Linux with android kernel

EduApps-CDG / Building Linux Kernel With Android.md

How to Build Linux Kernel with Android

This guide shows how to build Linux on a Android Device and was made for people that doesn’t have s Computer.

• 4GB of free space (2GB if delete the temp files)
• Android 5.0

Preparing the Environment

You need to install Termux from Google Play Store. Now we will download the Kernel so we need WGET:

The next step is decompress that tarball with UNXZ and TAR (integrated with Termux):

(Optional) Delete the Linux tarball:

Now we have the Linux Source on our Android, lets compile!

In Android, compile is a terror for Linux Kernel. First we need to create a config file.

The .config file dilemma

If you had an Linux PC you could simply do this:

But you dont have so we need to do this:

If you have a Rooted Potato Phone you can simply:

No Root mode (medium)

If else, first you need to download it from our repository:

No Root mode (hard)

If the file was not found, you must generate it. It has only one command, but this command is the worst! It’s the best choice if you are developing a new device. Complete the first command of Building and type:

Once solved the dilemma, you will not need to do it again. the next step is install the compilers:

This command will setup to build the Kernel with full power, if you have a single core device, it doesn’t help so much but works:

And finally, the Last Step is: Enjoy the building time and drink a coffee!

Источник

Родственные связи. Собираем модули ядра и нативные Linux-приложения для Android

Содержание статьи

Введение

Как всем извес­тно, Android име­ет под собой фун­дамент в виде ядра Linux. Из это­го сле­дует, что в теории на смар­тфо­не мож­но запус­тить все те при­ложе­ния, что дос­тупны на дес­ктоп­ном Linux. На прак­тике же все слож­нее. Пос­коль­ку набор Native-биб­лиотек в Android отли­чает­ся от таково­го на дес­кто­пе (не говоря уже об архи­тек­туре плат­формы), при­ложе­ния тре­бует­ся ком­пилиро­вать ста­тичес­ки. А иног­да еще и пат­чить. Но и в этом слу­чае работос­пособ­ность при­ложе­ния не всег­да гаран­тирова­на.

Что каса­ется модулей ядра, которые могут быть весь­ма полез­ны на смар­тфо­не (под­дер­жка NTFS, нап­ример), то здесь все еще инте­рес­нее. Во мно­гих ядрах от вен­дора отклю­чена фун­кция заг­рузки модулей (начиная с Android 4.3, это фак­тичес­ки тре­бова­ние Google. — Прим. ред.). Поэто­му нам при­дет­ся не толь­ко подоб­рать пра­виль­ную вер­сию ядра для сбор­ки модулей, но и, воз­можно, пересоб­рать само ядро, вклю­чив такую под­дер­жку, или прос­то добавить модуль в сам образ ядра.

Да­лее в статье мы рас­смот­рим, как побороть эти проб­лемы, и поп­робу­ем соб­рать модули Linux-ядра и нес­коль­ко при­ложе­ний.

Подготовка

Для сбор­ки модулей (ядра) и при­ложе­ний нам пот­ребу­ется тул­чейн, то есть связ­ка из кросс‑ком­пилято­ра и лин­ковщи­ка, плюс набор стан­дар­тных инс­тру­мен­тов сбор­ки, которые мож­но уста­новить из репози­тория (при­мер для Ubuntu):

Те­перь мож­но уста­новить тул­чейн. Их сущес­тву­ет как минимум два — стан­дар­тный гуг­лов­ский NDK и тул­чейн от Linaro, куда силь­нее опти­мизи­рующий код. Раз­лича­ются они еще и набором target-биб­лиотек — если NDK содер­жит те биб­лиоте­ки, которые име­ются в Android и, соот­ветс­твен­но, могут не под­ходить для сбор­ки обыч­ных POSIX-сов­мести­мых при­ложе­ний, то Linaro вклю­чает минималь­ный набор стан­дар­тных POSIX-биб­лиотек под ARM, для исполь­зования которых в гуг­лооси понадо­бит­ся ста­тичес­кая лин­ковка.

Для сбор­ки ядра мы, в целях сов­мести­мос­ти, будем исполь­зовать пер­вый. Заходим на стра­нич­ку https://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html и, выб­рав нуж­ную вер­сию NDK, ска­чива­ем его. Затем уста­нав­лива­ем на ска­чан­ный файл пра­во исполне­ния и рас­паковы­ваем:

А вот для сбор­ки прог­рамм понадо­бит­ся и тул­чейн от Linaro. Для его получе­ния про­ще все­го зай­ти на forum.xda-developers.com/showthread.php?t=2098133 и выб­рать билд. Лич­но я выб­рал Linaro GCC 4.6.4-2013.05 (пос­коль­ку про­цес­сор у меня не Cortex, то и качал я arm-unknown-linux-gnueabi-linaro_4.6.4-2013.05-build_2013_05_18.tar.bz2). Рас­паковы­ваем и для пущего удобс­тва пере­име­новы­ваем:

До­бавим путь к тул­чей­ну в

/.bashrc (и заод­но опре­делим отдель­ные перемен­ные, которые на вре­мя ком­пиляции ядра, воз­можно, и не при­годят­ся, но в даль­нейшем могут ой как понадо­бить­ся):

Компиляция модулей и ядра

Для начала опре­делим, под­держи­вает ли сто­ковое ядро модули. Для это­го смот­рим, есть ли на устрой­стве файл /proc/modules. В зависи­мос­ти от это­го мы пой­мем, что делать даль­ше. В слу­чае если модули под­держи­вают­ся, мы берем ваниль­ное ядро той же вер­сии (но луч­ше, конеч­но, взять от вен­дора), кон­фигури­руем его, ком­пилиру­ем толь­ко модули, закиды­ваем их в /system/lib/modules и заг­ружа­ем с помощью коман­ды insmod на устрой­стве. Если же ядро модулей не под­держи­вает, мож­но либо взять готовое кас­томное ядро с под­дер­жкой модулей (об этом читай в статье «Выбира­ем кас­томное ядро для сво­его Android-аппа­рата»), либо соб­рать свое, вклю­чив нуж­ные модули в образ ядра.

В слу­чае сам­сунгов­ских устрой­ств (у меня как раз такое) исходни­ки ядер лежат на opensource.samsung.com. Для сбор­ки ядра нам понадо­бит­ся его кон­фиг. В некото­рых устрой­ствах он находит­ся в фай­ле /proc/config.gz, но, к сожале­нию, не во всех, поэто­му раз­берем дру­гой метод его получе­ния. Пос­ле ска­чива­ния и рас­паков­ки перехо­дим в соот­ветс­тву­ющий каталог, смот­рим фай­лы, находя­щиеся в arch/arm/configs/, и выбира­ем под­ходящий по архи­тек­туре. В моем слу­чае там был толь­ко один файл — n1a_00_defconfig. Перехо­дим обратно в каталог, куда мы пер­воначаль­но рас­пакова­ли ядро, и набира­ем сле­дующую коман­ду:

Да­лее нас­тра­иваем ядро с помощью стан­дар­тной коман­ды make menuconfig, что­бы вклю­чить нуж­ные нам модули. Затем собира­ем:

Хакер #192. ZeroNights–2014

Сборка модулей

Для сбор­ки исклю­читель­но модулей без самого ядра мож­но исполь­зовать либо коман­ду make modules, либо, если ты вклю­чил все­го один модуль, сле­дующие коман­ды (вмес­то net/netfilter под­ставь каталог собира­емо­го модуля):

Пос­ле сбор­ки нам нуж­но все получив­шиеся фай­лы ско­пиро­вать в еди­ный каталог:

За­тем, в слу­чае пол­ной ком­пиляции, нуж­но соб­рать фай­лы в ZIP-архив. Не абы какой, а сфор­мирован­ный опре­делен­ным обра­зом (речь идет о фай­ле обновле­ния для кас­томной кон­соли вос­ста­нов­ления. — Прим. ред.). Для это­го кло­ниру­ем с гит­хаба шаб­лон для дан­ного фай­ла:

Пос­коль­ку те ути­литы, что име­ются в этом авто­мати­чес­ком апдей­тере, нем­ного уста­рели (во вся­ком слу­чае, на моем план­шете они завер­шались с сег­фолтом), нуж­но их заменить рабочи­ми, которые берем на d-h.st/RgI, и, рас­паковав, заменя­ем ими фай­лы с теми же наз­вани­ями в катало­ге AnyKernel/kernel/. Кро­ме того, нуж­но изме­нить скрипт для авто­апдей­тера, находя­щий­ся в AnyKernel/META-INF/com/google/android/updater-script. В конеч­ном ито­ге дол­жно получить­ся при­мер­но сле­дующее:

Путь /dev/block/mmcblk0p9 здесь — та часть, которую необ­ходимо изме­нить. Это раз­дел boot, и поч­ти на всех устрой­ствах он будет пред­став­лен раз­ными фай­лами. Что­бы узнать имя фай­ла на сво­ем устрой­стве, выпол­ни сле­дующую коман­ду:

Пос­ле прав­ки запако­выва­ем каталог:

За­тем кида­ем файл на устрой­ство и уста­нав­лива­ем его с помощью кас­томно­го рекаве­ри (TWRP или CWM).

Пос­ле сбор­ки и уста­нов­ки ядра дол­жна получить­ся при­мер­но такая кар­тинка

Сборка приложений

Мо­дули ядра поз­воля­ют добав­лять фун­кци­ональ­ность исклю­читель­но низ­кого уров­ня, которую в общем слу­чае нель­зя исполь­зовать нап­рямую. Для добав­ления же фун­кци­ональ­нос­ти, которую мож­но исполь­зовать нап­рямую, нуж­но собирать прог­раммы, чем мы сей­час и зай­мем­ся, — поп­робу­ем соб­рать нес­коль­ко при­ложе­ний. Перед сбор­кой поч­ти всех при­ложе­ний нуж­но экспор­тировать ряд перемен­ных:

И лишь затем мож­но прис­тупать.

Bash собирать с помощью тул­чей­на Linaro очень лег­ко — ска­чива­ем исходни­ки c офи­циаль­ного FTP и рас­паковы­ваем:

Вы­пол­няем скрипт configure и собира­ем:

Пос­ле сбор­ки появит­ся файл bash, который мы и копиру­ем на устрой­ство в /system/xbin.

Bash, запущен­ный под Android

Сто­ит дать ком­мента­рии, почему bash нуж­но ком­пилиро­вать с помощью тул­чей­на Linaro. В Bionic, стан­дар­тной реали­зации биб­лиоте­ки libc в Android, отсутс­тву­ют некото­рые POSIX-сов­мести­мые фун­кции, исполь­зуемые bash (такие, нап­ример, как mkfifo() или wctomb()). Соот­ветс­твен­но, соб­рать bash с исполь­зовани­ем этой биб­лиоте­ки без тан­цев с буб­ном не вый­дет. В Linaro же, с дру­гой сто­роны, исполь­зует­ся стан­дар­тная POSIX-сов­мести­мая биб­лиоте­ка glibc. Пос­коль­ку мы собира­ем bash ста­тичес­ки, нам все рав­но, что исполь­зует­ся в Android, — глав­ное, что­бы вер­сия glibc, с которой мы собира­ем, подош­ла к ядру. Впро­чем, сегод­ня обратное малове­роят­но.

Lshw — удоб­ная кон­соль­ная ути­лита, поз­воля­ющая быс­тро соб­рать информа­цию о дос­тупном железе. Ком­пилиро­вать ее (опять же исполь­зуя Linaro) дос­таточ­но прос­то. Ска­чива­ем пос­леднюю вер­сию, рас­паковы­ваем и заменя­ем в фай­лах src/Makefile и src/core/Makefile ком­пилятор C++ на ком­пилятор от Linaro (перемен­ной CXX нуж­но прис­воить зна­чение arm-unknown-linux-gnueabi-g++), добавив так­же опцию —static в CXXFLAGS. Затем собира­ем обыч­ным обра­зом.

Это дос­таточ­но удоб­ный кон­соль­ный менед­жер про­цес­сов для Linux. Для вывода информа­ции он исполь­зует биб­лиоте­ку ncurses, так что для его ком­пиляции пот­ребу­ется чуть боль­ше вре­мени. Соз­даем каталог htop, перехо­дим в него и ска­чива­ем ncurses:

Ус­танав­лива­ем перемен­ную $SYSROOT_ADDITIONS, запус­каем configure с нуж­ными парамет­рами и собира­ем:

Пос­коль­ку нам нет смыс­ла вклю­чать под­дер­жку юни­кода и мыши и мы не собира­емся делать эту биб­лиоте­ку динами­чес­кой, отклю­чаем эти опции (а так­же отклю­чаем под­дер­жку язы­ка Ada).

Ска­чива­ем и рас­паковы­ваем сам htop, пред­варитель­но перей­дя на уро­вень выше:

Вновь пере­опре­деля­ем перемен­ные окру­жения для сбор­ки:

Кон­фигури­руем и собира­ем:

Все бы хорошо, но пос­ле попыт­ки запус­ка на устрой­стве вывали­вает­ся ошиб­ка «Error opening terminal: screen». Лечит­ся это прос­то — дос­таем отку­да‑нибудь каталог terminfo (я его выдер­нул из Terminal IDE, прос­то потому, что он ока­зал­ся под рукой), копиру­ем в /system/etc и выпол­няем в тер­минале на гад­жете сле­дующую коман­ду:

Пос­ле это­го htop запус­тится без заморо­чек.

Htop, запущен­ный под Android

Tmux — менед­жер тер­миналов, более прод­винутая аль­тер­натива извес­тно­го всем адми­нам screen, соз­данная раз­работ­чиками OpenBSD. В слу­чае с Android его удоб­но исполь­зовать для работы с устрой­ством через adb shell или SSH (нап­ример, ходить на TV Box или HDMI-стик под управле­нием Android. — Прим. ред.).

Для ком­пиляции tmux нам понадо­бит­ся все та же ncurses — ее мож­но взять из пре­дыду­щей сбор­ки, ско­пиро­вав каталог rootdir. Помимо ncurses, пот­ребу­ется биб­лиоте­ка libevent. Соз­даем каталог tmux, уста­нав­лива­ем перемен­ную $SYSROOT_ADDITIONS и ска­чива­ем libevent и сам tmux:

Под­готав­лива­емся к сбор­ке tmux:

И наконец, собира­ем сам tmux:

Пос­ле сбор­ки и залив­ки исполня­емо­го фай­ла перед запус­ком tmux, помимо перемен­ной TERMINFO, нуж­но опре­делить перемен­ную TMPDIR — лич­но я исполь­зовал /data/local/tmp.

Сто­ит заметить, что tmux может работать толь­ко от рута, потому что пра­ва дос­тупа не поз­воля­ют писать в выше­ука­зан­ную пап­ку кому попало.

Се­анс SSH-соеди­нения с Android. Для раз­деления тер­минала исполь­зует­ся tmux. В левой час­ти мож­но уви­деть вывод lshw

Ngrep

А это край­не полез­ная ути­лита, поз­воля­ющая отлавли­вать пакеты с задан­ным пат­терном (может быть нуж­но, нап­ример, для отладки RESTful-при­ложе­ний). Для ее сбор­ки пот­ребу­ется соб­рать еще и libpcap. Как обыч­но, соз­даем каталог, куда и ска­чива­ем libpcap, рас­паковы­ваем его и собира­ем:

Ска­чива­ем сам ngrep, рас­паковы­ваем, собира­ем:

Раз­берем опции обо­их configure. В слу­чае с libpcap мы отклю­чили под­дер­жку DBUS по понят­ной при­чине отсутс­твия его в Android и ука­зали тип зах­вата пакетов (пос­коль­ку ком­пилиру­ем мы в конеч­ном ито­ге под Linux, то и тип зах­вата ста­вим соот­ветс­тву­ющий). Для ngrep же мы ука­зали путь к заголо­воч­ным фай­лам libpcap и отклю­чили пониже­ние при­виле­гий по при­чине отсутс­твия фай­ла /etc/passwd в Android, куда эта фун­кци­ональ­ность смот­рит.

Пе­рех­ватыва­ем пакеты, содер­жащие сло­во google, исполь­зуя ngrep

Linux Deploy

Ком­пиляция прог­рамм может занять немало вре­мени, да и не вся­кое при­ложе­ние мож­но с лег­костью соб­рать (нап­ример, тек­сто­вый torrent-кли­ент rtorrent пот­ребу­ет сбор­ку libtorrent, а уж эта биб­лиоте­ка, в свою оче­редь, потянет за собой Boost). И если для пары‑трой­ки при­ложе­ний это не столь кри­тич­но, то в слу­чае сбор­ки боль­шего количес­тва тру­дозат­раты ста­новят­ся слиш­ком велики. Да и сами при­ложе­ния в слу­чае ста­тичес­кой ком­понов­ки могут раз­дувать­ся до нево­обра­зимых раз­меров. Одна­ко есть решение и для этой ситу­ации — Linux Deploy, который с лег­костью мож­но най­ти в Google Play.

Пос­коль­ку Android пос­тро­ен на базе ядра Linux, а изме­нения в нем не нас­толь­ко силь­ны, что­бы мешать запус­ку обыч­ных POSIX-при­ложе­ний (что и было про­демонс­три­рова­но выше), сущес­тву­ет воз­можность раз­верты­вания chroot-окру­жения (с проб­росом соот­ветс­тву­ющих псев­дофай­ловых сис­тем) и уста­нов­ки в нем userland-час­ти дис­три­бути­вов, под­держи­вающих архи­тек­туру ARM. При­ложе­ние Linux Deploy дела­ет имен­но это, соз­давая образ и мон­тируя его как loop-устрой­ство.

Под­держи­вают­ся сле­дующие дис­три­бути­вы:

• Ubuntu;
• OpenSUSE;
• Fedora;
• Arch Linux;
• Gentoo;
• и, наконец, Kali Linux (его наличие, несом­ненно, обра­дует пен­тесте­ров).

Пос­ле раз­верты­вания и запус­ка сис­темы в нее необ­ходимо каким‑то обра­зом вой­ти. Для это­го сущес­тву­ет два метода: по SSH и через VNC. При наличии SSH-сер­вера в самом Android в Linux Deploy нуж­но либо его отклю­чить, либо пере­опре­делить порт. А если исполь­зовать VNC, необ­ходимо доус­тановить в Android VNC-кли­ент (рекомен­дую bVNC). Стан­дар­тные имя поль­зовате­ля / пароль — android/changeme соот­ветс­твен­но.

За­пуск окру­жения Ubuntu в Linux Deploy Ubuntu в Linux Deploy по виду неот­личим от дес­ктоп­ного

В дан­ном кон­тей­нере мож­но про­изво­дить прак­тичес­ки те же дей­ствия, что и в обыч­ном нас­толь­ном дис­три­бути­ве Linux, — со скид­кой на под­держи­ваемую ядром фун­кци­ональ­ность. Замечу, что кон­тей­нер не изо­лиро­ван от основной сис­темы, и запуск служб в некото­рых дис­три­бути­вах не под­держи­вает­ся по при­чине исполь­зования в них сов­ремен­ных сис­тем ини­циали­зации. Так­же сто­ит пом­нить, что при­ложе­ния в кон­тей­нере натив­ные, — это изрядно куша­ет батарею.

Заключение

В статье были опи­саны два (а если счи­тать ком­пиляцию ядра с модуля­ми, то три) метода рас­ширения фун­кци­ональ­нос­ти на Android. Под­ведем ито­ги.

Ком­пиляция ядра и модулей име­ет смысл толь­ко в тех слу­чаях, ког­да тебе нуж­на низ­коуров­невая фун­кци­ональ­ность — будь то под­дер­жка ФС или, допус­тим, модуль iptables. В сов­ремен­ных сто­ковых ядрах под­дер­жка заг­рузки модулей чаще все­го отклю­чена, так что для добав­ления фун­кци­ональ­нос­ти вся­ко пот­ребу­ется ком­пиляция все­го ядра.

В слу­чае с ком­пиляци­ей неболь­ших POSIX-при­ложе­ний мож­но попытать­ся исполь­зовать гуг­лов­ский NDK, иду­щий с Bionic и прак­тичес­ки несов­мести­мый с POSIX, а мож­но исполь­зовать сто­рон­ний тул­чейн для архи­тек­туры ARM, в котором, как пра­вило, есть биб­лиоте­ка glibc, и ком­пилиро­вать при­ложе­ния ста­тичес­ки. Одна­ко сле­дует пом­нить, что ста­тичес­ки слин­кован­ное при­ложе­ние весит дос­таточ­но мно­го, таким обра­зом, нелиш­ним будет еще раз под­чер­кнуть, что этот метод годит­ся лишь для неболь­ших при­ложе­ний.

Для запус­ка круп­ных при­ложе­ний мож­но исполь­зовать Linux Deploy, поз­воля­ющий раз­вернуть на Android пол­ноцен­ную userland-часть популяр­ных дис­три­бути­вов. Одна­ко и у него есть недос­татки. Во‑пер­вых, он изрядно куша­ет батарею, а во‑вто­рых, раз­мер обра­за с дан­ной userland-частью не может быть боль­ше 4 Гб, так что, если рас­катал губу на кучу при­ложе­ний, закатай ее обратно.

В целом же запуск POSIX-при­ложе­ний в Android впол­не воз­можен — что и было показа­но в статье. А уж каким спо­собом ты будешь что‑то делать, ты волен выбирать сам. Stay freedom.

Библиотеки, портированные на Android

Нес­мотря на то что Android не явля­ется в пол­ной мере POSIX-сов­мести­мой ОС, под него все же были пор­тирова­ны некото­рые из биб­лиотек, дос­тупных под дес­ктоп­ной Linux. Пос­мотрим, что это за биб­лиоте­ки:

• SDL — удоб­ная «обер­тка» вок­руг низ­коуров­невых муль­тимеди­афун­кций; исполь­зует­ся в основном для раз­работ­ки игр;
• FFmpeg — кон­верта­ция боль­шинс­тва аудио- и виде­офор­матов;
• Qt — начиная с пятой вер­сии, Qt дос­тупна и под Android;
• Unity — игро­вой дви­жок;
• Ogre — «обер­тка» вок­руг OpenGL для работы с 3D-гра­фикой.

В общем, с точ­ки зре­ния пор­тирова­ния при­ложе­ний выб­рать есть из чего.

Источник