Android虚拟化_android虚拟化技术

硬件环境：x86 PC
软件环境：Windows; Ubuntu20.04; AOSP12; AOSP14
目标：Glodfish，Cuttlefish，Trout三种Android Automotive模拟环境
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1 Goldfish AAOS

• Goldfish也称Emulator，使用qemu启动Android虚拟机，用于APP开发。可以在windows上模拟器启动aaos，也可以ubuntu上通过qemu启动aaos模拟器。

1.1 windows Android-studio goldfish

1. 必须要下载android studio canary版本才能更新AAOS的系统镜像，地址为：https://developer.android.com/studio/archive
2. 打开Android Studio -> 创建虚拟设备-> Select a system image -> x86 Image -> 安装最新的AAOS镜像. 完成后就可启动AAOS 12（API 32）模拟器了
   

1.2 Linux Emulator AAOS

1.2.2 准备编译环境

#建议在Ubuntu20.04环境，安装AOSP12安卓编译依赖包，无需安装jdk
sudo apt-get install -y python git zip unzip curl wget llvm git-core gnupg bison flex gperf build-essential make zlib1g-dev gcc-multilib g++-multilib libc6-dev-i386 lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32z-dev libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc libssl-dev libbz2-dev libreadline-dev libsqlite3-dev libncursesw5-dev xz-utils tk-dev libffi-dev liblzma-dev python-openssl libncurses5
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1.2.1 下载aosp

#1. 若可以访问外网，下载谷歌repo
mkdir ~/bin
PATH=~/bin:$PATH
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
chmod a+x ~/bin/repo 

#2. 若无外网，下载清华repo
curl https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo -o repo
chmod +x repo
PATH=/repo-path:$PATH

#3. 下载aosp12源码
#a. 能访问外网，下载谷歌仓库
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b master --depth=1
#b. 不能访问外网下载清华仓
repo init -u https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/AOSP/platform/manifest -b android-12.1.0_r8 --depth=1 --repo-url=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo 

#c. 网络不好直接下载清华的最新初始化包，约190G
wget -U -c https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/aosp-monthly/aosp-latest.tar 
#解压初始化包
tar xvf aosp-latest.tar
#解压得到的 AOSP工程目录，ls啥也没有，只有一个隐藏的.repo目录

#3. 下载代码，清华服务器建议并发小于4
repo sync -j4
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1.2.4 编译AOSP

source build/envsetup.sh

#goldfish模拟器版本 
lunch sdk_car_x86_64-userdebug 

#开始编译，有问题的话减少-j并发数，可以减少CPU和内存压力
make -j4 
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1.2.5 启动模拟器

#启动模拟器，显示/音频功能OK
emulator & 
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1.2.6 编译emulator

上面用源码编译AOSP，emulator是二进制的，现在介绍源码编译emulator
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#先安装依赖
pip install absl-py
pip install urlfetch
sudo apt-get install crossbuild-essential-arm64

#清华源
repo init -u https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/manifest -b emu-master-dev
#谷歌源
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b emu-master-dev --depth=1

repo sync -qcj 4

#编译emulator
cd external/qemu
python android/build/python/cmake.py --noqtwebengine --noshowprefixforinfo --target linux_aarch64
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2 CuttleFish AAOS

Cuttlefish相比于Goldfish  Virtio更加彻底，用于模拟测试ASOP。 
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2 1. 准备环境

• 参考上文

2.2 构建运行cultfish

• 1.检查ubuntu20.04是否支持KVM

ls /dev/kvm
或者grep -c -w "vmx\|svm" /proc/cpuinfo
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• 2.构建和安装cultfish-common，重启后会安装驱动和udev规则

sudo apt install -y git devscripts config-package-dev debhelper-compat curl golang;
git clone https://github.com/google/android-cuttlefish;
cd android-cuttlefish;
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• 2.1最新版已无需升级go版本

for dir in base frontend; do
cd $dir
debuild -i -us -uc -b -d
cd ..done
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此步骤可能包依赖问题，参考后面编译问题
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sudo dpkg -i ./cuttlefish-base_*_*64.deb || sudo apt-get install -f
sudo dpkg -i ./cuttlefish-user_*_*64.deb || sudo apt-get install -f;
sudo usermod -aG kvm,cvdnetwork,render $USER;
sudo reboot
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• 3下载AOSP源码

1）安装repo
curl https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo -o ~/repo
chmod +x ~/repo
PATH=~:$PATH

2）初始化repo
#a. 外网方便的，下载谷歌android-12.1.0_r11.
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b android-12.1.0_r11 --depth=1

#b. 不能翻墙情况下，下载清华 android-12.1.0_r11，并设置深度为 1，加快代码拉取
# --repo-url： 指定 repo 下载地址为 tuna 网址，默认在 google 仓库拉，有网络问题
repo init -u https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/AOSP/platform/manifest -b android-12.1.0_r11 --repo-branch=stable --depth=1 --repo-url=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo

#c. 不能翻墙情况下，下载清华 android-14.0.0_r17 ，并设置深度为 1，加快代码拉取
repo init -u https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/AOSP/platform/manifest -b android-14.0.0_r17 --depth=1 --repo-url=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo

3）sync代码
repo sync -j4 
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• 4 构建AOSP

source build/envsetup.sh

#1. cultfish模拟器，编译X86或者Arm64
lunch aosp_cf_x86_auto-userdebug
#lunch aosp_cf_arm64_auto-userdebug 

#2. 编译安卓
#若本地编译，生产镜像位于out，可直接运行
make -j8 
#若打包编译，DIST_DIR目录下aosp_trout_x86_64-img-eng.user.zip和cvd-host_package.tar.gz
make dist DIST_DIR=cf_x86
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• 5.运行cultfish

#源码工程中直接启动
launch_cvd  #启动一个CVD实例

#其他启动命令
#HOME=$PWD ./bin/launch_cvd -daemon -display0=width=1920,height=720,dpi=160
#-console=true  通过screen ./cuttlefish_runtime.1/console查看串口
#-gpu_mode=drm_virgl 使能drm-virgl 3D加速支持
#-gpu_mode=gfxstream 使能gfxstream 3D支持，原生Ubuntu命令行中运行
#-display0=width=1920,height=720,dpi=160 -display1=width=720,height=1920,dpi=160 -display2=width=1920,height=720,dpi=160 使能3屏
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• 6.webrtc访问图形. 关闭代理，chrome浏览器打开 https://localhost:8443

• 7.VNC访问图形。AOSP12以前较老版本

#launch_cvd -start_vnc_server=true （android12还保留，master已经删掉了）
1. 下载tightvnc viewer (jar file): 
https://www.tightvnc.com/download.php 
2. 安装java:
sudo apt install openjdk-11-jre
3. 启动tightvnc ubuntu
java -jar tightvnc-jviewer.jar #use 127.0.0.1:6444
java -jar tightvnc-jviewer.jar -ScalingFactor=80 -Tunneling=no -host=localhost -port=6444
4. 或者启动tightvnc on windows  ip::6444
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2.3 CI镜像启动Cuttlefish

#谷歌CI构建
http://ci.android.com/ -> aosp_master -> userdebug -> Artifacts. 有cf phone的镜像
下载cvd-host_package.tar.gz和aosp_cf_x86_64_phone-img-xxxxxx.zip
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mkdir cf; cd cf
tar xvf /path/to/cvd-host_package.tar.gz
unzip /path/to/aosp_cf_x86_64_phone-img-xxxxxx.zip
#启动vm
HOME=$PWD ./bin/launch_cvd
#远程使用webrtc看界面，打开https://localhost:8443
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3 CuttleFish on ITX3588J

3.1 编译3588 ubuntu

# STEP 1 (Init repo sdk)

1. 7z x rk3588_repo_sdk_v1.0.2a.7z
2. cd rk3588_repo_sdk_v1.0.2a
3. .repo/repo/repo sync -l
4. .repo/repo/repo start rk3588/firefly --all

# STEP 2 (Update sdk)
1.mv bundle/* rk3588_repo_sdk_v1.0.2a/
2.cd rk3588_repo_sdk_v1.0.2a
3. sh update.sh

# STEP 3 (Compile)
参考： https://wiki.t-firefly.com/zh_CN/Core-3588J/linux_compile_gpt.html 
1.下载跟文件系统
7z x Ubuntu20.04-Gnome_RK3588_v2.40-1_20230414.7z
mkdir ubuntu_rootfs
mv ubuntu-aarch64-rootfs.img ubuntu_rootfs/rootfs.img
2.全编，生成的完整固件会保存到 rockdev/pack/目录
./build.sh 
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3.2 连接

#配置mac
ifconfig eth0 down 
ifconfig eth0 hw mac-addr 
ifconfig eth0 up

#修改firefly密码为firefly
sudo passwd firefly

#ssh可直接连接 
#adb无法使用，root下kill占用5037的进程
netstat -tnlp | grep 5037 
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3.3 运行cuttlefish

1. 安装cuttlefish。只安装了cuttlefish-base.deb其余安失败了

2. 安装VSOCK相关驱动

#编译ITX3588-J内核vsock驱动
#在config文件增加一行CONFIG_VSOCKETS=m将vsock相关驱动编成ko
kernel/arch/arm64/configs/firefly-linux.config
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#编译驱动，ko生成在./drivers/vhost/ 和 ./net/vmw_vsock/
./build.sh extboot
#安装驱动
sudo insmod vsock.ko
sudo insmod vmw_vsock_virtio_transport_common.ko
sudo insmod vhost_vsock.ko 
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3. 启动cuttlefish

#启动cuttlefish成功，webrtc可访问
HOME=$PWD ./bin/launch_cvd -daemon 
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4 Trout

• AOSP14已经支持编译Trout并启动Trout虚拟机了

4.1 构建Trout

1）编译AOSP时，选择trout对应的product，
#AOSP12有问题，AOSP14无问题
lunch aosp_trout_x86_64-userdebug
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4.2 运行Trout

    a. ubuntu20.04 cuttlefish运行环境安装请参考上面章节
    b. 使用webrtc查看图形界面请参考上面章节
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# 1. 若用make -j4编译
# 可以直接在ubuntu20.04环境运行
launch_cvd 

# 2. 若make dist编译
# 复制trout_x86/aosp_trout_x86_64-img-eng.bstcd.zip trout_x86/cvd-host_package.tar.gz到trout运行目录并解压
unzip aosp_trout_x86_64-img-eng.bstcd.zip
tar xvf trout_x86/cvd-host_package.tar.gz
# 运行trout 2D模式支持2屏
HOME=$PWD ./bin/launch_cvd -daemon  -display0=width=1920,height=720,dpi=160 -display1=width=720,height=1920,dpi=160

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• 其他说明：默认AOSP14编译出来只支持ranchu composer，不支持集成显卡3D加速，

#1. 2D模式下三屏显示
HOME=$PWD ./bin/launch_cvd -daemon  -display0=width=1920,height=720,dpi=160 -display1=width=720,height=1920,dpi=160 -display2=width=1920,height=720,dpi=160
# 设置hwcomposer为drm
-hwcomposer=drm
# 设置gpu模式为下面之一
-gpu_mode=auto/guest_swiftshader/drm_virgl/gfxstream
# 设置虚拟机管理器为qemu
-vm_manager=qemu_cli
# 启动串口，screen ./cuttlefish_runtime.1/console
-console=true
# host启动adb服务和设置串口
adb -a -P 5037 nodaemon server &
export ANDROID_SERIAL=0.0.0.0:6520
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• 查看图形界面

chrome浏览器打开 https://ubuntu-host-IP:8443/
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5 问题

5.1 cuttlefish-common安装失败

• 更改ubuntu的源，这里以中科大的为例

sudo vim /etc/apt/sources.list
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• 添加国内的源，例如 ustc

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-updates universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal multiverse
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-updates multiverse
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-security universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-security multiverse
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• 更新源

sudo apt update
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• 更新软件

sudo apt-get upgrade
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• 安装软件

sudo dpkg -i ../cuttlefish-base_0.9.24_amd64.deb || sudo apt-get install -f;
sudo dpkg -i ../cuttlefish-user_0.9.24_amd64.deb || sudo apt-get install -f;
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5.2 scrcpy显示

• scrcpy利用adb把图形显示出来

#编译scrcpy
sudo apt install ffmpeg libsdl2-2.0-0 adb wget gcc git pkg-config meson ninja-build libsdl2-dev libavcodec-dev libavdevice-dev libavformat-dev libavutil-dev libusb-1.0-0 libusb-1.0-0-dev
git clone https://github.com/Genymobile/scrcpy
cd scrcpy/
./install_release.sh
#设备起来后，运行
scrcpy --tcpip=0.0.0.0:6520 
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6 编译kernel

6.1 下载代码

#0.使能repo环境变量
PATH=~/bin:$PATH
#0 使用清华源方法：
#导入repo 链接，因为repo 默认使用google 的仓库
export REPO_URL='https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo'
#init repo
repo init -u https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/manifest  -b common-android12-5.10 --depth=2
#同步代码
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6.2 编译bzImage和initramfs

#1编译bzImage.Android12后cuttlefish和goldfish共享virtual_device配置
BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.x86_64 build/build.sh
#2 编译initramfs
BUILD_CONFIG=common-modules/virtual-device/build.config.virtual_device.x86_64 build/build.sh
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6.3 启动cuttlefish

#将initramfs.img和bzImage覆盖替换，能够正常启动AAOS Cuttlefish
HOME=${PWD} ./bin/launch_cvd -initramfs_path initramfs.img -kernel_path bzImage -daemon
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8 参考

https://blog.csdn.net/linkwj/article/details/119902108?spm=1001.2101.3001.6650.5&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7Edefault-5-119902108-blog-117474587.pc_relevant_default&depth_1-utm_source=distribute.pc_r
清华AOSP
Goldfish内核调试