Présentation fait lors du Meetup Embedded à Toulouse le 16/10/2018

1. Portage d’Android sur la Raspberry Pi 3
A. Grassein
Smile ECS
16 octobre 2018
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2. Plan I
1 Introduction
2 Théorie
Android
Raspberry Pi 3
3 Pourquoi ?
4 Pratique
Défis à relever
Ecriture du BSP
Flashage des images
5 Résultats
6 Pour aller plus loin
7 Questions ?
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3. 1 - Introduction
1 Introduction
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4. 1 - Introduction
But de la conf :
Voir les étapes pour faire un portage Android ;
S’appuyer sur un exemple concret.
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5. 1 - Introduction
A propos de moi :
Adrien Grassein
Expert
Technique
Smile ECS
7 ans d’expérience sur Android :
Parrot -> Automobile / Drone (Android 1.x 2.x 4.x et 5.x) ;
Redbend (Harman/Samsung) -> Virtualisation d’Android
(Android 5.x 6.x et 7.x) ;
Smile -> Automobile / Médical / Bancaire / Robotique (Android
6.x 7.x et 8.x).
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6. 2 - Théorie
2 Théorie
Android
Raspberry Pi 3
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7. 2 - Théorie - Android
2 Théorie
Android
Raspberry Pi 3
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8. 2 - Théorie - Android
Qu’est-ce que Android ?
Un système d’exploitation (Licence Apache v2) ;
Des applications ;
Un environnement de développement complet ;
Un environnement de debug ;
Un système de build.
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9. 2 - Théorie - Android
Plusieurs variantes :
Android ;
Android TV ;
WearOS ;
Android Auto ;
Android Things.
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10. 2 - Théorie - Android
9 versions majeures :
Apportent leur lot de nouveautés ;
Cassent régulièrement les API internes ;
Les changements internes sont souvent mal documentés.
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11. 2 - Théorie - Android
Qu’est-ce que Android ?
Environ 600 dépôts GIT ;
Du code source écrit en Java / C / C++ ;
Un OS lourd (nécessite un GPU et une TrustZone) ;
S’appuie sur un Kernel Linux ;
Une spécification à suivre (Sécurité / HW / ...).
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12. 2 - Théorie - Android
Qu’est-ce qu’un BSP pour Android ?
L’ensemble des briques logicielles permettant de faire fonctionner Android ;
Un bootloader compatible Android ;
Un kernel Linux Android ;
Des HALs (Briques faisant le lien entre le FWK Android et le Kernel Linux) ;
Des Makefiles permettant de construire les images.
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13. 2 - Théorie - Raspberry Pi 3
2 Théorie
Android
Raspberry Pi 3
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14. 2 - Théorie - Raspberry Pi 3
Qu’est-ce que Raspberry Pi 3 ?
Une carte d’évaluation ;
Très peu chère ;
Très répandue ;
Relativement puissante (Quad ARM Cortex-A53, 1Go RAM) ;
Beaucoup de connectivité ;
Avec un support Open Source.
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15. 2 - Théorie - Raspberry Pi 3
Qu’est-ce que Raspberry Pi 3 ?
Un bootloader open source ;
Un support du Kernel Linux ;
Un flashage d’image facile.
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16. 3 - Pourquoi ?
3 Pourquoi ?
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17. 3 - Pourquoi ?
Pourquoi mettre Android sur une Raspberry Pi 3
Pour s’amuser ;
Tentative pour réaliser un démonstrateur ;
Pour comprendre comment fonctionne un portage Android ;
Et pourquoi pas ?
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18. 3 - Pourquoi ?
Quelle version d’Android ?
Android 8.1 ;
Facilité avec Treble ;
Une variante déjà portée par Android (mais sources non publiées).
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19. 3 - Pourquoi ?
Quelle variante d’Android ?
Android (handheld) ;
La variante la plus généraliste d’Android ;
Interface la plus connue ;
Permet de valider la faisabilité des autres.
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20. 4 - Pratique
4 Pratique
Défis à relever
Ecriture du BSP
Flashage des images
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21. 4 - Pratique - Défis à relever
4 Pratique
Défis à relever
Ecriture du BSP
Flashage des images
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22. 4 - Pratique - Défis à relever
Quels sont les défis à relever ?
Créer les Makefiles produit ;
Ecrire ou trouver les HALs ;
Flasher les images ;
Booter les images.
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23. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
4 Pratique
Défis à relever
Ecriture du BSP
Flashage des images
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24. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Création du produit :
Création du répertoire "device/pifoundation/rpi3" ;
Création des Makefile AndroidProducts.mk, aosp_rpi3.mk et BoardConfig.mk ;
Création du script "vendorsetup.sh".
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25. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
But :
Donner au buildsystem des informations capitales : architecture processeur, taille
max des partitions, ...
Dire à Android quels packages embarquer ;
Donner un nom à son produit ;
Positionnement de la configuration Runtime.
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26. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Ecriture des HALs :
Seulement les HALs vitales dans un premier temps ;
Utilisation des implémentations par défaut si possible ;
Récupération des HALs d’Android Things pour le reste (merci Treble !).
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27. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
HALs vitales (liste non exhaustive) :
HWComposer ;
OpenGL/EGL ;
Bootctrl ;
ContextHub.
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28. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Kernel :
Google a patché le kernel vanilla de la RPI ;
Google a mis à disposition les sources ;
Utilisation de celui d’Android IOT ;
N’est pas buildé par Android.
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29. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Bootloader :
Google a publié des patchs dans u-boot ;
Support du système de partition A/B d’Android ;
Support des images bootables Android ;
Utilisation de cet u-boot modifié ;
N’est pas buildé par Android.
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30. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Système A/B :
Permet de faire de la redondance de partitions ;
Est activé pour toute la chaine de boot ;
Le choix est fait par le bootloader ;
Google l’a intégré à u-boot ;
Android utilise la HAL bootctrl.
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31. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Partition boot.img et recovery.img.
Partition bootable d’Android ;
Contient le kernel et la commandline ;
Contient un ramfs ;
recovery.img a disparu en Android 9 ;
Pas montable de manière standard.
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32. 4 - Pratique - Ecriture du BSP
Résultats :
boot.img ;
system.img ;
vendor.img.
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33. 4 - Pratique - Flashage des images
4 Pratique
Défis à relever
Ecriture du BSP
Flashage des images
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34. 4 - Pratique - Flashage des images
Façon traditionnelle Android : fastboot
Protocole de communication ;
Ecrit les images dans des partitions ;
Quasiment aucune vérification ;
Supporte les images sparses ;
Au dessus d’USB / tcp / udp ;
La version UDP a été portée sur u-boot pour la rpi3 par Google.
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35. 4 - Pratique - Flashage des images
Façon traditionnelle RPI : dd sur la carte SD
Simple ;
Android ne créé pas la table de partition ;
Android créé des images sparses ;
Adaptation nécessaire pour Android.
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36. 4 - Pratique - Flashage des images
Utilisation de dd pour simplicité :
Création des partitions grâce à gdisk (17 partitions) ;
unsparse des images grâce à "simg2img" ;
dd des fichiers avec offset.
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37. 5 - Résultats
5 Résultats
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38. 5 - Résultats - Flashage des images
Résultats :
Android boot ;
Non utilisable pour un démonstrateur ;
D’énormes lags dus probablement à la partie graphique.
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39. 6 - Pour aller plus loin
6 Pour aller plus loin
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40. 6 - Pour aller plus loin - Flashage des images
Pour aller plus loin :
Intégrer les drivers graphiques RPI ;
Mettre la sécurité en place ;
Intégrer les autres éléments HW ;
Essayer les autres variantes d’Android.
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41. 7 - Questions ?
7 Questions ?
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42. Merci !
Merci !
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