Simple Guide for Porting Android Kernel

作者：刘旭晖 [e-mail] 转载请注明出处
http://blog.csdn.net/colorant/

移植Android的kernel到实际的硬件平台上，很多人很早就做过这件事了，不过相关的文档和经验总结不多，我就写一个吧，也为了自己记录一下大致的流程，以后好继续。
1         Android内核Porting相关背景知识
1.1        运行平台
Google的Android平台到今天为止（2008-2-27），应用层部分还是以二进制的Binary的形式发布的，其编译的目标平台是ARM926EJ-S的CPU属于ARMV5T的版本，所以ARMV4架构的CPU平台无法使用其二进制代码。关于这点，可以参考下面这篇文章，Benno在此做了详尽的理论分析和代码测试：http://benno.id.au/blog/2007/11/21/android-neo1973
所以目前只有基于ArmV5或以上的架构的平台可以实际运行Android。
1.2        软件环境
SDK下载：http://code.google.com/android/download_list.html
KERNEL，模拟环境等SRC包下载：http://code.google.com/p/android/downloads/list
1.2.1          Kernel
到M5-r14 release 为止，Android的Kernel是基于Linux2.6.23的内核开发的，主要添加了一个名为Goldfish的虚拟CPU以及Android所需相关特定驱动代码。
你需要一个支持EABI的内核作为你内核Porting的起点（最低版本？不知道，只要EABI OK，应该没有本质区别，但是，Android的很多驱动依赖于2.6.23的内核API，版本越低的内核，移植修改内核相关代码的工作量越大）
1.2.2          Tools chain
SDK中的内核使用的是4.2.1版本的GCC，基本上，你需要的是一个支持EABI的工具链，比如你可以使用Codesourcery的最新工具链：http://www.codesourcery.com/

1.2.3          其它工具
Android的Emulator是一个很好的仿真工具，其底层是基于QEMU来实现的，可以使用SDK中的adb工具登陆Emulator的控制台，和控制台交换文件等，用于获取你所需的信息。

1.3        相关论坛资源等
http://benno.id.au/blog/
http://groups.google.com/group/android-internals
http://groups.google.com/group/android-developers
2         Porting基本思路
2.1        所需资源
2.1.1          硬件
首先，当然是需要一个可以用来向上porting的硬件开发板了，对硬件的需求除了上面说的，需要ArmV5+兼容的CPU以外，最低要求基本需要64M+的内存，64M-128M+的FLASH（取决于你加载文件系统的方式，如果可以透过网络使用NFS-ROOT或者MMC卡等来存放文件系统的话，这个应该就无所谓了）
2.1.2          软件
除了上述kernel和tools chain，为了方便调试，最好有静态编译的Busybox和Strace等工具。也可以从Benno的blog上下载到他编译好的版本。

2.2        基本流程
下载Android内核代码
下载官方2.6.23内核
制作Android和2.6.23内核的diff文件
去除diff文件中和Goldfish和QEMU相关的代码，如果你的系统已经支持YAFFS2，还可以去除这部分代码
将diff文件Patch到你自己的内核上，如果需要，修改内核相关文件代码使得patch能够顺利完成。（这部分大概是主要的工作量，如果你的内核版本差得比较远的话 8 ）
如果必要，修改你的内核代码中Framebuffer的驱动，使其Virtual_yres 等于两倍的Yres，并实际分配两倍分辨率大小的framebuffer内存。
配置内核，确保下列内容得到配置：
CONFIG_ARM_THUMB=y
CONFIG_AEABI=y
CONFIG_BINDER=y
CONFIG_ANDROID_LOG=y
CONFIG_ANDROID_POWER=y
CONFIG_ANDROID_POWER_STAT=y
从SDK中获取Android的文件系统，基本上你只需要System etc sbin init这几个目录/文件就可以了，其它自建，其中data目录是有内容的，但是这个目录的内容可以由Android在启动时动态的创建出来。（可以使用adb工具在EMULATOR先tar包装，再拷贝出来。M3的release也可以从benno那里直接拿到他抓出来的文件系统）
确保你的dev目录下有足够系统启动的设备节点，如console等，其它的节点Android在启动过程中会自动创建出来。
使用NFSROOT或者chroot等手段启动Android的文件系统。

启动流程的大致外在表现分阶段依次是：

Ø       LCD上出现Android几个字符
Ø       LCD短时间的Blank
Ø       LCD上出现一个左右滚动的红色滚动条 （如果有问题，基本上就死在这一步了 8 ）
Ø       进入主界面

目前为止我的状态是：键盘可以工作，触摸屏有响应但是未校准，位置不对，启动最后阶段以及之后启动新的程序，出现Vmalloc分配内存Failed问题，导致如Brower等应用程序不能完全启动。其它网络等东东还没开始看呢 8 ）
3         一些TIPS

Ø       Android会对文件使用memory mapped的方式进行操作，JFFS2不支持这种操作，所以要使用别的文件系统。当然也有绕过去的办法，自己搜一下吧 8 ）
即http://nemustech.blogspot.com/说的方法：
* if you have jffs2 for / patch /init
* modify with hexedit : "/system_property" -> "/tmp/sy_property"
* NOTE: jffs2 does not support memory mapped file
Ø       为了方便测试，可以修改/etc/init.rc，注释掉 runtime，dbus-daemon，Xzygote等相关内容，在init启动以后再手工启动这些进程：

/system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote &
/system/bin/dbus-daemon --system --nofork &
sleep 1;
/system/bin/runtime &

Ø       Android的Init位于根目录下，所以如果你需要直接启动Init，可以在内核参数命令行中用init=/init 来指定，或者chroot 目录 /init来指定。 当然，启动/bin/sh以后，再手动启动/init也是可以的。

Ø       /dev/binder /dev/alarm /dev/log/* 等文件是最重要的几个设备节点，由于这几个设备节点号的主次设备号是动态分配的，所以，最好确认你的文件系统中的这几个设备节点的主次设备号是否正确。如果不知道如何确认，直接删除掉再重启 8 )

Ø       如果flash速度太慢或者nfs网络连接太差，可以将data tmp这两个目录mount到内存里，前提是你的内存足够大 8 ）

Ø       如果启动过程中，红色滚动条速度太快（和emulator里的表现比较），runtime或者system_server进程CPU占用率接近100%，那么你可以修改一下你的framebuffer代码中pan_display相关的函数的代码，保证其调用返回时得到足够的帧同步延迟时间。据Google的swetland给我的说法是：This is usually indicative of lack of vsync/pageflip in the fb driver.The surfaceflinger believes it will be limited by the vsync rate and the startup animation depends on that.

Ø       目前的Android的内核代码有M3-r20和M5-r14两个版本，这两个版本对binder和power两个驱动做了较大的修改，上层的文件系统和内核必须配套使用。（ 另，我的板子上，M5版本可以跑起来，M3的版本会出现段错误，没跑起来 ：（。如果一个版本实在跑不起来，不妨试试别的版本）

Ø       使用strace去跟踪问题！