Android的linux内核解耦

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1、boot内容

查看Boot Image Headerversion 2版本包含内容最多包括了内核、设备树、根目录、recovery设备树cmdline。boot拆包与内容解析参考1、Android bootimg kernelboot.img

2、linux的ramdisk解耦

2.1、ramdisk加载情况

2.1.1、android 13没有recovery分区

vendor_boot的ramdiskinit_boot 的ramdiskboot镜像的GKIsystem的tmpfs共同加载到RAM。根据命令参数选择正常Boot Android还是Boot recovery。

2.1.2、 android 13 AB系统有recovery分区情况

Boot Android还是加载vendor_boot的ramdiskinit_boot 的ramdiskboot镜像的GKIsystem的tmpfs

Boot recovery加载vendor_boot的ramdiskinit_boot 的ramdiskboot镜像的GKIsystem的tmpfs以及recovery ramdisk。

2.1.3、android 13 non-AB系统有recovery情况

Boot Android还是加载vendor_boot的ramdiskinit_boot 的ramdiskboot镜像的GKIsystem的tmpfs

Boot recovery加载recovery的GKI和ramdiskboot镜像的GKI与tmpfs

2.2、 ramdisk加载解析

上面三张图来自android开发者社区显然大家很难看懂我们抓下面三个关键来看图

1、init分了两个阶段每个阶段使用不同的资源文件Android和recovery模式均是两个阶段。

2、启动必然要kernel这个kernel在哪个分区

3、进入recovery的核心二进制文件/system/bin/recovery以及它的资源文件在哪个分区

相关内容所在分区整理表格如下

		android 13 无recovery分区	android13 AB 有recovery分区	android 13 non-AB 有recovery分区
android模式	1nd init	init_boot分区	init_boot	init_boot
	1nd resource	vendor_boot&init_boot	init_boot	init_boot
	2nd init	system	system	system
	2nd resource	system	system	system
	kernel	boot kernel	boot kernel	boot kernel
recovery模式	1nd init	init_boot分区	recovery ramdisk	recovery ramdisk
	2nd init	init_boot	recovery ramdisk	recovery ramdisk
	kernel	boot kernel	boot kernel	recovery kernel
	recovery二进制执行文件	vendor_boot	recovery ramdisk	recovery ramdisk
	recovery resource	vendor_boot	recovery ramdisk	recovery ramdisk

2.3、ramdisk加载总结

根据上表分析

1、android模式加载流程基本相同init第二阶段均需要是用system里面的ramdisk

2、recovery模式有recovery分区则1nd init、2nd init、recovery执行文件与资源文件从recovery加载、否则1nd init、2nd init从init_boot加载recovery执行文件与资源文件从vendor_boot加载

3、没有recovery分区情况和AB系统情况一直使用同一内核boot GKInon-AB系统有recovery分区情况在recovery模式下使用recovery的GKI。

3、linux的Kernel解耦

上图就是android的kernel解耦情况。目前虚线还未实现。

generic Kernel是Linus Torvalds维护的linux宏内核、GKI Modules是android定制模块合称GKIGKI对外接口是KMIVendor Modules是动态加载模块通过KMI与GKI通信。

但是目前动态加载模块加载与执行效率并不理想andorid还在优化。

这章关键在理解linux的分支管理与动态加载模块以及KMI接口。内容多引用官网。

3.1 GKI

android底层是linux这个linux除Linus Torvalds维护的宏内核外还有下面三方的修改:

1、android system针对linux的定制性修改例如低内存终止守护进程一个内存管理系统可更主动地保留内存、唤醒锁定一种 PowerManager 系统服务、Binder IPC 驱动程序、启动验证用的设备映射dm-mapper、OTA升级用的设备映射快照dm-snapshot、文件系统加密用的fscrypt等等

2、芯片厂商vendor添加的内核方案包括电源管理/DVFS、系统基础支持、PCIe和USB等高速外围设备等等

3、ODM/OEM也有自己内核的方案例如各家的驱动、外设方案。

现在google要脱离芯片厂商与ODM/OEM影响对linux进行解耦。

3.2 KMI

3.3 GKI Modules与Vendor Modules

其实都是linux动态加载模块不知道的自己查询关键点在KMI的规范与稳定。

system的GKI模块放置到system_dlkm里面开机挂载分区安装system_dlkm编译参考https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/partitions/gki-partitions

将新功能配置为 GKI 模块

对于新功能编辑gki_defconfig并将所需内核功能的配置项从n设置为m ( =m )。在arch/arm64/configs/gki_defconfig和arch/x86/configs/gki_defconfig中设置此设置。
将为该功能生成的 KO ( .ko ) 文件添加到common/modules.bzl的COMMON_GKI_MODULES_LIST部分。按排序顺序添加文件。如果您不确定生成的所有文件构建将失败并列出要添加到列表中的所有必需的 KO 文件。
将步骤 2 中的同一组 KO 文件添加到common/android/gki_protected_modules以将模块指定为受保护的 GKI 模块在运行时按升序排序以进行二进制搜索。指定为受保护 GKI 模块的模块仍必须经过 Google 批准才能成为官方受保护模块。
将步骤 2 中的同一组 KO 文件添加到common/android/gki_system_dlkm_modules 以在运行时按升序排序以进行二进制搜索以确保将文件复制到内核的out/<androidX-YZ>/dist/system_dlkm.img和out/ androidX-YZ /dist/system_dlkm_staging_archive.tar.gz 。 system_dlkm_staging_archive.tar.gz存档中的模块可用作输入以在平台构建中生成system_dlkm.img 。
提交您的更改以供审核。 GKI 模块是 Android 独有的内核功能因此不需要向上游提交模块转换补丁。但是您必须遵循其他准则来提交 Android 通用内核 (ACK) 补丁。

vendor添加动态加载模块官网地址

https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/partitions/vendor-odm-dlkm-partition

添加vendor动态加载模块规则

https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/kernel/vendor-module-guidelines