通用内核映像 (GKI) 项目

本页介绍了通用内核映像 (GKI) 项目以及它如何提高 Android 稳定性并增强安全性。

历史信息

每部搭载 Android 的设备都需要一个正式版内核。在 GKI 之前，内核是自定义的，基于 Android 通用内核 (ACK)，并由系统芯片 (SoC) 供应商和 OEM 进行设备专属更改。

这种自定义可能会导致内核代码中有多达 50% 是树外代码，而非来自上游 Linux 内核或 ACK。因此，GKI 之前的内核的自定义性质导致了严重的内核碎片化。

碎片化的代价

内核碎片化会对 Android 社区产生若干负面影响。

安全更新需要耗费大量人力

Android 安全公告 (ASB) 中引用的安全补丁必须向后移植到每个设备内核中。但是，由于存在内核碎片化问题，向正常使用的 Android 设备传播安全修复的代价非常之高。

很难合并长期支持更新

长期支持 (LTS) 版本包含安全修复和其他重大 bug 修复。事实证明，使用最新的 LTS 版本是提供安全修复的最有效方式。我们发现，ASB 报告的内核安全问题中有 90% 都已在保持最新状态的 Pixel 设备上得到修复。

不过，由于设备内核中所有的自定义修改，很难仅将 LTS 修复合并到设备内核中。

Android 平台无法进行版本升级

碎片化导致很难向已被实际使用的设备添加需要更改内核的 Android 新功能。Android 框架代码必须考虑不同的内核变体，并且无法依赖在内核中实现的新 Android 功能，这减缓了创新速度并导致了代码大小和复杂性增加。

很难将内核更改贡献回上游 Linux

由于将补丁提取到生产内核中的碎片化方式，从 LTS 版本在上游可用到在设备中可用之间产生了长达 18 个月的延迟。由于上游内核发布与产品发布之间的这种长时间延迟，又导致 Android 社区很难将所需的功能和驱动程序馈送到上游内核中。当用户提交改进建议时，代码库已发生更改，因此很难显示补丁的相关性。

解决碎片化问题：通用内核映像

通用内核映像 (GKI) 项目通过统一核心内核并将 SoC 和板级支持从核心内核移至可加载的供应商模块中，解决了内核碎片化问题。GKI 还为供应商模块提供稳定的内核模块接口 (KMI)，因此模块和内核可以独立进行更新。GKI 内核的一些特性包括：

  • GKI 内核基于 ACK 源代码构建而成。
  • GKI 内核是每个架构和每个 LTS 版本的单内核二进制文件以及关联的可加载模块。
  • GKI 内核已经过关联 ACK 支持的所有 Android 平台版本的测试。在 GKI 内核版本的生命周期内不会发生功能废弃。
  • GKI 内核为给定 LTS 中的驱动程序提供了稳定版 KMI。
  • GKI 内核不包含 SoC 专用代码或板级代码。

如需查看 GKI 架构的映像，请参阅内核概览。

通用映像

从 Android 12 开始，发布时搭载内核版本 5.10 或更高版本的设备必须附带 GKI 内核。通用内核映像 (GKI) 发布 build 会定期更新，且会随着 LTS 和重大 bug 修复定期更新。由于 KMI 的二进制文件稳定性保持不变，因此您无需更改供应商映像即可安装这些启动映像。GKI 项目的目标如下：

  • 在使用 GKI 内核替换产品内核时，不会引入明显的性能或能效降低问题。
  • 使合作伙伴无需供应商参与即可提供内核安全修复和 bug 修复。
  • 降低设备主要内核版本的升级成本。
  • 通过按照清晰的升级过程更新内核版本，只为每个架构维护一个 GKI 内核二进制文件。