自主机器

使用 Anbox 在 Jetson Nano 2GB 上运行 Android 应用程序

 Jetson Nano 2GB是NVIDIA的一款高性价比嵌入式平台。麻雀虽小五脏俱全,战力强悍,但是惜乎没有原生Android系统支持。目前想在Jetson平台上体验Android,可以使用虚拟机运行Android系统,或者使用Anbox这样的平台。Anbox是基于容器开发的,能够为Android程序提供原生运行支持。今天我们来尝试一下在Jetson Nano上编译部署Anbox,基本步骤参考NVIDIA论坛上的文章[Anbox on jetson nano],根据需要稍作调整。

1. 重新编译并烧写Jetson Nano 2GB内核

本节参考L4T Kernel Customization

Anbox运行依赖于bander和ashmem两个驱动,Jetson Nano 2GB目前最新的内核版本是4.9.201,这两个驱动已经在Jetson Nano的内核里了只是默认没有打开。一开始我想尝试不重新编译内核直接将这两个驱动编译成模块加载,binder能够正常加载,ashmem无法加载成功。原因是这两个驱动在4.9上不允许单独编译为可加载模块。也就是说,必须跟kernel源码整体编译。保险起见,我选择整体重新编译内核,并打开驱动支持,和论坛里的操作保持一致。

1.1 环境准备

一块已经烧写好镜像,并完成启动初始化的Jetson Nano 2GB设备,参考Getting Started with Jetson Nano 2GB Developer Kit

Jetson开发推荐使用Ubuntu18.04作为开发机,交叉编译推荐使用Linaro GCC 7,kernel源代码可以使用Jetpack提供的脚本通过git获取,或者手动下载,我们这里使用手动下载[L4T Driver Package (BSP) Sources]

# 解压缩交叉编译工具链
mkdir $HOME/l4t-gcc
cd $HOME/l4t-gcc
tar Jxvf /PATH_TO_DOWNLOADS/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
# 解压缩L4T BSP源码包及kernel
mkdir $HOME/l4t-source
cd $HOME/l4t-source
tar jxvf /PATH_TO_DOWNLOADS/public_sources.tbz2
cd Linux_for_Tegra/source/public
tar jxvf kernel_src.tbz2

1.2 编译并烧写内核

在$HOME/l4t-source/Linux_for_Tegra/source/public/kernel/kernel-4.9/arch/arm64/configs/tegra_defconfig文件末尾,增加:

#Anbox Configuration
CONFIG_ANDROID=y
CONFIG_ANDROID_BINDER_IPC=y
CONFIG_ANDROID_BINDER_IPC_SELFTEST=y
CONFIG_ASHMEM=y

编译内核:

# 配置环境变量
export CROSS_COMPILE=\
$HOME/l4t-gcc/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-
export LOCALVERSION=-tegra-anbox #该环境变量改变生成的kernel后缀
export KERNEL_SOURCE=\
$HOME/l4t-source/Linux_for_Tegra/source/public/kernel/kernel-4.9
export KERNEL_OUT=$KERNEL_SOURCE/img_out #image output dir
export KERNEL_MODULES_OUT=$KERNEL_SOURCE/mod_out #modules output dir
# 编译内核
cd $TEGRA_KERNEL_SRC_DIR
make -C $KERNEL_SOURCE ARCH=arm64 O=$KERNEL_OUT tegra_defconfig
make -C $KERNEL_SOURCE ARCH=arm64 O=$KERNEL_OUT -j<n> zImage
make -C $KERNEL_SOURCE ARCH=arm64 O=$KERNEL_OUT -j<n> modules
make -C $KERNEL_SOURCE ARCH=arm64 O=$KERNEL_OUT -j<n> dtbs # 
make -C $KERNEL_SOURCE ARCH=arm64 O=$KERNEL_OUT INSTALL_MOD_PATH=$KERNEL_MODULES_OUT modules_install
 

编译完成后,我们得到内核镜像:$KERNEL_OUT/arch/arm64/boot/Image以及对应的内核模块文件夹:$KERNEL_MODULES_OUT/lib/modules/4.9.201-tegra-anbox。

更新内核以及模块到开发板:

正常更新内核,需要重做根文件系统,花费时间比较长。我们这里采用快速验证方案:

准备好系统的开发板上电开机,连接好USB线到开发机,确保开发机能通过192.168.55.1地址访问开发板。

通过ssh拷贝内核镜像和模块文件夹到开发板,至此主机的操作全部完成,后续全部在开发板上操作。备份原始镜像/boot/Image到/boot/Image.backup:

# 主机执行
scp $KERNEL_OUT/arch/arm64/boot/Image $USER@192.168.55.1:~/
scp -R $KERNEL_MODULES_OUT/lib/modules/4.9.201-tegra-anbox $USER@192.168.55.1:~/
ssh $USER@192.168.55.1 # 登录开发板

# 开发板上执行
sudo cp /boot/Image /boot/Image.backup # 备份原始kernel
sudo mv ~/Image /boot/Image # 更新内核
sudo mv ~/4.9.201-tegra-anbox /lib/modules/  # 拷贝内核模块
sudo update-initramfs -c -k 4.9.201-tegra-anbox # 更新initramfs
cd /boot/
sudo ln -sf initrd.img-4.9.201-tegra-anbox initrd.img
 

完成以后用编辑/boot/extlinux/extlinux.conf,去掉LABEL backup以及后面的注释,类似这样:

TIMEOUT 30
DEFAULT primary

MENU TITLE L4T boot options

LABEL primary
      MENU LABEL primary kernel
      LINUX /boot/Image
      INITRD /boot/initrd
      APPEND ${cbootargs} quiet root=/dev/mmcblk0p1 rw rootwait rootfstype=ext4 console=ttyS0,115200n8 console=tty0 fbcon=map:0 net.ifnames=0

# When testing a custom kernel, it is recommended that you create a backup of
# the original kernel and add a new entry to this file so that the device can
# fallback to the original kernel. To do this:
#
# 1, Make a backup of the original kernel
#      sudo cp /boot/Image /boot/Image.backup
#
# 2, Copy your custom kernel into /boot/Image
#
# 3, Uncomment below menu setting lines for the original kernel
#
# 4, Reboot

LABEL backup
    MENU LABEL backup kernel
    LINUX /boot/Image.backup
    INITRD /boot/initrd
    APPEND ${cbootargs}
 
更新权限:
创建 /etc/udev/rules.d/99-anbox.rules文件,内容如下:
KERNEL==“ashmem”, NAME="%k", MODE=“0666”
KERNEL==“binder”, NAME="%k", MODE=“0666”
 
然后执行:
sudo udevadm control --reload-rules && udevadm trigger

重启开发板,确认当前工作内核版本为4.9.201-tegra-anbox,设备/dev/ashmem和/dev/binder都存在。

2. 更新libsdl2

原帖中说18.04(开发板系统版本)的libsdl2库有一个bug,所以需要更新libsdl2。具体是什么问题没有仔细去查,这里我们选择follow这一步操作:

# 安装依赖包
sudo apt install dot2tex build-essential cmake cmake-data debhelper dbus google-mock libboost-dev libboost-filesystem-dev libboost-log-dev libboost-iostreams-dev libboost-program-options-dev libboost-system-dev libboost-test-dev libboost-thread-dev libcap-dev libsystemd-dev libegl1-mesa-dev libgles2-mesa-dev libglm-dev libgtest-dev liblxc1 libproperties-cpp-dev libprotobuf-dev lxc-dev pkg-config protobuf-compiler
# 下载libsdl源代码
mkdr libsdl-source && cd libsdl-source
wget https://launchpad.net/ubuntu/+archive/primary/+sourcefiles/libsdl2/2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1/libsdl2_2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1.dsc
wget https://launchpad.net/ubuntu/+archive/primary/+sourcefiles/libsdl2/2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1/libsdl2_2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1.debian.tar.xz
wget https://launchpad.net/ubuntu/+archive/primary/+sourcefiles/libsdl2/2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1/libsdl2_2.0.9+dfsg1.orig.tar.xz
# 编译deb包
dpkg-source -x libsdl2_2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1.dsc
cd libsdl2-2.0.9+dfsg1/
dpkg-buildpackage -rfakeroot -b -uc -us
cd ..
# 安装deb
sudo dpkg -i libsdl2-2.0-0_2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1_arm64.deb libsdl2-dev_2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1_arm64.deb libsdl2-doc_2.0.9+dfsg1-1ubuntu1.19.04.1_all.deb

3. 编译安装Anbox

下载Anbox源代码,编译安装:

git clone https://github.com/HarleyPato/anbox-arm64
mkdir -p anbox-arm64/build && cd anbox-arm64/build
cmake .. && make && sudo make install
sudo cp /usr/local/bin/anbox /usr/bin/

下载Android镜像:

wget http://anbox.postmarketos.org/android-7.1.2_r39-anbox_arm64-userdebug.img
mv android-7.1.2_r39-anbox_arm64-userdebug.img /var/lib/anbox/android.img

通过Anbox发布的deb安装包获取配置文件:

mkdir anbox-deb && cd anbox-deb
wget http://ports.ubuntu.com/pool/multiverse/a/anbox/anbox_0.0~git20191115-1build1_arm64.deb
ar x anbox_0.0~git20191115-1build1_arm64.deb
tar Jxvf data.tar.xz
sudo cp ./lib/systemd/system/anbox-container-manager.service /lib/systemd/system/
sudo cp ./usr/lib/systemd/user/anbox-session-manager.service /usr/lib/systemd/usr/

在/lib/systemd/system/anbox-container-manager.service文件中注释掉这两行:

ExecStartPre=/sbin/modprobe ashmem_linux
ExecStartPre=/sbin/modprobe binder_linux

在/usr/lib/systemd/user/anbox-session-manager.service文件中,ExecStart前添加:

Environment="DISPLAY=:0"

启动Anbox服务:

sudo systemctl unmask anbox-container-manager.service
sudo systemctl start anbox-container-manager.service
sudo systemctl enable anbox-container-manager.service

systemctl --user unmask anbox-session-manager.service
systemctl --user start anbox-session-manager.service
systemctl --user enable anbox-session-manager.service

检查Anbox状态:

sudo systemctl status anbox-container-manager.service
systemctl --user status anbox-session-manager.service

结果应该类似下图:

至此所有安装均已完成,重启开发板,启动Anbox,就能看到Android界面了。可以通过adb install安装apk到Anbox Android环境中并运行。

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