在嵌入式 Linux 设备上使用 Flutter 开发图形界面
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了在嵌入式 Linux 设备上使用 Flutter 开发图形界面相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
By Toradex胡珊逢
在嵌入式设备上开发图形用户界面通常会选择 Qt。这是一种经验证的方案，我们可以在多个领域看到用 Qt 开发的 UI。但随着移动端和 web 端界面更为广泛地使用，源自于这两个领域的技术也开始向嵌入式设备渗透。Flutter 就是一个例子。本文将介绍如何在 Torizon 平台上如何使用 Flutter 来开发用户界面。
Google 面向 android, ios 推出的跨平台移动应⽤开发框架 Flutter 可以构建高质量的原⽣⽤户界⾯，并可以扩展支持 Web 和桌面应用。Flutter 尚未官方支持嵌入式系统，但目前 Sony 和 Ubuntu 正在致力于该工作。例如来自 Sony 的 elinux 可以在嵌入式平台上使用 Flutter。我们也将以此为基础，在 Verdin iMX8M Plus 的 Torizon 上运行 Flutter 应用。
我们来看看 Flutter 的构架。如下图所示，其由三个部分构成，User app, Framework 和 Engine。flutter-elinux-linux 属于为嵌入式提供支持的 embbedder。它可以运行在 wayland 显示后台，这也是 Torizon 提供的显示框架。flutter-elinux-linux 将提供 flutter-client ，libflutter_elinux_wayland.so 和 libflutter_engine.so。这些软件的功能参考该网页描述。
https://github.com/sony/flutter-embedded-linux/wiki/Features-of-Embedded-Linux-embedding-for-Flutter
flutter-elinux 是 Flutter SDK 的一个非官方插件，用于为嵌入式设备创建、编译和调试 Flutter 应用，并使用 flutter-elinux-linux 在设备上显示。
为了减少对编译电脑的软件环境影响，我们将使用 docker 容器进行编译。使用下面命令获取 ubuntu:20.04 容器并进入其中。由于后面需要向容器内提供文件，这里将 /home/user/flutter 映射到容器内的 /opt/flutter。
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~$ docker pull ubuntu:20.04
~$ docker run -it -v /home/user/flutter:/opt/flutter --name flutter_build ubuntu:20.04 /bin/bash
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如果后续进入该容器重新编译，可以使用下面命令：
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~$ docker container start flutter_build
~$ docker exec -it flutter_build bash
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在容器中安装所需的软件。
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# apt update
# apt upgrade
# apt install clang cmake build-essential pkg-config libegl1-mesa-dev libxkbcommon-dev libgles2-mesa-dev
# apt install libwayland-dev wayland-protocols git curl wget unzip git
# apt install python2
# apt install virtualenv
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下载编译工具。
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# mkdir -p /opt/flutter
# cd /opt/flutter
# git clone https://chromium.googlesource.com/chromium/tools/depot_tools.git
# export PATH=$PATH:$(pwd)/depot_tools
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默认的 ubuntu:20.04 使用 Python3，在容器里使用 virtualenv 创建 Python2 环境。
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# virtualenv .env -p python2
# source .env/bin/activate
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创建 .gclient 文件并指定版本。
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# cat .gclient
solutions = [
"managed": False,
"name": "src/flutter",
"url": "https://github.com/flutter/engine.git@bd539267b42051b0da3d16ffa8f48949dce8aa8f",
"custom_deps": ,
"deps_file": "DEPS",
"safesync_url": "",
"custom_vars" :
"download_android_deps" : False,
"download_windows_deps" : False,
,
,
]
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上面的 bd539267b42051b0da3d16ffa8f48949dce8aa8f 对应 $path_to_flutter_sdk_install/flutter/bin/internal/engine.version，两者需要一致。如果不指定的话，会下载最新的版本。除非确实需要编译最新版本的 Engine，否则并不推荐。
获取代码。
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# gclient sync
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编译 embbedder。这里编译为 arm64 目标 release 模式的 embedder。
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# cd src
# ./flutter/tools/gn --target-os linux --linux-cpu arm64 --runtime-mode release --embedder-for-target --disable-desktop-embeddings --no-build-embedder-examples
# ninja -C out/linux_release_arm64
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编译成功后在 out/linux_release_arm64 目录中可以看到 libflutter_engine.so 文件。
接下来将编译 Embedded Linux embedding for Flutter，这里会生成 flutter-client 和 libflutter_elinux_wayland.so。如果在 X86 电脑上交叉编译需要使用 Yocoto Project 生成包含 clang 在内的 SDK，这会涉及大量的工作内容。在 Torizon 中我们可以直接使用 debian 容器并通过 apt 命令安装相应的软件，在 Verdin iMX8M Plus 本地编译。这通常适用于代码量不是很多的项目。在 Verdin iMX8M Plus 上运行下面命令启动 debian 容器。
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~$ docker run -it -v /home/torizon/workspace:/opt/workspace torizon/debian:$CT_TAG_DEBIAN /bin/bash
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在容器中安装所需的软件。
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# apt update
# apt install clang cmake build-essential pkg-config libegl1-mesa-dev libxkbcommon-dev libgles2-mesa-dev
# apt install unzip git
# apt install curl wget
# apt install libwayland-dev wayland-protocols
# apt install libdrm-dev libgbm-dev libinput-dev libudev-dev libsystemd-dev
# cd /opt/workspace
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下载 flutter-embedded-linux 代码。
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# git clone https://github.com/sony/flutter-embedded-linux.git
# cd flutter-embedded-linux/
# mkdir build
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此时将刚才编译的 libflutter_engine.so 复制到 build 目录。然后分别执行下面两个命令。
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# cmake -DUSER_PROJECT_PATH=examples/flutter-wayland-client -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
# cmake -DUSER_PROJECT_PATH=examples/flutter-wayland-client -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DBUILD_ELINUX_SO=ON -DBACKEND_TYPE=WAYLAND -DENABLE_ELINUX_EMBEDDER_LOG=OFF -DFLUTTER_RELEASE=ON ..
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编译完成后在 build 目录下可以看到生成的 flutter-client 和 libflutter_elinux_wayland.so 两个文件。上面使用的编译选项含义请参考该网页说明。
接下来重新回到 X86 编译电脑开始 Flutter 应用的编译。用下面命令重新进入使之前的 ubuntu:20.04 容器。
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~$ docker exec -it flutter_build bash
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下载 flutter-elinux。这个是 Flutter SDK。
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# cd /opt/flutter/
# git clone https://github.com/sony/flutter-elinux
# export PATH=$PATH:/opt/flutter/flutter-elinux/bin
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运行下面命令查看安装情况。
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# flutter-elinux doctor
# flutter-elinux devices
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创建一个示例工程。
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# flutter-elinux create demo1
# cd demo1
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按照这里的说明交叉编译创建的工程。但在这之前需要准备 Verdin iMX8M Plus 的 arm64 格式文件系统。该文件系统可以是来自刚才在 Verdin iMX8M Plus 上编译 Embedded Linux embedding for Flutter 的容器。
在 Verdin iMX8M Plus 运行下面命令，查看容器 ID。
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$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
3dea07245b24 torizon/debian:2-bullseye "/bin/bash" 2 days ago Exited (137) 2 hours ago hardcore_nightingale
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将容器的文件系统复制出来并打包。
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$ sudo docker cp 3dea07245b24:/ arm64-sysroot
$ sudo tar cvf arm64-sysroot.tar arm64-sysroot
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然后将 arm64-sysroot.tar 复制到 X86 编译电脑的 flutter_build 容器中，位于 /opt/flutter 目录。回到 flutter_build 容器，解压 arm64-sysroot.tar。
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# cd /opt/flutter/
# tar vxf arm64-sysroot.tar
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进入刚才创建的 demo1 目录，运行下面命令编译。
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# cd demo1
# flutter-elinux build elinux --target-arch=arm64 --target-sysroot=/opt/flutter/arm64-sysroot
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待编译结束后，查看 build/elinux/arm64/release/bundle，这里是 Flutter app 运行所需的所以文件。
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# tree build/elinux/arm64/release/bundle -L 2
.
|-- data
| |-- flutter_assets
| `-- icudtl.dat
|-- demo1
`-- lib
|-- libapp.so
|-- libflutter_elinux_wayland.so
`-- libflutter_engine.so
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libflutter_elinux_wayland.so 和 libflutter_engine.so 是 Fltter SDK 预编译的库文件，需要将其替换为之前编译的库文件。
将 flutter-client 和 bundle 文件夹复制到 Verdin iMX8M Plus 的 /home/torizon/flutter_demo 目录。然后先启动 weston 容器。
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$ docker run -e ACCEPT_FSL_EULA=1 -d --rm --name=weston --net=host --cap-add CAP_SYS_TTY_CONFIG \\
-v /dev:/dev -v /tmp:/tmp -v /run/udev/:/run/udev/ \\
--device-cgroup-rule='c 4:* rmw' --device-cgroup-rule='c 13:* rmw' \\
--device-cgroup-rule='c 199:* rmw' --device-cgroup-rule='c 226:* rmw' \\
torizon/weston-vivante:$CT_TAG_WESTON_VIVANTE --developer weston-launch \\
--tty=/dev/tty7 --user=torizon
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再启动另外一个 torizon/weston-vivante 容器，在里面我们将用命令行的方式启动编译好的 demo1。
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$ docker run -e ACCEPT_FSL_EULA=1 -it --rm --name=wayland-app --user=torizon \\
-v /dev/dri:/dev/dri -v /dev/galcore:/dev/galcore -v /tmp:/tmp -v /home/torizon/flutter_demo:/opt/flutter \\
--device-cgroup-rule='c 199:* rmw' --device-cgroup-rule='c 226:* rmw' \\
torizon/weston-vivante:$CT_TAG_WESTON_VIVANTE bash
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在启动的容器内运行下面命令。
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# cd /opt/flutter
# LD_LIBRARY_PATH=/opt/flutter/bundle/lib/ ./flutter-client -b /opt/flutter/bundle
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最后，我们将介绍如何导入一个现成的 Flutter 项目并打包为一个容器，用 docker-compose 文件启动。这里以 covid19_mobile_app 为例进行说明。
在 flutter_build 容器中，下载 covid19_mobile_app 代码，将之前 demo1 目录中的 elinux 文件夹复制到 covid19_mobile_app 后再编译。同样，libflutter_elinux_wayland.so 和 libflutter_engine.so 也需要替换为之前编译的库文件。
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# cp -r ../demo1/elinux covid19_mobile_app
# flutter-elinux pub get
# flutter-elinux build elinux --target-arch=arm64 --target-sysroot=/opt/flutter/arm64-sysroot
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编译结束后，将 covid19_mobile_app 的 bundle 目录连同 flutter-client，以及下面的 startup.sh，Dockerfile 放到任一目录中。
startup.sh
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#!/bin/bash
LD_LIBRARY_PATH=/home/torizon/bundle/lib/ /usr/sbin/flutter-client -b /home/torizon/bundle
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Dockerfile
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FROM --platform=linux/arm64 torizon/weston-vivante:2
ADD bundle /home/torizon/bundle
COPY flutter-client /usr/sbin
COPY startup.sh /home/torizon
CMD [ "/home/torizon/startup.sh" ]
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运行下面命令生成一个 flutter app 容器。
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$ docker build -t flutter_demo:1 .
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将 flutter_demo:1 容器和 docker-compose.yml 文件复制到 Verdin iMX8M Plus 上。
docker-compose.yml
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services:
flutter_demo_covid19:
depends_on:
- weston
devices: []
image: flutter_demo:1
ports: []
device_cgroup_rules:
- c 199:* rmw
- c 226:* rmw
volumes:
- /tmp:/tmp:rw
- /dev/dri:/dev/dri:rw
- /dev/galcore:/dev/galcore:rw
weston:
cap_add:
- CAP_SYS_TTY_CONFIG
device_cgroup_rules:
- c 4:0 rmw
- c 4:7 rmw
- c 13:* rmw
- c 199:* rmw
- c 226:* rmw
environment:
- ACCEPT_FSL_EULA=1
image: torizon/weston-vivante:2
network_mode: host
volumes:
- source: /tmp
target: /tmp
type: bind
- source: /dev
target: /dev
type: bind
- source: /run/udev
target: /run/udev
type: bind
version: '2.4'
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运行 docker-compose up -d 即可启动 weston 和 flutter app 容器。
总结
Flutter 框架为图形界面开发提供一个非常灵活的方案，使得嵌入式开发也可以从中受益。于此同时，嵌入式 Linux 对 Flutter 的支持也处于早期阶段，项目开发需要充分验证。
以上是关于在嵌入式 Linux 设备上使用 Flutter 开发图形界面的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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无法在嵌入式 linux 中使用 bluetoothctl 连接设备