Google wird die Entwicklung von Innovationen für Android im Hauptkern von Linux vorantreiben

Auf der vergangenen Konferenz Linux Plumbers 2021 sprach Google über die Erfolge der Initiative zur Umstellung der Android-Plattform auf einen regulären Linux-Kernel anstelle seiner eigenen Kernel-Variante, die plattformspezifische Änderungen beinhaltete.

Die bedeutendste Änderung in der Entwicklung war die Entscheidung, nach 2023 auf das Modell „Upstream First“ umzusteigen, das vorsieht, dass alle neuen Möglichkeiten des Kernels, die für die Android-Plattform erforderlich sind, direkt im Hauptkern von Linux entwickelt werden und nicht in eigenen Zweigen (Funktionen werden zunächst im Hauptkern vorangetrieben und anschließend in Android verwendet, und nicht umgekehrt). Für 2023 und 2024 ist außerdem die Übertragung aller zusätzlichen Patches, die im Android Common Kernel verbleiben, in den Hauptkernel geplant.

Was die nächsten Entwicklungen betrifft, so werden für die im frühen Oktober erwartete Plattform Android 12 Kernel-Bauten des „Generic Kernel Image“ (GKI) angeboten, die so nah wie möglich am regulären Kernel 5.10 sind. Für diese Builds wird es regelmäßige Aktualisierungen geben, die im Repository ci.android.com bereitgestellt werden. Im GKI-Kernel sind plattformspezifische Ergänzungen für Android sowie Hardware-Support-Handler von OEM-Herstellern in separate Kernel-Module ausgelagert. Diese Module sind nicht an die Version des Hauptkerns gebunden und können unabhängig weiterentwickelt werden, was die Wartung und den Übergang der Geräte auf neue Kernel-Zweige erheblich vereinfacht.

Die für Gerätehersteller erforderlichen Schnittstellen werden in Form von Hooks implementiert, die es ermöglichen, das Verhalten des Kernels zu ändern, ohne Änderungen am Code vorzunehmen. Insgesamt bietet der Kernel android12-5.10 194 reguläre Hooks, die den Tracepoints ähnlich sind, und 107 spezialisierte Hooks, die die Ausführung von Handlern im nicht-atomaren Kontext ermöglichen. Im GKI-Kernel ist es Hardware-Herstellern untersagt, plattformspezifische Patches auf den Hauptkernel anzuwenden, und Komponenten zur Unterstützung von Hardware müssen von den Anbietern ausschließlich in Form von zusätzlichen Kernel-Modulen bereitgestellt werden, die unbedingt mit dem Hauptkernel kompatibel sein müssen.

Wir erinnern daran, dass in der Android-Plattform ein eigener Kernel-Zweig - Android Common Kernel - entwickelt wird, auf dessen Basis für jedes Gerät spezifische Builds erstellt werden. In jedem Android-Zweig stehen den Herstellern mehrere Varianten von Kernkonfigurationen für ihre Geräte zur Verfügung. Beispielsweise wurden in Android 11 insgesamt drei Basis-Kernel - 4.14, 4.19 und 5.4 - zur Auswahl angeboten, während für Android 12 die Basis-Kernel 4.19, 5.4 und 5.10 bereitgestellt werden. Die Variante 5.10 ist als Generic Kernel Image gestaltet, wobei die für OEM-Hersteller erforderlichen Funktionen in das Upstream überführt, in Module ausgelagert oder in den Android Common Kernel integriert wurden.

Vor der Einführung von GKI durchlief der Kernel für Android mehrere Vorbereitungsphasen:

• Auf Basis der Haupt-LTS-Kernel (3.18, 4.4, 4.9, 4.14, 4.19, 5.4) wurde ein Fork namens 'Android Common Kernel' erstellt, in den Android-spezifische Patches integriert wurden (die zuvor mehrere Millionen Zeilen Änderungen umfassten).
• Auf Basis des 'Android Common Kernel' formten Chip-Hersteller wie Qualcomm, Samsung und MediaTek den 'SoC Kernel', der Ergänzungen zur Unterstützung von Hardware enthielt.
• Auf Basis des 'SoC Kernel' erstellten Gerätehersteller den 'Device Kernel', der Änderungen zur Unterstützung zusätzlicher Hardware, Bildschirme, Kameras, Soundsysteme usw. beinhaltet.

Ein solcher Ansatz erschwerte wesentlich die Bereitstellung von Sicherheitsupdates und den Wechsel auf neue Kernel-Zweige. Trotz der Tatsache, dass Google regelmäßig Updates seiner Android-Kernel (Android Common Kernel) herausbringt, zögern Anbieter oft, diese Updates bereitzustellen, oder nutzen im gesamten Lebenszyklus des Geräts ein einziges Kernel.

Quelle: opennet.ru