GKI：修订间差异

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=== '''<big>前言</big>''' ===
=== 介绍 ===
随着Android系统的发展，碎片化问题对Android社区的生产影响越来越严重。
'''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：


此前Android通过Project Treble等项目，将供应商驱动和系统解耦、将系统组件进行拆分，衍生出了system、system_ext、product、odm、vendor等分区，而gki内核项目就是Android在内核方面的解耦，使得内核的碎片化减少。
* 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（目前只有适用于 <code>android11-5.4</code> 和 <code>android12-5.4</code> 的 arm64）。
* 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。


* 碎片化的危害：
GKI 是一项复杂的更改，将从 Android 11 平台版本中的 v5.4 内核开始，分几个阶段逐步推出。  目前存在两个 GKI 阶段：
* 安全更新需要耗费大量人力
** GKI 1.0 是在 Android 11 中面向搭载 5.4 内核的设备推出的。GKI 1.0 适用于所有附带 5.4 内核的设备，乃至发布时搭载 Android 12 或 Android 13 的设备。
* 很难合并长期支持的更新
** GKI 2.0 是在 Android 12 中面向搭载 5.10 内核的设备推出的，是附带 5.10 或更高版本内核的所有设备的新标准。
* 妨碍 Android 平台进行版本升级
* 很难将内核更改贡献回上游 Linux
 
'''''具体细节请参考：[https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/kernel/generic-kernel-image?hl=zh-cn 通用内核映像]'''''


=== '''<big>GKI 1.0内核和GKI 2.0内核的区别</big>''' ===
=== '''<big>GKI 1.0内核和GKI 2.0内核的区别</big>''' ===
gki1.0内核与gki2.0最大的区别就是使 OEM 无需供应商参与即可提供内核安全修复和问题修复 (LTS)，简单来说就是1.0只能算OEM内核的gki，还是属于aosp内核的下游，例如MTK平台的gki，<u>高通平台的gki，也就是dalao们常说的qgki（qcom-gki）</u>,而2.0才能直接使用Google所维护aosp内核。
GKI1.0内核与GKI2.0最大的区别就是使 OEM 无需供应商参与即可提供内核安全修复和问题修复 (LTS)，简单来说就是1.0只能算OEM内核的GKI，还是属于aosp内核的下游，例如MTK平台的GKI，<u>高通平台的GKI，也就是人们常说的QGKI（qcom-gki）</u>,而2.0才能直接使用Google所维护aosp内核。


'''''参考：[https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/kernel/generic-kernel-image?hl=zh-cn#fragmentation-fix-gki 解决碎片化问题：通用内核映像]'''''




'''''小知识：不少手机厂商随着gki2.0内核的发展，纷纷都开始直接使用Google编译好的gki2.0内核，如内核的 suffix 以g开头，那就是Google所编译的gki内核。       例：5.10.101-android12-9-g30979850fc20，g30979850fc20就是 suffix 部分'''''
'''''小知识：不少手机厂商随着GKI2.0内核的发展，纷纷都开始直接使用Google编译好的GKI2.0内核，如内核的 suffix 以g开头，那就是Google所编译的GKI内核。       例：5.10.101-android12-9-g30979850fc20，g30979850fc20就是 suffix 部分'''''


=== '''<big>GKI内核与boot分区的改动</big>''' ===
=== '''<big>GKI内核与boot分区的改动</big>''' ===


* 在 <code>ro.board.first_api_level=29</code>及小于29的boot镜像中，boot镜像包含通用的 ramdisk 和内核。
* 在 <code>ro.board.first_api_level=29</code>及小于29的boot镜像中(内核版本4.19及以下)，boot镜像包含通用的 ramdisk 和内核。


* 在 <code>ro.board.first_api_level=30</code>的boot镜像中，boot镜像包含通用的 ramdisk 和OEM GKI内核。
* 在 <code>ro.board.first_api_level=30</code>的boot镜像中(内核版本5.4)，boot镜像包含通用的 ramdisk 和OEM GKI内核。


* 在 <code>ro.board.first_api_level=31</code> 和<code>ro.board.first_api_level=32</code>的boot镜像中，boot 镜像包含通用的 ramdisk 和 Google GKI 内核。
* 在 <code>ro.board.first_api_level=31</code> 和<code>ro.board.first_api_level=32</code>的boot镜像中(内核版本5.10)，boot 镜像包含通用的 ramdisk 和 Google GKI 内核。


* 对于发布时搭载 <code>ro.board.first_api_level=33</code>及大于33 的设备，通用 ramdisk 将从 boot 镜像中移除，并放置在单独的 init_boot 镜像中。此更改会使 boot 镜像仅保留 Google GKI 内核。因为 magisk 需要修补RamDisk，来获取root权限，因此在 <code>ro.board.first_api_level=33</code>及大于33 的设备需要提取 init_boot 镜像进行修补。
* 对于发布时搭载 <code>ro.board.first_api_level=33</code>及大于33 的设备(内核版本5.15及以上)，通用 ramdisk 将从 boot 镜像中移除，并放置在单独的 init_boot 镜像中。此更改会使 boot 镜像仅保留 Google GKI 内核。因为 magisk 需要修补RamDisk，来获取root权限，因此在 <code>ro.board.first_api_level=33</code>及大于33 的设备需要提取 init_boot 镜像进行修补。


==== '''如何查看 <code>ro.board.first_api_level=？</code>'''（下列方法二选一） ====
==== '''如何查看 <code>ro.board.first_api_level=？</code>'''（下列方法二选一） ====
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'''''小知识：4.19版本的Android内核是具有gki特性的，只不过没有加入KMI功能，只在Google pixel机型上支持，属于内测版本。'''''
'''''小知识：4.19版本的Android内核是具有GKI特性的，只不过没有加入KMI功能，只在Google pixel机型上支持，属于内测版本。'''''


=== '''<big>GKI内核与KMI接口</big>''' ===
=== '''<big>KMI接口</big>''' ===
KMI 全称 Kernel Module Interface，相同 KMI 的内核版本是兼容的 这也是 GKI 中“通用”的含义所在；反之，如果 KMI 不同，那么这些内核之间无法互相兼容，刷入与你设备 KMI 不同的内核镜像可能会导致死机。
KMI 全称 Kernel Module Interface，相同 KMI 的内核版本是兼容的 这也是 GKI 中“通用”的含义所在；反之，如果 KMI 不同，那么这些内核之间无法互相兼容，刷入与你设备 KMI 不同的内核镜像可能会导致死机。


具体来说，对 GKI 的设备，其内核版本格式应该如下：
具体来说，对 GKI 的设备，其内核版本格式应该如下：
<strong>KernelRelease :=</strong>
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      <th>KernelRelease :=</th>
    </tr>
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     <tr>
       <td>Version</td>
       <td>Version</td>
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       <td>w</td>
       <td>w</td>
       <td>x</td>
       <td>.x</td>
       <td>y</td>
       <td>.y</td>
       <td>zzz</td>
       <td>-zzz</td>
       <td>k</td>
       <td>-k</td>
       <td>something</td>
       <td>-something</td>
     </tr>
     </tr>
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     <tr>
       <td>例：5</td>
       <td>5</td>
       <td>10</td>
       <td>.10</td>
       <td>101</td>
       <td>.101</td>
       <td>android12</td>
       <td>-android12</td>
       <td>9</td>
       <td>-9</td>
       <td>g30979850fc20</td>
       <td style="border: none; white-space: nowrap;">-g30979850fc20</td>
     </tr>
     </tr>
</table>
</table>

2024年8月18日 (日) 17:35的最新版本

介绍

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（目前只有适用于 android11-5.4 和 android12-5.4 的 arm64）。
  • 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。

GKI 是一项复杂的更改，将从 Android 11 平台版本中的 v5.4 内核开始，分几个阶段逐步推出。 目前存在两个 GKI 阶段：

    • GKI 1.0 是在 Android 11 中面向搭载 5.4 内核的设备推出的。GKI 1.0 适用于所有附带 5.4 内核的设备，乃至发布时搭载 Android 12 或 Android 13 的设备。
    • GKI 2.0 是在 Android 12 中面向搭载 5.10 内核的设备推出的，是附带 5.10 或更高版本内核的所有设备的新标准。

GKI 1.0内核和GKI 2.0内核的区别

GKI1.0内核与GKI2.0最大的区别就是使 OEM 无需供应商参与即可提供内核安全修复和问题修复 (LTS)，简单来说就是1.0只能算OEM内核的GKI，还是属于aosp内核的下游，例如MTK平台的GKI，高通平台的GKI，也就是人们常说的QGKI（qcom-gki）,而2.0才能直接使用Google所维护aosp内核。


小知识：不少手机厂商随着GKI2.0内核的发展，纷纷都开始直接使用Google编译好的GKI2.0内核，如内核的 suffix 以g开头，那就是Google所编译的GKI内核。 例：5.10.101-android12-9-g30979850fc20，g30979850fc20就是 suffix 部分

GKI内核与boot分区的改动

  • 在 ro.board.first_api_level=29及小于29的boot镜像中(内核版本4.19及以下)，boot镜像包含通用的 ramdisk 和内核。
  • 在 ro.board.first_api_level=30的boot镜像中(内核版本5.4)，boot镜像包含通用的 ramdisk 和OEM GKI内核。
  • 在 ro.board.first_api_level=31 和ro.board.first_api_level=32的boot镜像中(内核版本5.10)，boot 镜像包含通用的 ramdisk 和 Google GKI 内核。
  • 对于发布时搭载 ro.board.first_api_level=33及大于33 的设备(内核版本5.15及以上)，通用 ramdisk 将从 boot 镜像中移除，并放置在单独的 init_boot 镜像中。此更改会使 boot 镜像仅保留 Google GKI 内核。因为 magisk 需要修补RamDisk，来获取root权限，因此在 ro.board.first_api_level=33及大于33 的设备需要提取 init_boot 镜像进行修补。

如何查看 ro.board.first_api_level=？（下列方法二选一）

  • 使用mt管理终端功能，输入getprop ro.board.first_api_level
  • 在开发者调试，开启手机USB调试，使用电脑终端，输入adb shell，授权adb调试权限，输入getprop ro.board.first_api_level

GKI内核与vendor_boot分区的诞生

Android 11 引入了通用内核映像 (GKI) 的概念。为了能够使用 GKI 轻松启动任意设备，ro.board.first_api_level=30及30以上 设备可以使用启动映像头文件版本 3。在版本 3 中，所有供应商专用信息都已从 boot 分区分离出来并转移到新的 vendor_boot 分区中。

因此，我们需要修改cmdlime来设置Android设备的SELinux为宽容时，应该修改vendor_boot分区中的cmdlime参数，而不是boot或init_boot。

具体参考：供应商启动分区


小知识：4.19版本的Android内核是具有GKI特性的，只不过没有加入KMI功能，只在Google pixel机型上支持，属于内测版本。

KMI接口

KMI 全称 Kernel Module Interface，相同 KMI 的内核版本是兼容的 这也是 GKI 中“通用”的含义所在；反之，如果 KMI 不同，那么这些内核之间无法互相兼容，刷入与你设备 KMI 不同的内核镜像可能会导致死机。

具体来说，对 GKI 的设备，其内核版本格式应该如下：

KernelRelease :=

Version PatchLevel SubLevel AndroidRelease KmiGeneration suffix
w .x .y -zzz -k -something
5 .10 .101 -android12 -9 -g30979850fc20

其中，w.x-zzz-k 为 KMI 版本。例如，一个设备内核版本为5.10.101-android12-9-g30979850fc20，那么它的 KMI 为 5.10-android12-9；理论上刷入其他这个 KMI 的内核也能正常开机。

请注意：

  • 内核版本中的 SubLevel 不属于 KMI 版本的一部分！
  • 内核的 KMI 版本与 Android 版本并不一定相同！
  • 新的 Android 设备上可能采取了防回滚机制，它不允许刷入一个安全补丁更旧的内核。比如，如果你的设备内核是 5.10.101-android12-9-g30979850fc20，它的安全补丁为 2023-11；即使你刷入与内核 KMI 一致的内核，如果安全补丁级别比 2023-11要老（例如2023-06），那么很可能会无法开机。因此，在保持 KMI 一致的情况下，优先采用安全补丁级别更新的内核！

具体参考：保持稳定的内核模块接口 (KMI) GKI 版本控制 KernelSU安装必备知识

GKI内核ABI监控

GKI和ABI的关系主要体现在通过ABI监控工具和符号列表来维护和管理KMI的稳定性，以确保内核的稳定和兼容性。

KMI并非包含内核中的所有符号，甚至并非包含完整的3万多个导出符号。相反，可供模块使用的符号都明确列在一组符号列表文件中，这些文件在内核树的根目录中公开维护。所有符号列表文件中所有符号的并集定义了一组作为稳定版维护的KMI符号。

为了减少需要作为稳定版维护的符号的数量和类型，GKI 内核具有将导出符号限制在模块所需符号范围内的功能。对于外部编译的模块，您需要有一个模块使用的符号列表，以便 GKI 内核可以导出这些符号。例如，模块用于小米机型的符号存储在内核源码的 android 目录下。

具体参考：Android 内核 ABI 监控

GKI内核编译

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