一年一度的 Linux Plumbers 大會(huì)是從事 Linux 系統(tǒng)底層開發(fā)的工程師的聚會(huì)?？紤]到 Android 作為全球規(guī)模最大的 Linux 內(nèi)核發(fā)行版之一，谷歌軟件工程師 Todd Kjos 今年也參與了大會(huì)并做了分享。

他表示，即將正式亮相的 Android 12 承諾向最終用戶提供谷歌打造的“通用內(nèi)核鏡像（Generic Kernel Image，簡(jiǎn)稱 GKI）”，以確保新一代 Android 能無限拉近與主流 Linux 的距離。

在傳統(tǒng)上，Linux 內(nèi)核在入駐 Android 手機(jī)之前會(huì)經(jīng)歷多次分叉，而且 Android 設(shè)備供應(yīng)流程中的每個(gè)利益相關(guān)方都會(huì)進(jìn)行自己的分叉。簡(jiǎn)單來說，就是谷歌先將 Linux LTS 內(nèi)核分叉為 Android Comon Kernel，之后再由 SoC 供應(yīng)商針對(duì)每款芯片進(jìn)行分叉，最后由設(shè)備制造商進(jìn)行再次分叉。

首先，谷歌會(huì)將 Linux 內(nèi)核分叉為“Android Common”——即 Linux 內(nèi)核加上一系列手機(jī)與 Android 特定調(diào)整。之后以高通、三星或聯(lián)發(fā)科為代表的 SoC 供應(yīng)商又會(huì)對(duì) Android Common 進(jìn)行分叉，為各個(gè)主要芯片版本開發(fā)一套 SoC 專用內(nèi)核。最后，每臺(tái)設(shè)備都要對(duì)應(yīng) SoC 內(nèi)核的一個(gè)特定分叉，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)特定設(shè)備的硬件支持。

可以看到，Android 內(nèi)核的這種嚴(yán)重碎片化必然引發(fā)巨大混亂，我們不難想象從分支樹頂端到最終用戶推動(dòng) bug 修復(fù)會(huì)是一項(xiàng)多么漫長(zhǎng)而艱難的旅程。Android.com 官方文檔提到，“內(nèi)核修改范圍極為廣泛，因此在最終設(shè)備上運(yùn)行的代碼中有多達(dá) 50% 的代碼屬于樹外代碼（并非來自上游 Linux 或 AOSP 通用內(nèi)核）。”此外，這樣的方式還帶來嚴(yán)重的時(shí)間浪費(fèi)，即使是谷歌自家的官方品牌手機(jī)也得提前兩年就開始供應(yīng)內(nèi)核。

谷歌一直希望通過 GKI 拉近 Android 與 Linux 之間的距離。谷歌的目標(biāo)是只為 Android 對(duì) Linux 內(nèi)核進(jìn)行一次分叉（而不是三次），再通過插件模塊為 SoC 及設(shè)備制造商提供定制化空間。

演示文稿中的幻燈片，其中詳細(xì)介紹了新的內(nèi)核策略時(shí)間表

Kjos 解釋道，“最大的驅(qū)動(dòng)力是將所有特定于硬件的代碼從通用內(nèi)核中遷移至供應(yīng)商模塊處。要達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，我們必須在各供應(yīng)商模塊與通用內(nèi)核之間建立起穩(wěn)定的接口。只有這樣，才能讓異步發(fā)布成為現(xiàn)實(shí)?！痹摻涌诒环Q為“KMI”，即“內(nèi)核模塊接口”。Kjos 指出，目前 Android GKI 與主線 Liux 之間的“主要區(qū)別”就是各供應(yīng)商模塊間使用的 hook 有所不同。

Kjos 提到，谷歌更傾向于在供應(yīng)商模塊中使用短小的 hook（而非主干代碼），只有這樣“才能盡可能靠近上游”。雖然一直在努力將供應(yīng)商代碼推向上游，但谷歌也承認(rèn)“這是一項(xiàng)需要耗時(shí)多年的龐大計(jì)劃，我們覺得恐怕很難真正實(shí)現(xiàn)?！?/p>

Kjos 還為未來幾年的內(nèi)核工作制定了時(shí)間表，其中 2020 年至 2022 年期間的主要任務(wù)是將現(xiàn)有功能推向上游、并隔離供應(yīng)商的變更模塊；從 2023 年開始，正式采用“上游優(yōu)先”新功能開發(fā)模型?！翱紤]到樹外模式對(duì)我們的用例非常重要，我們希望能在上游之外也始終保持一定程度的外部開發(fā)空間。但必須承認(rèn)，這項(xiàng)將耗時(shí)多年的整體計(jì)劃是要盡可能消除樹外補(bǔ)丁，讓下游產(chǎn)出盡可能與上游保持一致?！?/p>

谷歌的通用內(nèi)核鏡像工作與 Treble 項(xiàng)目非常相似，后者的目標(biāo)在于建立起 GSI（即「通用系統(tǒng)鏡像」），允許以硬件中立的方式更新 Android 版本。如今，我們可以將通用版本的 Android 下載到手機(jī)并獲得不錯(cuò)的運(yùn)行體驗(yàn)。但 GKI 的意義有所不同，谷歌希望通過它直接將通用內(nèi)核交付至最終用戶手中。

雖然演講中并沒有明確提及，但谷歌確實(shí)在努力將 GKI 作為“項(xiàng)目主線”模塊進(jìn)行發(fā)布。在它的幫助下，內(nèi)核更新將能夠通過 Play 應(yīng)用商店發(fā)布，整個(gè)更新過程與移動(dòng)應(yīng)用基本一致。我們已經(jīng)多次就 GKI 采訪了 Android 團(tuán)隊(duì)的成員，他們的最終計(jì)劃不僅是通過 Play 應(yīng)用商店更新 LTS 內(nèi)核版本，更是要實(shí)現(xiàn)對(duì)主要新版本的升級(jí)能力。如今，TLS 內(nèi)核更新偶爾會(huì)通過 OTA 的形式送達(dá)，但新的主要內(nèi)核版本更新對(duì)大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備仍是個(gè)老大難問題。

GKI 計(jì)劃在“Android 12”版本中與廣大消費(fèi)者正式見面。因?yàn)檫@次內(nèi)核升級(jí)調(diào)整只適用于新設(shè)備，所以全世界的目光都集中在了 Pixel 6 身上。我們也期待著雄心勃勃的谷歌能借此機(jī)會(huì)一展自己的強(qiáng)大實(shí)力。

Pixel 6 將是第一款配備內(nèi)部“Google Tensor”SoC 的移動(dòng)設(shè)備；如果關(guān)于谷歌延長(zhǎng)技術(shù)支持時(shí)間線的理論準(zhǔn)確無誤，那么這種內(nèi)核大版本升級(jí)能力將使該設(shè)備的生命周期超過五年。而且如果 Pixel 6 中使用的是發(fā)布于 2020 年 12 月的 Linux 5.10 內(nèi)核，則代表著谷歌已經(jīng)在以往平均滯后兩年的內(nèi)核版本基礎(chǔ)之上邁出了重要的一步。