Общие ядра Android

Общие ядра AOSP (также известные как общие ядра Android или ACK ) являются нижестоящими ядрами kernel.org и включают в себя патчи, представляющие интерес для сообщества Android, которые не были объединены в основные или долгосрочно поддерживаемые (LTS) ядра. Эти патчи могут включать:

• Бэкпорты и выборочные выборки из исходного функционала, необходимые для функций Android
• Функции, готовые для устройств Android, но все еще находящиеся в стадии разработки
• Функции поставщика/OEM, полезные для других партнеров по экосистеме

android-mainline — основная ветка разработки функций Android. Linux mainline объединяется с android-mainline всякий раз, когда Линус Торвальдс публикует релиз или релиз-кандидат. До 2019 года общие ядра Android создавались путем клонирования недавно объявленного ядра LTS и добавления патчей, специфичных для Android. Этот процесс изменился в 2019 году, чтобы ответвить новое общее ядро ​​Android от android-mainline . Эта новая модель позволяет избежать значительных усилий по пересылке портов и тестированию патчей Android, достигая того же результата постепенно. android-mainline проходит значительное непрерывное тестирование, эта модель гарантирует высокое качество ядра с момента его публикации.

Когда новая LTS объявляется вышестоящей, соответствующее общее ядро ​​ответвляется от android-mainline . Это позволяет партнерам начать проект до объявления версии LTS, выполнив слияние с android-mainline . После создания новой общей ветви ядра партнеры могут легко изменить источник слияния на новую ветвь.

Другие общие ветви ядра получают регулярные слияния из соответствующего ядра LTS . Эти слияния обычно выполняются сразу после публикации релиза LTS. Например, когда был опубликован Linux 6.1.75, он был объединен с общим ядром 6.1 ( android14-6.1 ). Партнерам настоятельно рекомендуется обновлять свои ядра, чтобы оставаться в курсе исправлений ошибок LTS и Android.

Ветка ядра ACK KMI

Ядра GKI имеют стабильный интерфейс модуля ядра. KMI однозначно идентифицируется версией ядра и выпуском платформы Android, поэтому ветви называются ANDROID_RELEASE - KERNEL_VERSION . Например, ядро ​​6.1 GKI для Android 14 называется android14-6.1 . Для Android 15 было представлено ядро ​​GKI android15-6.6 .

Функции и запуск ядер

До Android 15 для запуска устройства можно было использовать любое из трех последних ядер. Начиная с Android 15 для запуска устройства можно использовать две последние версии ядра. Ядра запуска для Android 15 — android15-6.6 и android14-6.1 .

Поскольку обновления ядра не требуются при обновлении выпуска платформы, ядра, в которых отсутствуют последние функции для выпуска платформы, по-прежнему можно использовать для запуска устройств. Поэтому ядра, разработанные для Android 14, например android14-6.1 , можно использовать на устройствах даже после обновления выпуска платформы до Android 15.

Общая иерархия ядра

Ветка от android-mainline

Верхний уровень иерархии общего ядра показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Создание общих ядер из ядра android-mainline

Обратите внимание, что новое общее ядро ​​Android android14-6.1 было ответвлено от android-mainline в 2022 году. В 2023 году, когда была объявлена ​​следующая LTS, от android-mainline было ответвлено android15-6.6 .

Как показано на рисунке 1, каждая версия ядра может быть основой для двух ядер GKI. Например, два ядра v5.15 — это android13-5.15 и android14-5.15 , оба из которых являются ядрами функций для соответствующих выпусков платформы. Это также имело место для 5.10; android12-5.10 был создан, когда была объявлена ​​LTS, а android13-5.10 ответвился от android12-5.10 на этапе завершения функций ядра весной 2021 года, чтобы разрешить разработку функций для Android 13. Начиная с Android 15 (2024), существует только одно новое ядро ​​GKI на версию ядра (ядра android15-6.1 нет).

Жизненный цикл ветви ACK KMI

Жизненный цикл ветви ACK KMI показан ниже на рисунке 2.

Рисунок 2. 6.6 Жизненный цикл ветви ACK KMI

Для пояснения процесса разработки и жизненного цикла ветвей на рисунке 2 показаны ветви ACK KMI для версии 6.6.

Каждая ветвь ACK KMI циклически проходит через три фазы, обозначенные на рисунке 2 разными цветами в каждой ветви. Как показано, LTS регулярно объединяется независимо от фазы.

Фаза разработки

После создания ветвь ACK KMI переходит в фазу разработки (обозначенную как dev на рисунке 2) и открыта для внесения изменений в следующий выпуск платформы Android. На рисунке 2 android15-6.6 был создан, когда 6.6 был объявлен новым ядром LTS upstream.

Стабилизация фазы

Когда ветвь ACK KMI объявляется завершенной функцией, она переходит в фазу стабилизации (помеченную как стабильная на рисунке 2). Функции партнеров и исправления ошибок по-прежнему принимаются, но отслеживание KMI включено для обнаружения любых изменений, которые влияют на интерфейс. На этом этапе принимаются изменения, нарушающие работу KMI, и определение KMI обновляется с предопределенной периодичностью (обычно каждые две недели). Подробную информацию о мониторинге KMI см. в обзоре GKI .

KMI замороженная фаза

Перед тем, как новый релиз платформы будет отправлен в AOSP, ветка ACK KMI замораживается и остается замороженной в течение всего срока службы ветки. Это означает, что никакие изменения, нарушающие KMI, не принимаются, если только не выявлена ​​серьезная проблема безопасности, которую нельзя устранить, не затронув стабильную KMI. Чтобы избежать поломок KMI, некоторые исправления, объединенные с LTS, могут быть изменены или удалены, если исправление не требуется для устройств Android.

Когда ветвь ACK KMI заморожена, исправления ошибок и партнерские функции могут быть приняты, пока существующее общее ядро ​​KMI не сломано. KMI может быть расширен новыми экспортированными символами, пока интерфейсы, составляющие текущий KMI, не затронуты. Когда новые интерфейсы добавляются в KMI, они немедленно становятся стабильными и не могут быть сломаны будущими изменениями.

Например, изменение, добавляющее поле в структуру, используемую общим ядром интерфейса KMI, не допускается, поскольку оно изменяет определение интерфейса:

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);

Однако добавление новой функции допустимо:

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

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

На протяжении всего срока службы ядра GKI поддерживается обратная совместимость с пользовательским пространством, чтобы ядро ​​можно было безопасно использовать для версии платформы Android, с которой было запущено устройство. Постоянное тестирование с предыдущими версиями гарантирует сохранение совместимости. Так, на рисунке 2 ядро android15-6.6 можно использовать для устройств Android 15 и более поздних устройств. Поскольку версия платформы Android также совместима с предыдущими версиями, ядро android14-6.1 можно использовать для устройств Android 15 как для запуска, так и для обновления.

Номер поколения KMI

Если во время фазы стабилизации происходит слияние LTS или проблема безопасности или другое событие после этого, требующее принятия патча, изменяющего KMI, номер поколения KMI , записанный в build.config.common , увеличивается. Текущее поколение KMI можно найти с помощью команды uname :

$ uname -r
6.6.30-android15-6-g86d10b30f51f

Число после выпуска платформы — это поколение KMI (в данном случае 6 ).

Если поколение KMI меняется, ядро ​​несовместимо с модулями поставщика, соответствующими предыдущему поколению KMI, поэтому модули должны быть перестроены и обновлены синхронно с ядром. После заморозки KMI ожидается, что изменения поколения KMI будут происходить очень редко.

Совместимость между ядрами

Требования к совместимости между ядрами одного семейства LTS меняются, начиная с новых ядер GKI.

Ядра GKI

Ядра GKI поддерживают обратную совместимость со всеми выпусками платформы Android, которые поддерживали эту версию ядра. Кроме того, выпуски платформы Android обратно совместимы с ядрами GKI из предыдущих выпусков. Поэтому вы можете безопасно использовать ядро android14-6.1 , разработанное для Android 14 (2023), на устройствах под управлением Android 15 (2024). Совместимость проверяется посредством непрерывного тестирования VTS и CTS ядер GKI со всеми поддерживаемыми выпусками.

KMI стабилен, поэтому ядро ​​можно обновлять без необходимости пересборки модулей ядра в образе поставщика.

Совместимость KMI не поддерживается между различными ядрами GKI. Так, например, ядро android14-6.1 не может быть заменено ядром android15-6.6 без пересборки всех модулей.

Ядра GKI поддерживаются только для их начальных и последующих выпусков. Они не поддерживаются для более старых выпусков. Поэтому ядро android15-6.6 не поддерживается для устройств под управлением Android 14 (2023).

Матрица совместимости

В этой таблице показаны версии ядра, поддерживаемые и протестированные с каждой версией платформы Android.

Сроки поддержки и исправления безопасности

ACK получают LTS-слияния от апстрима и исправления ошибок для кода, специфичного для Android. Эти исправления включают все исправления безопасности ядра, упомянутые в ежемесячных бюллетенях по безопасности Android , которые имеют отношение к ACK.

ACK могут поддерживаться дольше, чем соответствующее стабильное ядро ​​upstream на kernel.org . В этом случае Google предоставляет расширенную поддержку до даты окончания срока службы (EOL), указанной в этом разделе. Когда ядра EOL, они больше не поддерживаются Google, и устройства, на которых они работают, считаются уязвимыми.

Начиная с ядра 6.6 срок поддержки стабильных ядер составляет 4 года.

В этой таблице показаны сроки действия поддерживаемых ACK:

Тестирование общего ядра

Общие ядра тестируются с помощью нескольких систем непрерывной интеграции в дополнение к последующему тестированию поставщиками.

Функциональный тест ядра Linux

Тесты Linux Kernel Functional Test (LKFT) инициируют различные тестовые наборы, включая kselftest, LTP, VTS и CTS на наборе физических устройств arm32 и arm64. Последние результаты тестов можно найти здесь .

Тестирование KernelCI

Тесты сборки и загрузки KernelCI запускаются всякий раз, когда новый патч фиксируется в общей ветке ядра. Несколько сотен конфигураций сборки тестируются и загружаются на различных платах. Последние результаты для ядер Android можно найти здесь .

Тестирование Android до и после отправки

Тесты Presubmit используются для предотвращения появления сбоев в общих ядрах Android. Сводку результатов теста можно найти на вкладке «Проверки» изменения кода в общем ядре Android gerrit.

Тестирование Android postsubmit выполняется для новых опубликованных сборок в общих ветвях ядра Android, когда новые патчи фиксируются в общей ветви ядра Android на ci.android.com . Введя aosp_kernel в качестве частичного имени ветви на ci.android.com , вы увидите список веток ядра с доступными результатами. Например, результаты для android-mainline можно найти здесь . При нажатии на конкретную сборку вы найдете статус теста на вкладке Test Results .

Тесты, определенные test-mapping с тестовой группой kernel-presubmit в исходном дереве платформы Android, будут запущены как presubmit для ветвей ядра Android. Например, следующая конфигурация в test/vts/tests/kernel_proc_file_api_test/TEST_MAPPING включит vts_kernel_proc_file_api_test как presbumit тест при проверке общего кода ядра Android.

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

Тестирование 0-го дня

Тестирование 0-day выполняет пошаговое тестирование всех общих веток ядра Android при коммите новых патчей. Проводятся различные загрузочные, функциональные и производительные тесты. Присоединяйтесь к публичной группе cros-kernel-buildreports

Тестовая матрица

Внести вклад в общие ядра Android

Как правило, разработка функций должна осуществляться на основном Linux, а не на общих ядрах Android. Разработка upstream настоятельно рекомендуется, и после того, как разработка будет принята там, ее можно будет легко перенести в конкретную ветку ACK по мере необходимости. Команда Android Kernel Team с радостью поддержит усилия upstreaming на благо экосистемы Android.

Отправляйте исправления Gerrit и соблюдайте эти правила внесения вклада .