Wspólne jądra Androida

Wspólne jądra AOSP (znane też jako wspólne jądra Androida lub ACK) są pochodnymi jąder kernel.org i zawierają poprawki, które są istotne dla społeczności Androida, ale nie zostały jeszcze scalone z główną linią rozwoju ani z jądrami LTS (Long Term Supported). Mogą one obejmować:

• Przenoszenie wstecz i wybieranie funkcji z wersji nadrzędnej potrzebnych do działania funkcji Androida
• Funkcje gotowe na urządzenia z Androidem, ale nadal rozwijane w ramach projektu upstream
• Funkcje dostawcy lub producenta OEM przydatne dla innych partnerów ekosystemu

android-mainline to główna gałąź rozwoju funkcji Androida. Główna gałąź Linuxa jest scalana z android-mainline za każdym razem, gdy Linus Torvalds opublikuje wersję lub wersję kandydującą do publikacji. Przed 2019 r. wspólne jądra Androida były tworzone przez sklonowanie ostatnio ogłoszonego jądra LTS i dodanie poprawek specyficznych dla Androida. W 2019 roku zmieniliśmy ten proces, aby odgałęziać nowy wspólny kernel Androida od android-mainline. Ten nowy model pozwala uniknąć znacznego nakładu pracy związanego z przenoszeniem i testowaniem poprawek Androida, ponieważ ten sam efekt osiąga się stopniowo. android-mainline jest poddawany ciągłym testom, ten model zawiera wysokiej jakości jądro od dnia publikacji.

Gdy w przypadku LTS zostanie zadeklarowana nowa wersja nadrzędna, odpowiednie jądro wspólne zostanie odgałęzione z android-mainline. Umożliwia to partnerom rozpoczęcie projektu przed zadeklarowaniem wersji LTS przez scalenie z android-mainline. Po utworzeniu nowej wspólnej gałęzi jądra partnerzy mogą bezproblemowo zmienić źródło scalania na nową gałąź.

Inne popularne gałęzie jądra są regularnie łączone z powiązanym z nimi jądrem LTS. Scalanie jest zwykle przeprowadzane natychmiast po opublikowaniu wersji LTS. Na przykład po opublikowaniu wersji Linuksa 6.1.75 została ona scalona z wspólnym jądrem 6.1 (android14-6.1). Zachęcamy partnerów do aktualizowania jąder, aby mieć dostęp do najnowszych poprawek błędów związanych z LTS i Androidem.

Gałąź jądra ACK KMI

Jądra GKI mają stabilny interfejs modułu jądra. Interfejs KMI jest jednoznacznie identyfikowany przez wersję jądra i wersję platformy Android, więc gałęzie mają nazwy ANDROID_RELEASE-KERNEL_VERSION. Na przykład jądro GKI w wersji 6.1 dla Androida 14 ma nazwę android14-6.1. W przypadku Androida 15 wprowadzono jądro GKI android15-6.6.

Hierarchia wspólnego jądra

Utwórz gałąź z android-mainline

Najwyższy poziom hierarchii wspólnego jądra przedstawiono na rysunku 1.

Rysunek 1. Tworzenie wspólnych jąder z jądra android-mainline

Zwróć uwagę, że w 2022 r. z android-mainline wyodrębniono nowy wspólny kernel Androida android14-6.1. W 2023 r., gdy ogłoszono kolejną wersję LTS, gałąź android15-6.6 została odłączona od gałęzi android-mainline.

Jak pokazano na rysunku 1, każda wersja jądra może być podstawą 2 jąder GKI. Na przykład 2 jądra w wersji 5.15 to android13-5.15 i android14-5.15. Oba są jądrami funkcji dla odpowiednich wersji platformy. Tak było też w przypadku wersji 5.10. Gałąź android12-5.10 została utworzona, gdy ogłoszono wersję LTS, a gałąź android13-5.10 została od niej odgałęziona wiosną 2021 r., gdy zakończono dodawanie funkcji do jądra, aby umożliwić opracowywanie funkcji dla Androida 13.android12-5.10 Od Androida 15 (2024) dla każdej wersji jądra będzie dostępne tylko jedno nowe jądro GKI (nie będzie jądra android15-6.1).

Cykl życia gałęzi ACK KMI

Cykl życia gałęzi ACK KMI jest przedstawiony na rysunku 2.

Rysunek 2. 6.6 Cykl życia gałęzi KMI ACK

Aby wyjaśnić proces rozwoju i cykl życia gałęzi, na rysunku 2 przedstawiono gałęzie ACK KMI dla wersji 6.6.

Każda gałąź ACK KMI przechodzi 3 fazy, które na rysunku 2 są oznaczone różnymi kolorami. Jak widać, LTS jest regularnie scalana niezależnie od fazy.

Faza rozwoju

Po utworzeniu gałąź ACK KMI wchodzi w fazę rozwoju (oznaczoną jako dev na rysunku 2) i jest otwarta na wnoszenie funkcji w kolejnej wersji platformy Android. Na rysunku 2 wersja android15-6.6 została utworzona, gdy wersja 6.6 została zadeklarowana jako nowy jądro LTS upstream.

Faza stabilizacji

Gdy gałąź ACK KMI zostanie uznana za w pełni funkcjonalną, przechodzi w fazę stabilizacji (na rysunku 2 oznaczono ją jako stabilna). Funkcje partnerów i poprawki błędów są nadal akceptowane, ale śledzenie KMI jest włączone, aby wykrywać wszelkie zmiany wpływające na interfejs. Na tym etapie akceptowane są zmiany powodujące niezgodność z KMI, a definicja KMI jest aktualizowana w zdefiniowanym tempie (zwykle co 2 tygodnie). Szczegółowe informacje o monitorowaniu KMI znajdziesz w omówieniu GKI.

KMI frozen phase

Zanim nowa wersja platformy zostanie przesłana do AOSP, gałąź ACK KMI jest zamrażana i pozostaje zamrożona przez cały okres jej istnienia. Oznacza to, że nie akceptujemy żadnych zmian powodujących niezgodność z KMI, chyba że zostanie wykryty poważny problem z bezpieczeństwem, którego nie można rozwiązać bez wpływu na stabilny interfejs KMI. Aby uniknąć problemów z KMI, niektóre poprawki scalone z LTS mogą zostać zmodyfikowane lub usunięte, jeśli nie są wymagane w przypadku urządzeń z Androidem.

Gdy gałąź ACK KMI jest zamrożona, można akceptować poprawki błędów i funkcje partnerów, o ile nie powodują one uszkodzenia istniejącego wspólnego jądra KMI. Interfejs KMI można rozszerzać o nowe eksportowane symbole, o ile nie ma to wpływu na interfejsy wchodzące w skład obecnego KMI. Gdy nowe interfejsy zostaną dodane do KMI, natychmiast stają się stabilne i nie można ich uszkodzić przyszłymi zmianami.

Na przykład zmiana, która dodaje pole do struktury używanej przez interfejs KMI wspólnego jądra, jest niedozwolona, ponieważ zmienia definicję interfejsu:

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);

Dodanie nowej funkcji jest jednak dopuszczalne:

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

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

Przez cały okres użytkowania jądra GKI zachowana jest zgodność wsteczna z przestrzenią użytkownika, dzięki czemu jądro może być bezpiecznie używane w wersji platformy Android, z którą urządzenie zostało wprowadzone na rynek. Ciągłe testowanie z poprzednimi wersjami zapewnia zgodność. Na rysunku 2 android15-6.6jądro może być używane na urządzeniach z Androidem 15 i nowszym. Wersja platformy Android jest też zgodna z poprzednimi wersjami, więc android14-6.1jądro może być używaneandroid14-6.1 na urządzeniach z Androidem 15 zarówno podczas uruchamiania, jak i aktualizacji.

Numer generacji KMI

Jeśli w fazie stabilizacji nastąpi scalenie LTS lub po niej wystąpi problem z bezpieczeństwem albo inne zdarzenie, które wymaga zaakceptowania poprawki zmieniającej KMI, numer generacji KMI zapisany w build.config.common zostanie zwiększony. Aktualną generację KMI można sprawdzić za pomocą polecenia uname:

$ uname -r
6.6.30-android15-6-g86d10b30f51f

Liczba po wersji platformy to generacja KMI (w tym przypadku 6).

Jeśli generacja KMI się zmieni, jądro nie będzie zgodne z modułami dostawcy, które są zgodne z poprzednią generacją KMI. W związku z tym moduły muszą zostać przebudowane i zaktualizowane synchronicznie z jądrem. Po zamrożeniu KMI zmiany w generowaniu KMI będą bardzo rzadkie.

Zgodność między jądrami

Wymagania dotyczące zgodności między jądrami w tej samej rodzinie LTS zmieniają się wraz z nowymi jądrami GKI.

Jądra GKI

Jądra GKI zachowują zgodność wsteczną ze wszystkimi wersjami platformy Android, które obsługiwały daną wersję jądra. Poza tym platformy Androida są zgodne wstecznie z jądrami GKI z poprzednich wersji. Dzięki temu możesz bezpiecznie używać android14-6.1jądra opracowanego dla Androida 14 (2023) na urządzeniach z Androidem 15 (2024). Zgodność jest weryfikowana przez ciągłe testy VTS i CTS jąder GKI ze wszystkimi obsługiwanymi wersjami.

Interfejs KMI jest stabilny, dzięki czemu jądro można aktualizować bez konieczności ponownego kompilowania modułów jądra w obrazie dostawcy.

Zgodność KMI nie jest zachowywana między różnymi jądrami GKI. Na przykład nie można zastąpić jądra android14-6.1 jądrem android15-6.6 bez ponownego skompilowania wszystkich modułów.

Jądra GKI są obsługiwane tylko w przypadku ich pierwszej i kolejnych wersji. Nie są one obsługiwane w przypadku starszych wersji. Dlatego jądro android15-6.6 nie jest obsługiwane na urządzeniach z Androidem 14 (2023).

Macierz zgodności

Ta tabela zawiera wersje jądra obsługiwane i testowane w każdej wersji platformy Android.

Okresy pomocy i poprawki zabezpieczeń

ACK otrzymują scalenia LTS z upstreamu i poprawki błędów w kodzie specyficznym dla Androida. Obejmują one wszystkie poprawki zabezpieczeń jądra wymienione w comiesięcznych biuletynach o zabezpieczeniach Androida, które są istotne dla ACK.

ACK mogą być obsługiwane dłużej niż odpowiednie stabilne jądro upstream na stronie kernel.org. W takim przypadku Google zapewnia rozszerzoną pomoc do daty zakończenia cyklu życia (EOL) podanej w tej sekcji. Gdy jądra osiągną koniec okresu eksploatacji, Google przestaje je obsługiwać, a urządzenia, na których działają, są uznawane za podatne na ataki.

Od wersji 6.6 okres wsparcia dla stabilnych jąder wynosi 4 lata.

Ta tabela zawiera okresy ważności obsługiwanych potwierdzeń:

Testowanie wspólnego jądra

Wspólne jądra są testowane w kilku systemach CI, a także w ramach testów końcowych przeprowadzanych przez dostawców.

Testowanie KernelCI

Testy kompilacji i uruchamiania KernelCI są inicjowane za każdym razem, gdy nowy patch zostanie zatwierdzony w wspólnym rozgałęzieniu jądra. Kilka setek konfiguracji kompilacji jest testowanych i uruchamianych na różnych płytach. Najnowsze wyniki dotyczące jąder Androida znajdziesz na stronie KernelCL.

Testowanie przed i po przesłaniu w przypadku Androida

Testy przed przesłaniem służą do zapobiegania wprowadzaniu błędów do wspólnych jąder Androida. Podsumowanie wyników testu znajdziesz na karcie „Checks” (Sprawdzanie) w zmianie kodu w gerritowym wspólnym jądrze Androida.

Testy po przesłaniu w Androidzie są przeprowadzane w przypadku nowych opublikowanych kompilacji w gałęziach wspólnego jądra Androida, gdy nowe poprawki są zatwierdzane w gałęzi wspólnego jądra Androida na stronie ci.android.com. Wpisując aosp_kernel jako część nazwy gałęzi na stronie ci.android.com, zobaczysz listę gałęzi jądra z dostępnymi wynikami. Na przykład wyniki dla android-mainline znajdziesz w panelu ciągłej integracji kompilacji Androida (Android CI). Kliknij konkretną kompilację, aby sprawdzić stan testu na karcie Test Results.

Testy zdefiniowane przez test-mapping z grupą testową kernel-presubmit w drzewie źródłowym platformy Androida są uruchamiane jako testy przed przesłaniem w przypadku gałęzi jądra Androida. Na przykład ta konfiguracja w pliku test/vts/tests/kernel_proc_file_api_test/TEST_MAPPING umożliwia test vts_kernel_proc_file_api_test jako test przed przesłaniem w przypadku sprawdzania kodu wspólnego jądra Androida.

{
  "kernel-presubmit": [
    {
      "name": "vts_kernel_proc_file_api_test"
    }
  ]
}

Testowanie luk typu 0-day

Testowanie 0-day polega na testowaniu poszczególnych poprawek na wszystkich wspólnych gałęziach jądra Androida po wprowadzeniu nowych poprawek. Przeprowadzane są różne testy rozruchu, funkcjonalne i wydajnościowe. Dołącz do grupy publicznej cros-kernel-buildreports.

Zestaw testów

Współtworzenie wspólnych jąder Androida

Zasadniczo nowe funkcje powinny być rozwijane w głównej linii Linuksa, a nie w wersjach jądra wspólnych dla Androida. Zdecydowanie zalecamy tworzenie kodu w górę strumienia. Po zaakceptowaniu tam zmian można je w razie potrzeby przenieść do konkretnej gałęzi ACK. Zespół ds. jądra Androida z przyjemnością wspiera działania na rzecz włączenia zmian do głównej gałęzi projektu, co przyniesie korzyści ekosystemowi Androida.

Przesyłaj poprawki do Gerrit i przestrzegaj tych wytycznych dotyczących współtworzenia.