android设备内核部分，除android定制性修改外还有芯片供应商、ODM/OEM的修改，为了隔离他们的影响，做了内核解耦部分内容。
1、boot内容
查看Boot Image Header，version 2版本包含内容最多，包括了内核、设备树、根目录、recovery设备树，cmdline。boot拆包与内容解析参考1、Android bootimg kernel（boot.img）
2、linux的ramdisk解耦
2.1、ramdisk加载情况
2.1.1、android 13没有recovery分区
vendor_boot的ramdisk，init_boot 的ramdisk，boot镜像的GKI，system的tmpfs共同加载到RAM。根据命令参数选择正常Boot Android还是Boot recovery。
2.1.2、android 13 AB系统有recovery分区情况
Boot Android还是加载vendor_boot的ramdisk，init_boot 的ramdisk，boot镜像的GKI，system的tmpfs；
Boot recovery加载vendor_boot的ramdisk，init_boot 的ramdisk，boot镜像的GKI，system的tmpfs以及recovery ramdisk。
2.1.3、android 13 non-AB系统有recovery情况
Boot Android还是加载vendor_boot的ramdisk，init_boot 的ramdisk，boot镜像的GKI，system的tmpfs；
Boot recovery加载recovery的GKI和ramdisk，boot镜像的GKI与tmpfs；
2.2、ramdisk加载解析
上面三张图来自android开发者社区，显然大家很难看懂，我们抓下面三个关键来看图：
1、init分了两个阶段，每个阶段使用不同的资源文件，Android和recovery模式均是两个阶段。
2、启动必然要kernel，这个kernel在哪个分区？
3、进入recovery的核心二进制文件/system/bin/recovery以及它的资源文件在哪个分区？
相关内容所在分区整理表格如下
android 13 无recovery分区 | android13 AB 有recovery分区 | android 13 non-AB 有recovery分区 | ||
android模式 | 1nd init | init_boot分区 | init_boot | init_boot |
1nd resource | vendor_boot&init_boot | init_boot | init_boot | |
2nd init | system | system | system | |
2nd resource | system | system | system | |
kernel | boot kernel | boot kernel | boot kernel | |
recovery模式 | 1nd init | init_boot分区 | recovery ramdisk | recovery ramdisk |
2nd init | init_boot | recovery ramdisk | recovery ramdisk | |
kernel | boot kernel | boot kernel | recovery kernel | |
recovery二进制执行文件 | vendor_boot | recovery ramdisk | recovery ramdisk | |
recovery resource | vendor_boot | recovery ramdisk | recovery ramdisk |
2.3、ramdisk加载总结
根据上表分析：
1、android模式加载流程基本相同，init第二阶段均需要是用system里面的ramdisk；
2、recovery模式有recovery分区，则1nd init、2nd init、recovery执行文件与资源文件从recovery加载；否则1nd init、2nd init从init_boot加载，recovery执行文件与资源文件从vendor_boot加载；
3、没有recovery分区情况和AB系统情况一直使用同一内核boot GKI，non-AB系统有recovery分区情况在recovery模式下使用recovery的GKI。
3、linux的Kernel解耦
上图就是android的kernel解耦情况。
generic Kernel是Linus Torvalds维护的linux宏内核、GKI Modules是android定制模块，合称GKI；GKI对外接口是KMI；Vendor Modules是动态加载模块，通过KMI与GKI通信。
但是目前动态加载模块加载与执行效率并不理想，andorid还在优化。
这章关键在理解linux的分支管理与动态加载模块，以及KMI接口。内容多引用官网。
3.1 GKI
android底层是linux，这个linux除Linus Torvalds维护的宏内核外还有下面三方的修改:
1、android system针对linux的定制性修改，例如低内存终止守护进程（一个内存管理系统，可更主动地保留内存）、唤醒锁定（一种 PowerManager 系统服务）、Binder IPC 驱动程序、启动验证用的设备映射dm-mapper、OTA升级用的设备映射快照dm-snapshot、文件系统加密用的fscrypt等等；
2、芯片厂商vendor添加的内核方案，包括电源管理/DVFS、系统基础支持、PCIe和USB等高速外围设备等等；
3、ODM/OEM也有自己内核的方案，例如各家的驱动、外设方案。
现在google要脱离芯片厂商与ODM/OEM影响，对linux进行解耦。
3.2 KMI
3.3 GKI Modules与Vendor Modules
其实都是linux动态加载模块（不知道的自己查询），关键点在KMI的规范与稳定。
system的GKI模块，放置到system_dlkm里面，开机挂载分区安装，system_dlkm编译参考https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/partitions/gki-partitions
将新功能配置为 GKI 模块
对于新功能，编辑gki_defconfig并将所需内核功能的配置项从n设置为m ( =m )。在arch/arm64/configs/gki_defconfig和arch/x86/configs/gki_defconfig中设置此设置。
将为该功能生成的 KO ( .ko ) 文件添加到common/modules.bzl的COMMON_GKI_MODULES_LIST部分。按排序顺序添加文件。如果您不确定生成的所有文件，构建将失败并列出要添加到列表中的所有必需的 KO 文件。
将步骤 2 中的同一组 KO 文件添加到common/android/gki_protected_modules以将模块指定为受保护的 GKI 模块，在运行时按升序排序以进行二进制搜索。指定为受保护 GKI 模块的模块仍必须经过 Google 批准才能成为官方受保护模块。
将步骤 2 中的同一组 KO 文件添加到common/android/gki_system_dlkm_modules ，以在运行时按升序排序以进行二进制搜索，以确保将文件复制到内核的out/<androidX-YZ>/dist/system_dlkm.img和out/ androidX-YZ /dist/system_dlkm_staging_archive.tar.gz 。 system_dlkm_staging_archive.tar.gz存档中的模块可用作输入以在平台构建中生成system_dlkm.img 。
提交您的更改以供审核。 GKI 模块是 Android 独有的内核功能，因此不需要向上游提交模块转换补丁。但是，您必须遵循其他准则来提交 Android 通用内核 (ACK) 补丁。
vendor添加动态加载模块官网地址
https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/partitions/vendor-odm-dlkm-partition
添加vendor动态加载模块规则
https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/kernel/vendor-module-guidelines
4、dtb与dtbo
android系统对dtb也有依赖，例如system、vendor等的挂载、验证。之前写过dtb与dtbo，并示范多层设备叠加层。dtb和dtbo使用分区没有固定，可以参考https://source.android.google.cn/docs/core/architecture/dto/implement
https://blog.youkuaiyun.com/dongyi1988/article/details/103995862#t1
5、BootConfig
BootConfig这个和cmdline一样，将配置详细信息从aboot传递到 Android 12 的机制。
现在与android相关的启动参数androidboot.*从内核 cmdline 移至 bootconfig 文件。
注意到
kernel header是V4才能用；
可在/proc/bootconfig与设备树initramfs 节点查看信息；
在linux的/proc下有文件，显然有bootconfig内核模块。
5.1、bootconfig内存使用图
5.2、代码解析
bootconfig结构如上图，parameters段有直接编译到vendor_boot镜像的固定段、bootloader启动时的动态附加段
mkbootimg编译，将指定文件属性配置编译成bootconfig的固定段
mkbootimg的--vendor_bootconfig参数指定文件附加vendor_boot变成bootconfig里面的固定段，指定属性文件与编译参考地址http://aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/packages/modules/Virtualization/microdroid/（该目录下bootconfig.前缀文件）
vendor_boot加载后，bootloader识别模式往bootconfig附加参数（动态附加段）
内核proc模块，按结构图中信息从kernel所占内存获取Bootconfig信息，并变成文件节点/proc/bootconfig（所以这里boot需要V4版本header，才能获取到bootconfig偏移）
proc-$(CONFIG_BOOT_CONFIG) += bootconfig.o
init解析/proc/bootconfig成android属性
http://aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/system/core/init/util.cpp#249
6、总结
linux解耦已经初具模型，
Ramdisk二段加载，拆分与android系统无关的启动根目录，变成android依赖根文件系统+其它根文件系统（包括linux系统、vendor、ODM等的文件系统）；
KO模块动态加载，将android定制模块从kernel中剥离，变成GKI modules+原生kernel；
dtbo设备树叠加层，开始主要解决设备硬件多样性，当然也可以把android的底层属性与vendor、硬件设备树信息隔开使用。
bootconfig解析为android属性，非andorid属性内容还是用cmdline。
上面提到的ramdisk、KO模块、dtb、BootConfig（cmdline传参方案）等方案，把android系统启动时需要使用的根目录、动态模块、设备树、启动属性等都隔开。
目前还有缺点，动态加载模块性能还不够。后面可能针对这些内容，镜像/分仓上有新改动。
当接近完美时，也许可以换新的闭源系统了。。。
扫一扫
5459
到【灌水乐园】发言
