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カーネルの構築

このページでは、Android デバイス用のカスタムカーネルを構築するプロセスについて詳しく説明します。これらの手順では、適切なソースを選択し、カーネルを構築し、その結果を Android オープンソースプロジェクト (AOSP) から構築されたシステムイメージに埋め込むプロセスについて説明します。

Repoを使用して、より新しいカーネルソースを取得できます。ソースチェックアウトのルートからbuild/build.shを実行することにより、それ以上の構成を行わずにそれらをビルドします。

注:カーネルソースチェックアウトのルートにはbuild/build.shが含まれます。 Android ツリーには、ビルド済みのカーネルバイナリのみが含まれています。カーネルツリーには、カーネルソースと、このスクリプトを含むカーネルを構築するためのすべてのツールが含まれています。

ソースとビルドツールのダウンロード

最近のカーネルの場合、 repoを使用してソース、ツールチェーン、およびビルドスクリプトをダウンロードします。一部のカーネル (たとえば、Pixel 3 カーネル) は複数の git リポジトリからのソースを必要としますが、他のカーネル (たとえば、一般的なカーネル) は単一のソースのみを必要とします。 repoアプローチを使用すると、ソースディレクトリが正しく設定されます。

適切なブランチのソースをダウンロードします。

mkdir android-kernel && cd android-kernel

repo init -u https://android.googlesource.com/kernel/manifest -b BRANCH

repo sync

次の表に、この方法で使用できるカーネルのBRANCH名を示します。

デバイス	AOSP ツリーのバイナリパス	レポブランチ
Pixel 7 (パンサー) Pixel 7 Pro（チーター）	device/google/pantah-kernel	android-gs-pantah-5.10-android13-d1
Pixel 6a (アオカケス)	デバイス/グーグル/ブルージェイカーネル	android-gs-bluejay-5.10-android13
Pixel 6 (オリオール) Pixel 6 Pro (カラス)	device/google/raviole-kernel	android-gs-raviole-5.10-android13
Pixel 5a（ゴシキドリ）	device/google/barbet-kernel	android-msm-barbet-4.19-android13
Pixel 5（レッドフィン） Pixel 4a (5G) (ブランブル)	デバイス/グーグル/レッドブル-カーネル	android-msm-redbull-4.19-android13
Pixel 4a（マンボウ）	device/google/マンボウ-カーネル	android-msm-sunfish-4.14-android13
Pixel 4（炎） Pixel 4 XL（コーラル）	device/google/coral-kernel	android-msm-coral-4.14-android13
Pixel 3a (サルゴ) Pixel 3a XL（カツオ）	device/google/bonito-kernel	android-msm-bonito-4.9-android12L
Pixel 3（ブルーライン） Pixel 3 XL（クロスハッチ）	device/google/crosshatch-kernel	android-msm-crosshatch-4.9-android12
Pixel 2（スケトウダラ） Pixel 2 XL（タイメン）	device/google/wahoo-kernel	android-msm-wahoo-4.4-android10-qpr3
ピクセル (バショウカジキ) Pixel XL (マーリン)	device/google/marlin-kernel	アンドロイド-msm-マーリン-3.18-パイ-qpr2
Hikey960	デバイス/linaro/hikey-カーネル	ハイキー-リナロ-アンドロイド-4.14 ハイキー-リナロ-アンドロイド-4.19 common-android12-5.4 common-android13-5.10
ビーグル×15	デバイス/ti/beagle_x15-kernel	omap-beagle-x15-android-4.14 omap-beagle-x15-android-4.19
Android 共通カーネル	なし	一般的なアンドロイド 4.4 一般的なアンドロイド 4.9 一般的なアンドロイド 4.14 一般的なアンドロイド 4.19 common-android-4.19-stable common-android11-5.4 common-android12-5.4 common-android12-5.10 common-android13-5.10 common-android13-5.15 common-android14-5.15 一般的な Android メインライン

注: 1 つの Repo チェックアウト内で異なるブランチ間を切り替えることができます。一般的なカーネルマニフェスト (およびその他のほとんど) では、カーネル git リポジトリが完全に (浅くではなく) クローンされるように定義されているため、それらの間で高速に切り替えることができます。別のブランチへの切り替えは、ブランチの初期化に似ています。 -uパラメータはオプションです。たとえば、既存の Repo チェックアウトからcommon-android-mainlineに切り替えるには、次を実行します。
$ repo init -b common-android-mainline && repo sync .

カーネルの構築

次に、これを使用してカーネルをビルドします。

build/build.sh

注:共通カーネルは汎用のカスタマイズ可能なカーネルであるため、既定の構成を定義しません。一般的なカーネルのビルド構成を指定する方法については、カーネルビルドのカスタマイズに関するページを参照してください。たとえば、aarch64 プラットフォーム用の GKI カーネルをビルドするには、次を実行します。
$ BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.aarch64 build/build.sh

カーネルバイナリ、モジュール、および対応するイメージは、 out/ BRANCH /distディレクトリにあります。

Bazel (Kleaf) で構築

Android 13 では、 build/build.shを置き換えて、 Bazelを使用したビルドカーネルが導入されました。

aarch64 アーキテクチャ用の GKI カーネルをビルドするには、Android 13 以前の Android Common Kernel ブランチをチェックアウトしてから、次のコマンドを実行します。

tools/bazel build //common:kernel_aarch64_dist

ディストリビューションを作成するには、次を実行します。

tools/bazel run //common:kernel_aarch64_dist -- --dist_dir=$DIST_DIR

その後、カーネルバイナリ、モジュール、および対応するイメージが$DIST_DIRディレクトリに配置されます。 --dist_dirが指定されていない場合は、アーティファクトの場所についてコマンドの出力を参照してください。詳細については、 AOSP のドキュメントを参照してください。

仮想デバイスのベンダーモジュールの構築

Android 11 ではGKIが導入されました。これにより、カーネルが Google が管理するカーネルイメージとベンダーが管理するモジュールに分離され、これらは個別にビルドされます。

この例は、カーネルイメージの構成を示しています。

BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.x86_64 build/build.sh

この例は、モジュール構成 (Cuttlefish およびエミュレーター) を示しています。

BUILD_CONFIG=common-modules/virtual-device/build.config.cuttlefish.x86_64 build/build.sh

Android 12 では、Cuttlefish と Goldfish が収束するため、同じカーネルvirtual_deviceを共有します。そのカーネルのモジュールをビルドするには、次のビルド構成を使用します。

BUILD_CONFIG=common-modules/virtual-device/build.config.virtual_device.x86_64 build/build.sh

Android 13 では、 build.shを置き換えて、 Bazel (Kleaf) によるビルドカーネルが導入されました。

virtual_deviceのモジュールをビルドするには、次を実行します。

tools/bazel build //common-modules/virtual-device:virtual_device_x86_64_dist

ディストリビューションを作成するには、次を実行します。

tools/bazel run //common-modules/virtual-device:virtual_device_x86_64_dist -- --dist_dir=$DIST_DIR

Bazel を使用した Android カーネルの構築の詳細については、「. Kleaf - Bazel を使用した Android カーネルの構築。

個々のアーキテクチャの Kleaf サポートの詳細については、デバイスとカーネルの Kleaf サポートを参照してください。

デバイスとカーネルの Kleaf サポート

次の表に、個々のデバイスカーネルに対する Kleaf のサポートを示します。一覧にないデバイスについては、デバイスの製造元にお問い合わせください。

デバイス	レポブランチ	クリーフサポート	`build/build.sh`サポート
Android 共通カーネル db845c 仮想デバイス (x86_64、arm64) 仮想デバイス (i686、アーム) Rockpi4	一般的なアンドロイド 4.4 一般的なアンドロイド 4.9 一般的なアンドロイド 4.14 一般的なアンドロイド 4.19 common-android-4.19-stable common-android11-5.4 common-android12-5.4 common-android12-5.10	❌	✅
Android 共通カーネル	common-android13-5.10 common-android13-5.15	✅	✅（公式） ¹
Android 共通カーネル	common-android14-5.15 一般的な Android メインライン	✅	❌
db845c	common-android13-5.10	❌	✅
db845c	common-android13-5.15	✅	✅（公式） ¹
db845c	common-android14-5.15 一般的な Android メインライン	✅	❌
仮想デバイス (x86_64、arm64)	common-android13-5.10 common-android13-5.15	✅（公式） ¹	⚠️ (未整備) ²
仮想デバイス (x86_64、arm64)	common-android14-5.15 一般的な Android メインライン	✅	❌
仮想デバイス (i686、アーム)	common-android13-5.10 common-android13-5.15	❌	✅
仮想デバイス (i686、アーム)	common-android14-5.15 一般的な Android メインライン	✅	❌
Rockpi4	common-android13-5.10 common-android13-5.15	❌	✅
Rockpi4	common-android14-5.15 一般的な Android メインライン	✅	❌
Hikey960	ハイキー-リナロ-アンドロイド-4.14 ハイキー-リナロ-アンドロイド-4.19 common-android12-5.4 common-android13-5.10	❌	✅
fips140 モジュール	common-android12-5.10 common-android13-5.10 common-android13-5.15	❌	✅
fips140 モジュール	common-android14-5.15 一般的な Android メインライン	✅	❌
¹ 「公式」とは、これがカーネルを構築する公式の方法であることを意味しますが、別の方法でカーネルを構築することもできます。 ² 「保守されていない」とは、この方法でカーネルをビルドする必要があるが、ビルド方法が継続的にテストされていないことを意味します。将来、建設を停止する可能性があります。代わりに「公式」のビルド方法を使用してください。

カーネルの実行

カスタムビルドのカーネルを実行するには、複数の方法があります。以下は、さまざまな開発シナリオに適した既知の方法です。

Android イメージビルドへの組み込み

Image.lz4-dtbを AOSP ツリー内のそれぞれのカーネルバイナリの場所にコピーし、ブートイメージを再構築します。

または、 make bootimage (またはブートイメージを構築するその他のmakeコマンドライン) を使用してTARGET_PREBUILT_KERNEL変数を定義します。この変数は、 device/common/populate-new-device.shで設定されているため、すべてのデバイスでサポートされています。例えば：

export TARGET_PREBUILT_KERNEL=DIST_DIR/Image.lz4-dtb

fastboot によるカーネルのフラッシュとブート

最近のほとんどのデバイスには、ブートイメージの生成と起動のプロセスを効率化するためのブートローダー拡張機能があります。

フラッシュせずにカーネルを起動するには:

adb reboot bootloader
fastboot boot Image.lz4-dtb

この方法を使用すると、カーネルは実際にはフラッシュされず、再起動しても維持されません。

注:カーネル名はデバイスによって異なります。カーネルの正しいファイル名を見つけるには、AOSP ツリーのdevice/ VENDOR / NAME -kernelを参照してください。

カーネルビルドのカスタマイズ

Kleaf ビルドのカーネルビルドをカスタマイズするには、 Kleaf のドキュメントを参照してください。

build/build.shの場合、ビルドプロセスと結果は環境変数の影響を受ける可能性があります。それらのほとんどはオプションであり、各カーネルブランチには適切なデフォルト設定が付属している必要があります。最も頻繁に使用されるものをここにリストします。完全な (そして最新の) リストについては、 build/build.shを参照してください。

環境変数	説明	例
`BUILD_CONFIG`	ビルド環境を初期化する場所から構成ファイルをビルドします。場所は、Repo ルートディレクトリに対して相対的に定義する必要があります。デフォルトは`build.config`です。一般的なカーネルでは必須です。	`BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.aarch64`
`CC`	使用するコンパイラをオーバーライドします。 `build.config`で定義されたデフォルトのコンパイラにフォールバックします。	`CC=clang`
`DIST_DIR`	カーネルディストリビューションのベース出力ディレクトリ。	`DIST_DIR=/path/to/my/dist`
`OUT_DIR`	カーネルビルドのベース出力ディレクトリ。	`OUT_DIR=/path/to/my/out`
`SKIP_DEFCONFIG`	`make defconfig`スキップ	`SKIP_DEFCONFIG=1`
`SKIP_MRPROPER`	`make mrproper`スキップ	`SKIP_MRPROPER=1`

ローカルビルド用のカスタムカーネル構成

カーネル構成オプションを定期的に切り替える必要がある場合 (機能の作業中など)、または開発目的でオプションを設定する必要がある場合は、ビルド構成のローカルの変更またはコピーを維持することで、その柔軟性を実現できます。

変数POST_DEFCONFIG_CMDSを、通常のmake defconfigステップが完了した直後に評価されるステートメントに設定します。 build.configファイルがビルド環境に読み込まれるため、 build.configで定義された関数を定義後のコマンドの一部として呼び出すことができます。

一般的な例は、開発中にクロスハッチカーネルのリンク時間最適化 (LTO) を無効にすることです。 LTO はリリースされたカーネルにとって有益ですが、ビルド時のオーバーヘッドが大きくなる可能性があります。ローカルのbuild.configに追加された次のスニペットは、 build/build.shの使用時に LTO を永続的に無効にします。

POST_DEFCONFIG_CMDS="check_defconfig && update_debug_config"
function update_debug_config() {
    ${KERNEL_DIR}/scripts/config --file ${OUT_DIR}/.config \
         -d LTO \
         -d LTO_CLANG \
         -d CFI \
         -d CFI_PERMISSIVE \
         -d CFI_CLANG
    (cd ${OUT_DIR} && \
     make O=${OUT_DIR} $archsubarch CC=${CC} CROSS_COMPILE=${CROSS_COMPILE} olddefconfig)
}

カーネルバージョンの識別

AOSP ツリーとシステムイメージの 2 つのソースから、ビルドする正しいバージョンを特定できます。

AOSP ツリーのカーネルバージョン

AOSP ツリーには、ビルド済みのカーネルバージョンが含まれています。 git ログは、コミットメッセージの一部として正しいバージョンを明らかにします。

cd $AOSP/device/VENDOR/NAME
git log --max-count=1

カーネルバージョンが git ログにリストされていない場合は、以下で説明するように、システムイメージから取得します。

システムイメージからのカーネルバージョン

システムイメージで使用されているカーネルバージョンを確認するには、カーネルファイルに対して次のコマンドを実行します。

file kernel

Image.lz4-dtbファイルの場合、次を実行します。

grep -a 'Linux version' Image.lz4-dtb

ブートイメージの構築

カーネルビルド環境を使用してブートイメージをビルドすることができます。これを行うには、GKI ブートイメージをダウンロードして解凍することで取得できる ramdisk バイナリが必要です。関連する Android リリースの GKI ブートイメージはすべて機能します。

tools/mkbootimg/unpack_bootimg.py --boot_img=boot-5.4-gz.img
mv $KERNEL_ROOT/out/ramdisk gki-ramdisk.lz4

ターゲットフォルダーは、カーネルツリーの最上位ディレクトリ (現在の作業ディレクトリ) です。

AOSP マスターを使用して開発している場合は、代わりにci.android.comの aosp_arm64 ビルドからramdisk-recovery.imgビルドアーティファクトをダウンロードし、それを ramdisk バイナリとして使用できます。

RAM ディスクバイナリがあり、それをカーネルビルドのルートディレクトリにあるgki-ramdisk.lz4にコピーしたら、次のコマンドを実行してブートイメージを生成できます。

BUILD_BOOT_IMG=1 SKIP_VENDOR_BOOT=1 KERNEL_BINARY=Image GKI_RAMDISK_PREBUILT_BINARY=gki-ramdisk.lz4 BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.aarch64 build/build.sh

x86 ベースのアーキテクチャを使用している場合は、 ImageをbzImageに、 aarch64をx86_64に置き換えます。

BUILD_BOOT_IMG=1 SKIP_VENDOR_BOOT=1 KERNEL_BINARY=bzImage GKI_RAMDISK_PREBUILT_BINARY=gki-ramdisk.lz4 BUILD_CONFIG=common/build.config.gki.x86_64 build/build.sh

そのファイルはアーティファクトディレクトリ$KERNEL_ROOT/out/$KERNEL_VERSION/distにあります。

ブートイメージはout/<kernel branch>/dist/boot.imgにあります。

カーネルの構築

ソースとビルド ツールのダウンロード

カーネルの構築

Bazel (Kleaf) で構築

仮想デバイスのベンダー モジュールの構築

デバイスとカーネルの Kleaf サポート

カーネルの実行

Android イメージ ビルドへの組み込み

fastboot によるカーネルのフラッシュとブート

カーネル ビルドのカスタマイズ

ローカル ビルド用のカスタム カーネル構成

カーネル バージョンの識別

AOSP ツリーのカーネル バージョン

システム イメージからのカーネル バージョン

ブート イメージの構築

ソースとビルドツールのダウンロード

仮想デバイスのベンダーモジュールの構築

Android イメージビルドへの組み込み

カーネルビルドのカスタマイズ

ローカルビルド用のカスタムカーネル構成

カーネルバージョンの識別

AOSP ツリーのカーネルバージョン

システムイメージからのカーネルバージョン

ブートイメージの構築