GKI是什么？ Google為什么要推行GKI？

GKI全稱General Kernel Image。GKI在framework和kernel之間提供了標(biāo)準(zhǔn)接口，使得android OS能夠輕松適配/維護(hù)/兼容不同的設(shè)備和linux kernel。

Google引入GKI的目的是將Framework和Kernel進(jìn)一步的解耦。因?yàn)?，android一直高度依賴linux kernel， linux kernel一更新，android系統(tǒng)就要跟著適配更新。google發(fā)步的安全patch，也會(huì)因?yàn)閗ernel的版本而掣肘。

通用內(nèi)核映像 (GKI) 項(xiàng)目通過(guò)統(tǒng)一核心內(nèi)核并將 SoC 和板級(jí)支持從核心內(nèi)核移至可加載模塊中，解決了內(nèi)核碎片化問(wèn)題。GKI 內(nèi)核為內(nèi)核模塊提供了穩(wěn)定的內(nèi)核模塊接口 (KMI)，因此模塊和內(nèi)核可以獨(dú)立進(jìn)行更新。

內(nèi)核碎片化帶來(lái)的問(wèn)題：（市面上的內(nèi)核版本太多，嚴(yán)重阻礙了Android的迭代更新），具體描述如下：

1. 安全更新需要耗費(fèi)大量人力
Android 安全公告 (ASB) 中引用的安全補(bǔ)丁程序必須向后移植（舊的android 系統(tǒng)）到每個(gè)設(shè)備內(nèi)核中。但是，由于存在內(nèi)核碎片化問(wèn)題，向正常使用的 Android 設(shè)備傳播安全修復(fù)的代價(jià)非常之高。

2. 很難合并長(zhǎng)期支持的更新
長(zhǎng)期支持 (LTS) 版本包含安全修復(fù)和其他重大問(wèn)題修復(fù)。事實(shí)證明，使用最新的 LTS 版本是提供安全修復(fù)的最有效方式。我們發(fā)現(xiàn)，ASB 報(bào)告的內(nèi)核安全問(wèn)題中有 90% 都已在保持最新狀態(tài)的 Pixel 設(shè)備上得到修復(fù)。（簡(jiǎn)單一句話，打補(bǔ)丁不如升級(jí)OS）

不過(guò)，由于設(shè)備內(nèi)核中所有的自定義修改，很難僅將 LTS 修復(fù)合并到設(shè)備內(nèi)核中。

3. 妨礙 Android 平臺(tái)進(jìn)行版本升級(jí)
由于碎片化問(wèn)題，很難向正常使用的設(shè)備添加需要更改內(nèi)核的 Android 新功能。Android 框架代碼必須假設(shè)支持的內(nèi)核版本多達(dá) 5 個(gè)，并且沒(méi)有針對(duì)新的平臺(tái)版本進(jìn)行任何內(nèi)核更改（Android 10 支持內(nèi)核版本 3.18、4.4、4.9、4.14 和 4.19；在某些情況下，這些版本自 2017 年 Android 8 發(fā)布以來(lái)還未添加新功能）。

4. 很難將內(nèi)核更改貢獻(xiàn)回上游 Linux
對(duì)內(nèi)核進(jìn)行完所有更改后，大多數(shù)旗艦設(shè)備附帶的內(nèi)核版本已經(jīng)至少存在 18 個(gè)月了。例如，kernel.org 于 2017 年 11 月發(fā)布了 4.14 版內(nèi)核，而首批使用 4.14 版內(nèi)核的 Android 手機(jī)于 2019 年春季才發(fā)布（新特性上推linux main branch就太晚了）。

上游內(nèi)核發(fā)布與產(chǎn)品發(fā)布之間的這種長(zhǎng)時(shí)間延遲導(dǎo)致 Android 社區(qū)很難將所需的功能和驅(qū)動(dòng)程序饋送到上游內(nèi)核中，因此解決碎片化問(wèn)題并非易事。

于是就有了GKI項(xiàng)目！?。。?！大家還記得從Android8引入的Trible 機(jī)制嗎？也是Android將framwork和linux kernel解耦的一個(gè)項(xiàng)目。

總而言之，無(wú)論是Android還是Apple OS 都是希望能夠?qū)⒆约旱淖钚翺S推送到盡可能多的設(shè)備上，從而搶占市場(chǎng)分額！

核心特性和目標(biāo)如下：

1. 基于 ACK 來(lái)源構(gòu)建而成。(ACK , Android/Aosp common kernel,Android最上游代碼）
2. 是每個(gè)架構(gòu)和每個(gè) LTS 版本的單內(nèi)核二進(jìn)制文件以及關(guān)聯(lián)的可加載模塊（目前只有適用于 android11-5.4 和 android12-5.4 的 arm64）。
3.已經(jīng)過(guò)關(guān)聯(lián) ACK 支持的所有 Android 平臺(tái)版本的測(cè)試。在 GKI 內(nèi)核版本的生命周期內(nèi)不會(huì)發(fā)生功能棄用。
4. 為給定 LTS 中的驅(qū)動(dòng)程序提供了穩(wěn)定版 KMI。
5. 不包含 SoC 專用代碼或板卡專用代碼。（這個(gè)很好理解，不包含e.g specifc Qualcomm and Board code)。

Key features and goals of Android GKI include:

Stability（穩(wěn)定性）: The GKI aims to maintain a stable ABI（Application Binary Interface//應(yīng)用程序二進(jìn)制接口）, ensuring that the Android framework can work with different kernel versions without requiring modifications.

Compatibility（兼容性）: GKI enables Android to run on a wide range of devices with different kernel configurations, reducing fragmentation and enabling faster updates.

Portability（可移植性）: By abstracting Android from the underlying kernel, GKI simplifies the process of porting Android to new devices and adapting it to different kernel versions.

Security（安全性）: GKI facilitates the timely delivery of security patches（通常是Google的安全性補(bǔ)?。?and updates by decoupling the Android framework from the kernel, allowing for more efficient patching processes.

GKI可以更改嗎？

通常在開發(fā)中我們不修改，而且其GKI鏡像中的內(nèi)容配置文件，我們也不可以修改，例如：

../kernel_platform/msm-kernel/arch/arm64/configs/gki_defconfig

但是Android的官網(wǎng)也提供了修改的方法，如下說(shuō)明，分別有三個(gè)方面（再次提醒，通常作為ODM是不改的，（Android(ACK)?/ Qualcomm(供應(yīng)商內(nèi)核）?/ ODM（設(shè)備內(nèi)核））；

1.?將新功能配置為 GKI 模塊。?

2.?將內(nèi)置內(nèi)核功能配置為 GKI 模塊。

3.?將受保護(hù)的 GKI 模塊轉(zhuǎn)換為不受保護(hù)的模塊。?

以上三個(gè)類型的修改，后面需要的時(shí)候可以進(jìn)一步細(xì)看。有一個(gè)提醒就是，無(wú)論哪個(gè)修改，都必需需要提交更改以供審核。GKI 模塊是 Android 專用內(nèi)核功能，因此無(wú)需在上游提交模塊轉(zhuǎn)換補(bǔ)丁。不過(guò)，您必須按照其他準(zhǔn)則提交?Android 通用內(nèi)核 (ACK) 補(bǔ)丁。

什么是ACK，簡(jiǎn)稱AOSP Common Kernel，應(yīng)該是和LKML幾乎一樣的分支內(nèi)容。官網(wǎng)的解釋是

AOSP 通用內(nèi)核（也稱為 Android 通用內(nèi)核或ACK?https://android.googlesource.com/kernel/common/?）是kernel.org內(nèi)核的下游，包含 Android 社??區(qū)感興趣的尚未合并到主線或長(zhǎng)期支持 (LTS) 內(nèi)核中的補(bǔ)丁。

官網(wǎng)對(duì)android-mainlin做簡(jiǎn)單介紹：

android-mainline是 Android 功能的主要開發(fā)分支。每當(dāng) Linus Torvalds 發(fā)布版本或候選版本時(shí)，Linux 主線就會(huì)合并到android-mainline中。 2019 年之前，Android 通用內(nèi)核是通過(guò)克隆最近聲明的 LTS（Long Time Support) 內(nèi)核并添加 Android 特定補(bǔ)丁來(lái)構(gòu)建的。這個(gè)過(guò)程在 2019 年發(fā)生了變化，從android-mainline分支出新的 Android 通用內(nèi)核。這種新模型通過(guò)逐步實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果，避免了轉(zhuǎn)發(fā)端口和測(cè)試 Android 補(bǔ)丁的大量工作。?android-mainline經(jīng)過(guò)重要的持續(xù)測(cè)試，該模型從發(fā)布之日起就確保了高質(zhì)量的內(nèi)核。

當(dāng)上游聲明一個(gè)新的 LTS 時(shí)，相應(yīng)的公共內(nèi)核將從android-mainline分支出來(lái)。這允許合作伙伴在聲明 LTS 版本之前通過(guò)從android-mainline合并來(lái)開始項(xiàng)目。創(chuàng)建新的通用內(nèi)核分支后，合作伙伴可以無(wú)縫地將合并源更改為新分支。

其他常見的內(nèi)核分支從其關(guān)聯(lián)的LTS 內(nèi)核接收定期合并。這些合并通常在 LTS 版本發(fā)布后立即完成。例如，當(dāng) Linux 4.19.64 發(fā)布時(shí)，它被合并到 4.19 通用內(nèi)核中（例如android-4.19-q?）。強(qiáng)烈鼓勵(lì)合作伙伴(Qualcomm ? MTK?) 定期將通用內(nèi)核(GKI)合并到其產(chǎn)品內(nèi)核中，以及時(shí)了解 LTS 和 Android 特定錯(cuò)誤修復(fù)的最新情況（Qualcomm 會(huì)不定期的去合并Android的通用內(nèi)核補(bǔ)丁）。

所以，想給ACK 提交補(bǔ)丁一定是要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格省查的。所以，作為ODM開發(fā)中，通常不會(huì)這么做。對(duì)處理器/個(gè)別電子器件精通的內(nèi)核維護(hù)者通常能夠給linux內(nèi)核提交patch，那也絕對(duì)是行業(yè)大牛；通常ODM開發(fā)內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)，我們通常需要定義在自己的config文件中，并且是一=m的形式進(jìn)行編譯。開機(jī)過(guò)程中，需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載的。這個(gè)是目前GKI2.0的基本要求。

官網(wǎng)對(duì)GKI KMI內(nèi)核分支介紹

GKI 內(nèi)核具有穩(wěn)定的內(nèi)核模塊接口。 KMI (內(nèi)核模塊接口）由內(nèi)核版本和 Android 平臺(tái)版本唯一標(biāo)識(shí)，因此分支被命名為<androidRelease>-<kernel version>?。例如，Android 11 的 5.4 GKI 內(nèi)核名為android11-5.4.對(duì)于 Android 12，還有兩個(gè)額外的 GKI 內(nèi)核：?android12-5.4和android12-5.10?。kernel_platform/msm-kernel/Makefile. 我的高通平臺(tái)是從Android 12 launch的。

也就是說(shuō)，Android發(fā)布時(shí)候會(huì)綁定對(duì)應(yīng)的linux kernel版本，目的是提供一個(gè)固定KMI。后續(xù)開發(fā)者可以根據(jù)KMI中的接口，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的內(nèi)核開發(fā)。

從 Android 12 開始，功能內(nèi)核將少于啟動(dòng)內(nèi)核，以限制功能內(nèi)核的數(shù)量必須支持的穩(wěn)定 KMI。

簡(jiǎn)單看下KMI的時(shí)間線：

每個(gè) ACK?? KMI 分支都會(huì)循環(huán)經(jīng)歷三個(gè)階段: 例如android12-5.10

開發(fā)階段：

創(chuàng)建后，ACK KMI （我理解這是一個(gè)kernel分支，GKI則是對(duì)應(yīng)的內(nèi)核鏡像）分支進(jìn)入開發(fā)階段（圖 2 中的dev?），并開放為下一個(gè) Android 平臺(tái)版本提供功能貢獻(xiàn)。當(dāng) 5.10 被聲明為新的上游 LTS 內(nèi)核時(shí)，創(chuàng)建了android12-5.10?。內(nèi)核版本的第二個(gè) ACK?? KMI 分支可能會(huì)提前創(chuàng)建，以允許后續(xù)版本的開發(fā)。android13-5.10是在android12-5.10過(guò)渡出開發(fā)階段時(shí)創(chuàng)建的。

穩(wěn)定階段：

當(dāng) ACK KMI 分支聲明功能完成時(shí)，它會(huì)進(jìn)入穩(wěn)定階段，在圖 2 中標(biāo)記為穩(wěn)定階段。合作伙伴功能和錯(cuò)誤修復(fù)仍然被接受(合作伙伴：e.g Qualcomm)，但啟用了 KMI 跟蹤以檢測(cè)影響接口的任何更改。在此階段，會(huì)接受破壞 KMI 的更改，但必須根據(jù)需要更新 KMI 定義。有關(guān) KMI 監(jiān)控的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱GKI 概述。

冷凍階段：

在將新平臺(tái)版本推送到 AOSP 之前，ACK KMI 分支會(huì)被凍結(jié)，并在分支的生命周期內(nèi)保持凍結(jié)狀態(tài)。這意味著，除非發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的安全問(wèn)題，且無(wú)法在不影響穩(wěn)定 KMI 的情況下緩解，否則不會(huì)接受任何破壞 KMI 的更改。為了避免 KMI 損壞，如果 Android 設(shè)備不需要修復(fù)，則可能會(huì)修改或刪除從 LTS 合并的一些補(bǔ)丁。

GKI1.0的情況，這里就不多解釋，有個(gè)核心的要求是：GKI 1.0 不要求供應(yīng)商模塊可卸載，可以=y。

我們看看GKI2.0的情況下，

GKI 2.0 - GKI 產(chǎn)品
搭載 Android S (2021) 平臺(tái)版本且使用內(nèi)核版本 v5.x（5.x 是 2020 年年底被選為 LTS 的內(nèi)核版本）或更高版本的設(shè)備必須附帶 GKI 內(nèi)核(將提供已簽名的啟動(dòng)映像，并通過(guò) LTS 和重大問(wèn)題修復(fù)定期對(duì)其進(jìn)行更新。由于 KMI 將保持二進(jìn)制穩(wěn)定性，因此無(wú)需對(duì)供應(yīng)商映像進(jìn)行任何更改，即可安裝這些啟動(dòng)映像。

GKI 2.0 的目標(biāo)
1. 不為 GKI 引入明顯的性能或能效降低問(wèn)題。
2. 使 OEM 無(wú)需供應(yīng)商參與即可提供內(nèi)核安全修復(fù)和問(wèn)題修復(fù) (LTS)。（是說(shuō)OEM直接從Google 獲取補(bǔ)丁？而不用從e.g Qualcomm獲?。?/strong>）
3. 降低更新設(shè)備主要內(nèi)核版本（例如，將 v5.x 更新為 v5.y）所需的費(fèi)用。（通常我們的升級(jí)直接從Qualcomm拉代碼）
4. 通過(guò)按照清晰的升級(jí)過(guò)程更新內(nèi)核版本，只為每個(gè)架構(gòu)（例如Qualcomm6490 Armv7 架構(gòu)）維護(hù)一個(gè) GKI 內(nèi)核二進(jìn)制文件。

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  Changed leaf types summary: 1 leaf type changed
  Removed/Changed/Added functions summary: 0 Removed, 0 Changed, 0 Added function
  Removed/Changed/Added variables summary: 0 Removed, 0 Changed, 0 Added variable

  'struct mm_struct at mm_types.h:372:1' changed:
    type size changed from 6848 to 6912 (in bits)
    there are data member changes:
  [...]

obj-$(CONFIG_TOUCHSCREEN_ATMEL_MAXTOUCH_TS)	+= xxx.o