Le document présente un guide pour le portage d'Android sur une Raspberry Pi 3, détaillant l'introduction, la théorie concernant Android et Raspberry Pi, ainsi que les défis pratiques tels que l'écriture du BSP et le flashage des images. Il aborde également les résultats du portage, notant des problèmes de performance graphique. Enfin, des suggestions pour des améliorations futures sont fournies, comme l'intégration de drivers graphiques et de fonctionnalités de sécurité.

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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