Android常見內核

AOSP通用內核（也稱為Android通用內核或ACK ）位於kernel.org內核的下游，並包含尚未合併到主線或長期支持（LTS）內核中的Android社區感興趣的補丁。這些補丁可以包括：

• Android功能需要反向移植和上游功能的精挑細選
• 為Android設備準備就緒但仍在上游開發的功能（例如，Energy Aware Scheduler任務放置優化）。
• 對其他生態系統合作夥伴有用的供應商/ OEM功能（例如，sdcardfs）。

android-mainline是Android功能的主要開發分支。只要Linus Torvalds發布發行或發行候選，Linux主線就會合併到android-mainline 。在2019年之前，通過克隆最近聲明的LTS內核並添加特定於Android的補丁來構建Android通用內核。這個過程在2019年進行了更改，以從android-mainline分支出新的Android通用內核。此新模型​​通過逐步完成相同的結果，避免了轉發端口和測試Android補丁的大量工作。 android-mainline經過了持續不斷的測試，該模型從發布之日起就確保了高質量的內核。

當在上游聲明新的LTS時，將從android-mainline分支相應的通用內核。通過與android-mainline合併，合作夥伴可以在聲明LTS版本之前開始一個項目。創建新的通用內核分支後，合作夥伴可以無縫地將合併源更改為新分支。

其他通用內核分支從其關聯的LTS內核接收常規合併。通常在發布LTS版本後立即執行此操作。例如，發布Linux 4.19.64時，它已合併到4.19通用內核（例如android-4.19-q ）中。強烈建議合作夥伴定期從通用內核合併到其產品內核，以保持最新的LTS和特定於Android的錯誤修復。

條款

這是本文檔中用來描述Android通用內核策略的一些新術語。

功能內核

通過最新的Android平台版本的功能增強的內核稱為功能內核。對於Android 11，功能內核基於內核版本4.14.y，4.19.y和5.4.y。在過去的平台版本中，功能內核與啟動內核相同。但是，在Android S中將有兩個功能內核和三個啟動內核。

通用內核映像

從Android 11開始，Android通用內核用於創建通用內核映像（GKI），它們是Aarch64內核映像，可用於在供應商模塊中實現具有SoC和驅動程序支持的任何設備上運行。有關詳細信息，請參見GKI概述。

內核模塊接口

GKI引入了穩定內核模塊接口（KMI）的概念，該內核模塊接口允許從供應商模塊異步更新核心內核。凍結KMI後，將無法進行任何更改來破壞與現有供應商模塊的二進制兼容性。有關KMI的詳細信息，請參見GKI概述。

啟動內核

指定的啟動內核可用於啟動具有特定Android平台版本的設備。對於Android 11，可以使用基於內核版本4.14.y，4.19.y和5.4.y的內核啟動設備。

常見的內核分支類型

KMI內核分支

KMI內核具有穩定的內核模塊接口。 KMI由內核版本和Android平台版本唯一標識，因此分支名為<androidRelease>-<kernel version> 。例如，Android 11的5.4 KMI內核名為android11-5.4.對於Android S，還有兩個附加的KMI內核android12-5.4和android12-5.10 。

傳統甜點內核分支

傳統甜點內核的創建是為了確保新功能開發不會干擾與Android通用內核的合併。這些分支是在關聯的甜點發布之前創建的，並且會從LTS接收常規合併，但沒有新功能。例如， android-4.9-q從LTS 4.9.y分支接收合併。

如果內核版本不是啟動內核，則不會創建甜點內核，但是與最新平台版本關聯的內核對於升級到未來的Android平台版本有效。例如， android-4.4-p是android-4.4*甜點分支的最後一個，因此它的原始平台版本Android 9（Pie）受支持和測試。平台版本也支持並測試了該版本，這些平台版本支持運行4.4內核的設備的升級：Android 10和Android 11。

由於Android平台版本的甜點命名方案已隨Android 10一起刪除，因此最後一個名為android-4.14-r和android-4.19-r甜點版本被稱為android-4.14-stable和android-4.19-stable 。

從Android 11開始，甜點內核已被KMI內核取代，因此此表中受支持的甜點內核的完整列表。

舊版發佈內核分支

維護髮行內核以提供每月Android安全公告中引用的補丁的反向移植。它們是在新的Android平台發行時為每個啟動內核創建的。如支持生命週期和安全補丁所述，不贊成使用相關的內核或平台版本時，將不贊成使用它們。

每個月發布Android安全公告時，這些內核都會使用該公告中引用的與上游內核和Android通用內核相關的補丁的反向移植進行更新。他們沒有收到LTS補丁，因此次要版本號永遠不會更改。它們不包含特定於供應商的修補程序的反向移植。

在Android 11和更高版本的發行版中，合作夥伴必須合併甜點或KMI內核才能應用Android安全公告中引用的補丁。不會為Android 11或更高版本的平台創建發行內核。

因此，此表中顯示了14個發行內核的完整列表，並且不會添加任何內核。

功能和啟動內核

每個Android平台版本均支持基於三個Linux內核版本中的任何一個啟動新設備。如下表所示，Android 11的啟動內核為android-4.14-stable ， android-4.19-stable和android11-5.4 。

由於更新平台版本時通常不需要升級內核，因此缺少平台版本最新功能的內核仍可用於啟動設備。因此，即使將平台版本升級到Android 11，也可以在設備上使用專為Android 10設計的內核（例如android-4.19-q 。從Android S開始，功能內核要少於啟動內核，以限制操作系統的數量。必須支持的穩定KMI。

通用內核層次結構

從android-mainline分支

通用內核層次結構的頂層如圖1所示。

圖1.從android-mainline內核創建通用內核

請注意，新的Android通用內核android12-5.10在2020年從android-mainline分支出來。在2021年，當下一個LTS聲明時， android13-5.x （其中5.xy是被選擇為LTS的內核版本）將從android-mainline 。

如圖1所示，每個內核版本都是兩個KMI內核的基礎。例如，兩個v5.4內核分別是android11-5.4和android12-5.4 ，它們都是各自平台版本的功能內核。對於5.10也是如此。 android12-5.10當LTS宣布和創建android13-5.10從將分支android12-5.10在春天2021內核功能完整的里程碑，使的功能發展為Android T.

KMI分支生命週期

KMI分支的生命週期如下圖2所示。

圖2. 5.10 KMI分支生命週期

為了闡明開發過程和分支生命週期，圖2重點介紹了5.10的KMI分支。

每個KMI分支在圖2中通過每個分支中的不同顏色指示的三個階段循環。如圖所示，LTS被定期合併而與階段無關。

開發階段

創建後，KMI分支進入開發階段（圖2中的dev ），並為下一個Android平台版本的功能貢獻而開放。在圖2中，當將5.10聲明為新的上游LTS內核時，創建了android12-5.10 。可能會較早創建內核版本的第二個KMI分支，以允許開發後續發行版。在圖2中， android13-5.10創建時android12-5.10轉換出來的開發階段的。

穩定階段

當KMI分支宣布功能已完成時，它將進入穩定階段，在圖2中標記為stab 。仍然接受合作夥伴功能和錯誤修復，但是啟用KMI跟踪可以檢測到影響界面的任何更改。在此階段，可以接受破壞KMI的更改，但是必鬚根據需要更新KMI定義。有關KMI監視的詳細信息，請參見GKI概述。

KMI凍結階段

在將新平台發佈到AOSP之前，KMI分支將被凍結，並在該分支的整個生命週期內保持凍結狀態。這意味著除非發現嚴重的安全問題，否則不接受任何破壞KMI的更改，而這些問題在不影響穩定KMI的情況下是無法緩解的。為了避免KMI損壞，如果Android設備不需要此修補程序，則可能會修改或刪除從LTS合併的某些補丁。

凍結KMI分支後，只要不破壞現有的KMI通用內核，就可以接受錯誤修復和合作夥伴功能。只要不影響組成當前KMI的接口，就可以使用新導出的符號擴展KMI。將新接口添加到KMI後，它們會立即變得穩定，並且不會被將來的更改所破壞。

例如，不允許將字段添加到KMI接口通用內核使用的結構中，因為它會更改接口定義：

struct foo {
  int original_field1;
  int original_field2;
  int new_field;  // Not allowed
};

int do_foo(struct foo &myarg)
{
  do_stuff(myarg);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(do_foo);

但是，添加新功能很好：

struct foo2 {
  struct foo orig_foo;
  int new_field;
};

int do_foo2(struct foo2 &myarg)
{
  do_stuff2(myarg);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(do_foo2);

在KMI內核的整個生命週期中，都保持了與用戶空間的向後兼容性，以便可以將該內核安全地用於啟動該設備的Android平台發行版。對先前版本進行持續測試可確保保持兼容性。因此在圖2中， android12-5.10內核可用於Android S設備和Android T設備。由於Android平台版本也與以前的版本兼容，因此android12-5.4內核可用於Android T設備以啟動或升級。

進入凍結階段時，該分支將使用包含KMI代號的KMI版本字符串進行git標籤。例如，凍結android11-5.4時，將其標記為KMI版本字符串5.4-android11-0 ，其中尾隨0是KMI生成編號。如果存在需要接受KMI更改補丁的安全問題或其他事件，則KMI生成編號將增加，並且分支將重新標記。例如，如果android11-5.4接受了這種更改，則分支將被標記為新的KMI版本5.4-android11-1 。可以使用uname命令找到當前的KMI代：

$ uname -r
5.4.61-android11-0-00153-ga972f59040e4

平台發布後的數字是KMI代（在這種情況下為0）。

如果KMI生成發生更改，則內核與符合先前KMI生成的供應商模塊不兼容，因此必須與內核同步重建和更新模塊。預計KMI生成的更改非常罕見。

內核之間的兼容性

從新的KMI內核開始，同一LTS系列中內核之間的兼容性要求正在發生變化。

KMI內核

新的KMI內核與支持該內核版本的所有Android平台版本保持向後兼容性。因此，專為Android S開發的android12-5.4內核可以在運行Android 11的設備上安全使用。對以前版本的穩定內核進行連續的VTS和CTS測試，可以確保兼容性。

KMI穩定，因此可以更新內核，而無需在供應商映像中重建內核模塊。

舊版內核

舊版甜點內核（ *-o ， *-p ， *-q ， *-stable ）在各個Android平台版本之間均不向後兼容，但支持先前兩個Android平台版本的內核進行升級。因此，使用基於android-4.19-q內核的Android 10啟動的設備可以在升級到Android 2020時繼續使用android-4.19-q內核，或者更新供應商特定的代碼以支持android-4.19-stable 。

相容性矩陣

下表顯示了每個Android平台版本支持和測試的內核版本。

支持生命週期和安全補丁

在不再支持關聯的LTS內核或Android Platform版本之前，將支持Android通用內核。雖然支持內核，但它會繼續從上游接收LTS合併信息，並修復Android特定代碼的錯誤。這些修復程序包括每月與Android通用內核相關的Android安全公告中引用的所有內核安全補丁。

合作夥伴可以確信，通過定期從Android通用內核中進行合併，他們可以獲得所有內核安全補丁。

通用內核測試

除了供應商進行的下游測試之外，通用內核還使用多種CI系統進行了測試。

Linaro內核功能測試

Linaro內核功能測試（LKFT）測試可在一組物理arm32和arm64設備上啟動各種測試套件，包括kselftest，LTP，VTS和CTS。最新的測試結果可以在這裡找到。

KernelCI測試

每當將新補丁提交到公共內核分支時，都會啟動KernelCI構建和引導測試。在各種板上測試並引導了數百種構建配置。 Android內核的最新結果可以在這裡找到。

Android提交前和提交後測試

預提交測試用於防止將故障引入普通內核。目前，結果尚未公開。

將新補丁提交到公共內核分支後，將執行Android提交後測試。通過輸入aosp_kernel作為部分分支名稱，您將看到帶有結果的內核分支列表。例如，可以在此處找到android-mainline 結果。

0天測試

提交新補丁後， 0天測試會在所有Android通用內核分支上逐個補丁進行測試。運行各種引導，功能和性能測試。加入公共組cros-kernel-buildreports

測試矩陣

為Android通用內核做貢獻

通常，功能開發應該在主線Linux上完成，而不是在Android通用內核上完成。強烈建議您進行上游開發，並且在此開發被接受後，可以根據需要輕鬆地將其移植到特定的ACK分支。 Android內核團隊很樂意支持上游工作，以造福Android生態系統。

向Gerrit提交補丁，並遵守這些貢獻準則。