编译内核

本文详细介绍了为 Android 设备编译自定义内核的流程。以下说明会逐步指导您如何选择正确的源代码,编译内核,以及将结果嵌入到根据 Android 开源项目 (AOSP) 编译的系统映像中。

您可以使用 repo 获取最新的内核源代码,并通过运行从源代码检出的根目录中的 build/build.sh 来编译这些内核源代码,而无需更多配置。

内核源代码检出的根目录包含 build/build.sh。Android 树仅包含预编译的内核二进制文件。内核树包含内核源代码和用于编译内核的所有工具,包括此脚本。

对于较旧的内核或下文未列出的内核,请参阅有关如何编译旧版内核的说明。

下载源代码和编译工具

对于最新的内核,您可以使用 repo 下载源代码、工具链和编译脚本。一些内核(例如 Pixel 3 内核)需要从多个 Git 代码库获取源代码,而其他内核(如通用内核)只需从一个 Git 代码库获取源代码。使用 repo 方法可确保源目录设置正确。

下载相应分支的源代码:

repo init -u https://android.googlesource.com/kernel/manifest -b BRANCH
repo sync
下表列出了可通过此方法获取的内核的 BRANCH 名称:
设备 AOSP 树中的二进制文件路径 Repo 分支
Pixel 3a (sargo) device/google/bonito-kernel android-msm-bonito-4.9-pie-b4s4
Pixel 3a XL (bonito)
Pixel 3 (blueline) device/google/crosshatch-kernel android-msm-crosshatch-4.9-pie-qpr2
Pixel 3 XL (crosshatch)
Pixel 2 (walleye) device/google/wahoo-kernel android-msm-wahoo-4.4-pie-qpr2
Pixel 2 XL (taimen)
Pixel (sailfish) device/google/marlin-kernel android-msm-marlin-3.18-pie-qpr2
Pixel XL (marlin)
Hikey/Hikey960 device/linaro/hikey-kernel hikey-linaro-android-4.4
hikey-linaro-android-4.9
hikey-linaro-android-4.14
hikey-linaro-android-4.19
Beagle x15 device/ti/beagle_x15-kernel omap-beagle-x15-android-4.14
omap-beagle-x15-android-4.19
Beagle x15 device/ti/beagle_x15-kernel omap-beagle-x15-android-4.14
omap-beagle-x15-android-4.19
Android 通用内核 common-android-4.4
common-android-4.9
common-android-4.14
common-android-4.19
common-android-mainline

编译内核

然后,使用以下命令编译内核:

build/build.sh

注意:通用内核是通用的可自定义内核,因此不会定义默认配置。如需了解如何为通用内核指定 BUILD_CONFIG,请参阅“自定义编译”部分

内核二进制文件、模块和相应的映像位于 out/BRANCH/dist 目录下。

运行内核

您可以通过多种方式运行自定义编译的内核。下面介绍了几种适合各种开发场景的已知方法:

嵌入到 Android 映像编译中

Image.lz4-dtb 复制到 AOSP 树中相应的内核二进制文件位置,然后重新编译启动映像。

或者,您也可以在使用 make bootimage(或用于编译启动映像的任何其他 make 命令行)时定义 TARGET_PREBUILT_KERNEL 变量。所有设备均支持该变量,因为它是通过 device/common/populate-new-device.sh 进行设置的。例如:

export TARGET_PREBUILT_KERNEL=DIST_DIR/Image.lz4-dtb

使用 fastboot 刷新和启动内核

最新的设备具有引导加载程序扩展,可以简化生成和启动引导映像的过程。要启动内核而不刷新,请运行以下命令:

adb reboot bootloader
fastboot boot Image.lz4-dtb
使用此方法时,内核实际上并未刷新,因此不会在重新启动时保留。

注意:内核名称因设备而异。要找到内核的正确文件名,请参阅 AOSP 树中的 device/VENDOR/NAME-kernel

自定义内核编译

编译流程和结果可能会受环境变量的影响。它们中的大多数是可选的,并且每个内核分支都应该具有适当的默认配置。此处列出了最常用的变量。如需完整(且最新)的列表,请参阅 build/build.sh

环境变量 说明 示例
BUILD_CONFIG 要从中初始化编译环境的编译配置文件。系统会相对于 repo 根目录定义具体位置。默认为“build.config”。
必须为通用内核指定此变量!
BUILD_CONFIG=common/build.config.cuttlefish.x86_64
OUT_DIR 内核编译的基本输出目录。 OUT_DIR=/path/to/my/out
DIST_DIR 内核分发的基本输出目录。 OUT_DIR=/path/to/my/dist
CC 替换要使用的编译器。回退至 build.config 定义的默认编译器。 CC=clang
SKIP_MRPROPER 跳过 make mrproper SKIP_MRPROPER=1
SKIP_DEFCONFIG 跳过 make defconfig SKIP_DEFCONFIG=1

本地编译的自定义内核配置

如果您需要定期切换内核配置选项(例如,在开发某项功能时),或者需要设置一个用于开发用途的选项,可以通过维护编译配置的本地修改或副本来实现这种灵活性。

将 POST_DEFCONFIG_CMDS 变量设为一个在常规 make defconfig 步骤完成后立即接受评估的语句。由于 build.config 文件源于编译环境,因此 build.config 中定义的函数可以作为 post-defconfig 命令的一部分进行调用。

一个常见示例是在开发期间针对 crosshatch 内核停用 LTO(链接时优化)。虽然 LTO 对已发布的内核有益,但编译时产生的开销可能巨大。添加到本地 build.config 的以下代码段将在使用 build/build.sh 时永久停用 LTO。

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} $archsubarch CROSS_COMPILE=${CROSS_COMPILE} olddefconfig)
}

确定内核版本

您可以通过多种方式确定要编译的正确版本。

AOSP 树中的内核版本

AOSP 树包含预编译的内核版本。大多数情况下,git 日志会在提交消息中显示正确的版本:

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

系统映像中的内核版本

要确定系统映像中使用的内核版本,请对内核文件运行以下命令:

file kernel

对于 Image.lz4-dtb 文件,请运行以下命令:

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