFORM := android-9
APP_GNUSTL_FORCE_CPP_FEATURES := exceptions rtti

但是，当我将 APP_PLATFORM := android-9 替换为 APP_PLATFORM := android-16 时（当我阅读 here 时，Jelly Been（API 级别 16）中出现了 PIE 支持），相同的可执行文件在 Android L 上运行良好。

有没有办法使用 APP_PLATFORM := android-9 编译原生代码并在 Android L 上运行？

Answer 1

如果您只能支持 Android 4.1+，只需设置 APP_PLATFORM := android-16 即可。在幕后设置APP_PIE := true。您的二进制文件将在较旧的 SDK 上出现段错误。

如果您还需要支持较低级别的 SDK，则需要创建两个二进制文件。我见过的其他一些答案建议使用不同的 APP_PLATFORM 维护两个单独的源代码树，但您不需要这样做。可以使单个 Android.mk 输出 PIE 和非 PIE 二进制文件。

NDK 10c 及更高版本：

确保默认情况下禁用 PIE，因为手动启用它比禁用它更容易。除非您的 APP_PLATFORM >=16，否则 PIE 默认不会启用。确保您的 APP_PLATFORM 未设置（默认为 android-3，或自 NDK 15 起为 android-14）、低于 android-16 或设置 APP_PIE := false。

以下 Android.mk 然后创建一个 PIE 和一个非 PIE 二进制文件，但有一个警告（见下文）：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

# Enable PIE manually. Will get reset on $(CLEAR_VARS). This
# is what enabling PIE translates to behind the scenes.
LOCAL_CFLAGS += -fPIE
LOCAL_LDFLAGS += -fPIE -pie

LOCAL_MODULE := mymod

LOCAL_SRC_FILES := \
    mymod.c

include $(BUILD_EXECUTABLE)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := mymod-nopie

LOCAL_SRC_FILES := \
    mymod.c

include $(BUILD_EXECUTABLE)

然后，您必须添加某种逻辑以在代码中调用正确的二进制文件。

不幸的是，这意味着您必须编译可执行模块两次，这可能会很慢。您还需要指定 LOCAL_SRC_FILES 和任何库两次，这可能令人沮丧且难以跟踪。您可以做的是将主可执行文件编译为静态库，然后只从该静态库构建可执行文件。静态库不需要 PIE。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := mymod-common

LOCAL_SRC_FILES := \
  mymod.c

include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)

# Enable PIE manually. Will get reset on $(CLEAR_VARS). This
# is what enabling PIE translates to behind the scenes.
LOCAL_CFLAGS += -fPIE
LOCAL_LDFLAGS += -fPIE -pie

LOCAL_MODULE := mymod

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := mymod-common

include $(BUILD_EXECUTABLE)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := mymod-nopie

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := mymod-common

include $(BUILD_EXECUTABLE)

这似乎工作得很好，尽管仍然需要一定数量的样板。

NDK 10b：

NDK 10b 默认启用 PIE，并且不允许您禁用它，除非有可怕的 hack。真的，只需更新到10c。我将旧答案留在这里以供参考，但我不会向任何人推荐它。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

# Forcefully disable PIE globally. This makes it possible to
# build some binaries without PIE by adding the necessary flags
# manually. These will not get reset by $(CLEAR_VARS). PIE is
# force-enabled on NDK 10b so we'll need this even if APP_PIE
# is set to false.
TARGET_PIE := false
NDK_APP_PIE := false

include $(CLEAR_VARS)

# Enable PIE manually. Will get reset on $(CLEAR_VARS). This
# is what enabling PIE translates to behind the scenes.
LOCAL_CFLAGS += -fPIE
LOCAL_LDFLAGS += -fPIE -pie

LOCAL_MODULE := mymod

LOCAL_SRC_FILES := \
    mymod.c

include $(BUILD_EXECUTABLE)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := mymod-nopie

LOCAL_SRC_FILES := \
    mymod.c

include $(BUILD_EXECUTABLE)

Answer 2

Chromium 项目发布了一个wrapper，它允许 PIE 二进制文件在 JB 之前的 Android 版本上运行。请注意，您的 PIE 可执行文件需要一些额外的标志才能使其工作：

CFLAGS += -fvisibility=default -fPIE
LDFLAGS += -rdynamic -fPIE -pie

在我的例子中，我为 3 种架构运送了大约 2MB 的二进制文件，并且不想为了继续支持 ICS 向 APK 添加 6MB 的未压缩数据。 run_pie 非常小 (6-7kB)，因此符合要求。

run_pie 应该不使用 PIE 标志构建，并且应该不在 Android 5.0+ 上执行（因为，当然，非 PIE 二进制文件是禁止）。不幸的是，它不能静态构建，因为它需要与 -ldl 链接，而 NDK 仅提供该库的共享版本。

Java 端可能类似于：

String dir = mContext.getFilesDir().getPath();
String command = dir + "/busybox netstat";
if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {
    command = dir + "/run_pie " + command;
}

busybox 是一个 PIE 可执行文件，位于应用的私有文件目录中。

另请参阅：here 和 here 之前对该主题的讨论。

编辑 JFDee：在我的例子中，当我使用我的 PIE 可执行文件运行 run_pie 时，我不断收到错误“dlopen() failed: Cannot load library”。我必须将 LD_LIBRARY_PATH 显式设置为可执行文件所在的目录，即当前路径。

在这种情况下，“run_pie”调用的修改示例代码行如下所示：

...
    command = "LD_LIBRARY_PATH=. " + dir + "/run_pie " + command;
...

Answer 3

我构建了两个可执行文件：一个带有APP_PLATFORM := android-9，另一个带有APP_PLATFORM := android-16。要在 Java 中运行本机代码，我需要这个：

if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT_WATCH) {
    // Run the file which was created using APP_PLATFORM := android-16
} else {
    // Run the file which was created using APP_PLATFORM := android-9
}