Android上でUbuntuのアプリを実行できるようにしてみた際の作業メモ。

環境：

• Android

• 中華PAD M801
• http://dokidokido.com/category/tablet/m801/index.html
• Cortex A8 800MHz
• Andoird 2.3.3
• カーネルバージョン 2.6.35.7-tcc
• ファームウェアバージョン "MID GRI40 20110719.121232 test-keys"
• 作業に使ったPC
  • windows7 home 64bit
  • VMWARE Player / ubuntu-9.10-server-amd64.iso

、1. はじめに

●前提 ●Android = Linuxカーネル ＋ Androidユーザランド ●スタティックリンクされたELFなら、そのまま動く。 ●一般的なlinuxシステムでは、ごく基本的なコマンドも共有ライブラリに依存している。 これらを動かすには、実際のlinuxシステムと同じ位置に、共有ライブラリ群を配置することが必要。   ●目標 ●Ubuntu(ARM)の実行ファイルおよび、共有ライブラリを配置して、起動できること。 ●（オプション１）chrootした環境で、sshdを起動し、リモートログインできるようにすること。apt-getで任意のパッケージをインストールできるようにすること。 （オプション２）vnc経由で、X環境が利用できるようにすること。

2. 手順の概要

●1. X86版のUbuntu Linuxをインストール。 ●VMWARE Player ●2. arm版のUbuntu Linuxの作成。 ●rootstock。 ●QEMUで起動確認。 ●3. Android上で、上記2.をループバックデバイスにマウント。 ●/bin、/lib等にubuntuのディレクトリをバインド。 → ここまででubuntuのELFが起動できる。 ●4. chroot → 実際のubuntuとほぼ等価の環境 ●Apt-get。 → 任意のパッケージのインストール。 ●sshdを起動。 → リモートログイン。 ●5. vnc-server → LXDE環境の起動。

3. Androidの構成

●カーネル ●基本的には、素のlinuxカーネルと同じ。 ●今回は再ビルドせずに、そのまま利用。以下の機能は使用可能。 –loopback device –ext2, ext3 filesystem   ●共有ライブラリ ●Bionic ●Android独自の共有ライブラリで構成されており、linuxのglibcとはまったく別。ディレクトリの配置場所も異なる。   ●ディレクトリ構成 ●Androidのファイル群は、/system以下に配置。 ●/bin、/usrなどは存在していないので、逆に言うと、ここにubuntuのファイル群をそのまま持ってくることができる。 ●/lib/modulesは存在するが、/lib直下は空。   ●ファイルシステム構成 ●'/' はリードオンリー。RAMDISK。 ●ブート時に自動実行する仕掛けを作るのは面倒。 ●その他 /system、/dataなどは、MTD (Memory Technology Device) 形式のパーテーション。

3.1 Androidで利用可能なコマンド

●前提 ●Android SDKをインストールして、ADBが使えるようになっていること。 ●Root権限を取得済みであること。   ●Androidで利用可能なコマンド ●シェルは、/system/bin/sh ●たぶんroot化の際に、busyboxが組み込み済み。 –Mount, mknod など。 ●/system/bin内のコマンドによっては、実体が/system/bin/toolbox へのリンクのものがある。 mount はbusyboxとtoolboxで挙動が異なる。   ●Androidで利用不可なコマンド ●存在していないコマンド。Free, touch, uname などなど。 ●linuxの共有ライブラリの世界とは無縁なので、lddの類も使えない。

3.2. Androidのファイルシステム

●ボリューム構成。 ●内蔵の4GB NANDフラッシュは、先頭1GBがMTD形式。残り3GBがFATにパーテーションが切られている。 ●ルートはRAMディスクで、roでマウント。(boot) ●その他は、/dev/block/mtdblock*をそれぞれマウント。 ● # cat /proc/mtd dev:    size   erasesize  name mtd0: 00a00000 00200000 "boot" mtd1: 00600000 00200000 "kpanic" mtd2: 10400000 00200000 "system" mtd3: 00400000 00200000 "splash" mtd4: 03c00000 00200000 "cache" mtd5: 29e00000 00200000 "userdata" mtd6: 00a00000 00200000 "recovery" mtd7: 00200000 00200000 "misc" mtd8: 00200000 00200000 "tcc" # mount rootfs on / type rootfs (ro,relatime) tmpfs on /dev type tmpfs (rw,relatime,mode=755) devpts on /dev/pts type devpts (rw,relatime,uid=0,gid=5,mode=620) proc on /proc type proc (rw,relatime) sysfs on /sys type sysfs (rw,relatime) tmpfs on /broadcasting type tmpfs (rw,relatime,size=1024k) none on /acct type cgroup (rw,relatime,cpuacct) tmpfs on /mnt/asec type tmpfs (rw,relatime,mode=755,gid=1000) tmpfs on /mnt/obb type tmpfs (rw,relatime,mode=755,gid=1000) none on /dev/cpuctl type cgroup (rw,relatime,cpu) /dev/block/mtdblock2 on /system type yaffs2 (ro,relatime) /dev/block/mtdblock5 on /data type yaffs2 (rw,nosuid,nodev,relatime) /dev/block/mtdblock4 on /cache type yaffs2 (rw,nosuid,nodev,relatime) ●カーネルがサポートしているデバイス。 ●Loop deviceは使える。（/proc/devices） ●Ext2,ext3は使える。ext4は多分無理。（/proc/filesystems） ●/dev ディレクトリ ●/dev/loop* は存在していないので、手動で作る必要あり。'busybox mknod'が使える。 ●mount時にどのloopデバイスファイルが使われるか分からないので、０～７まで、一通り作る。

4. 手順：arm版ubuntuの作成

●x86版ubuntu ●9.10 (karmic) のserver版を使用。 ●VMWARE Player上で普通にインストール。   ●ARM版ubuntu。 ●x86版ubuntu上で、rootstockを実行。 ●ループバックデバイスに書き込んで、イメージファイルを作成。 rootstock --fqdn arm-karmic --login user --password user dd if=/dev/zero of=arm-ubuntu-9.10.img bs=1MB count=0 seek=1024 mkfs.ext3 -F arm-ubuntu-9.10.img mount -o loop arm-ubuntu-9.10.img /mnt/loop/ cd /mnt/loop tar xzvf /home/xxxx/armel/armel-rootfs-201108092351.tgz   ●QEMUによる起動確認。 –wget http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/dists/karmic/main/installer-armel/current/images/imx51/netboot/initrd.gz –wget http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/dists/lucid/main/installer-armel/current/images/versatile/netboot/vmlinuz – –qemu-system-arm -M versatilepb -cpu cortex-a8 -m 256 -kernel ./vmlinuz -hda arm-ubuntu-9.10.img -append "root=/dev/sdamem=256M devtmpfs.mount=0 rw"

5. 手順：androidにubuntuファイルシステムを追加

●ルートファイルシステムをrwでリマウント。 ●/dev/loop*を作成。 ●イメージファイルをマウント。 ●/bin, /lib, /usr, /home に、ubuntuのディレクトリをバインド。 ●逆に、/proc, /dev は、chrootしたときに見えるように、ubuntu側にバインドしておく。 mount -o rw,remount -t rootfs rootfs / busybox mknod /dev/loop0 b 7 0 busybox mknod /dev/loop1 b 7 1 busybox mknod /dev/loop2 b 7 2 busybox mknod /dev/loop3 b 7 3 busybox mknod /dev/loop4 b 7 4 busybox mknod /dev/loop5 b 7 5 busybox mknod /dev/loop6 b 7 6 busybox mknod /dev/loop7 b 7 7 mkdir /mnt/ubuntu mkdir /bin mkdir /home mkdir /usr mount -o ro,remount -t rootfs rootfs / busybox mount -o rw,loop -t ext3 /mnt/sdcard/tflash/arm-ubuntu-9.10.img /mnt/ubuntu busybox mount -o bind /mnt/ubuntu/bin /bin busybox mount -o bind /mnt/ubuntu/lib /lib busybox mount -o bind /mnt/ubuntu/usr /usr busybox mount -o bind /mnt/ubuntu/home /home busybox mount -o bind /proc /mnt/ubuntu/proc busybox mount -o bind /dev /mnt/ubuntu/dev

6. ubuntu版のELFを実行した例

●LDDコマンドでELFが依存している共有ライブラリを表示。 / # cd /usr/bin /usr/bin # ldd python   libpthread.so.0 => /lib/libpthread.so.0 (0x40025000)   libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0x40045000)   libutil.so.1 => /lib/libutil.so.1 (0x40050000)   libz.so.1 => /lib/libz.so.1 (0x4005b000)   libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0x40079000)   libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x400ec000)   /lib/ld-linux.so.3 (0x40000000)   libgcc_s.so.1 => /lib/libgcc_s.so.1 (0x40219000)   ● 例として、/usr/bin/pythonを実行。/usr/libなども参照できるため、pythonの標準ライブラリをimportすることも可能。 /usr/bin # python Python 2.6.4rc2 (r264rc2:75497, Oct 20 2009, 03:46:31) [GCC 4.4.1] on linux2 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> import datetime >>> a = datetime.datetime.now() >>> print a 2011-08-18 07:03:15.380133 >>> import sys >>> sys.exit() /usr/bin #

7. そのほか

ネットワークが使えるようにする。 echo "nameserver 8.8.8.8" > /etc/resolv.conf echo "nameserver 8.8.4.4" >> /etc/resolv.conf echo "127.0.0.1 localhost" > /etc/hosts   chroot /usr/sbin/chroot /mnt/ubuntu /bin/bash /root/start-ssh.sh   sshd /bin/umount /dev/pts /bin/mount -t devpts -o uid=0,gid=5,mode=620 devpts /dev/pts   export HOME=/home/user export PATH=/bin:/usr/bin:/usr/sbin:$PATH export USERNAME=root export PS1='\w \$ '   /etc/init.d/ssh stop /etc/init.d/ssh start   （11/08/20 追記） LXDE環境 # apt-get install vncserver # apt-get install lxde  　　   android端末上からapt-getを実行。パッケージのダウンロードとインストールがubuntu実機と同様に行われます。 300MB強。 セットアップの最後のほうで、xserver-xorgがエラーを起こしますが、ファイルの展開はできていると信じて、放置。 > xserver-xorg (1:7.4+3ubuntu7) を設定しています ... > start: Unable to connect to Upstart: Failed to connect to socket /com/ubuntu/upstart: Connection refused > invoke-rc.d: initscript hal, action "restart" failed.   # LANG=C vncserver -geometry 1024x600 -depth 16 # ps aux | grep vnc root     20687  0.8  0.8   5736  3224 pts/2    S    21:11   0:00 Xtightvnc :2 -desktop X -auth /root/.Xauthority -geometry 1024x600 -depth 16 -rfbwait 120000 -rfbauth /root/.vnc/passwd -rfbport 5902 -fp /usr/share/fonts/X11/misc/,/usr/share/fonts/X11/Type1/,/usr/share/fonts/X11/75dpi/,/usr/share/fonts/X11/100dpi/ -co /etc/X11/rgb   英語環境でＸを起動。 上記の「-rfbport 5902」が待ち受けのポート番号。リモートから、あるいは、android上のvncクライアントアプリから接続します。 日本語環境は未セットアップのため、日本語の表示・入力はできません。