電子發燒友網報道(文/周凱揚)我們看到隨著更多RISC-V內核具備運行Linux系統的高性能,加之開源社區的不懈努力,RISC-V對于各種Linux發行版系統的支持已經越來越完善,RISC-V的平板、筆記本、SBC也陸續推出。然而在安卓這一用戶量最大的移動端OS上,這么多年以來,RISC-V的適配進展都相對有限。
對于任何一個OS而言,完成新架構硬件的移植都不是一件易事。安卓作為一個開源操作系統,移植自由度極高,但如果有谷歌官方的開發支持自然更容易實現。好在谷歌已經參與到RISC-V的適配工作中來,提供AOSP支持并接受適配RISC-V設備的補丁。正當大家以為基于RISC-V的安卓手機近在咫尺之際,谷歌卻在近日“停止”了對RISC-V的支持。
谷歌停止ACK通用內核對RISC-V的支持
近日,開發者社區發現,在AOSP項目中,一名谷歌開發者提交了一系列補丁,說明為刪除ACK對risc64的支持。在詳情頁面中,可以看到這些補丁已經通過了審查,并將更新至Android-mainline分支中。這意味著如果想要編譯RISC-V版本的安卓,將無法繼續使用谷歌的ACK內核,而是要借助自己創建或開源社區的分支。
ACK(安卓通用內核)旨在提供一個統一的Linux內核版本,支持安卓設備開發的同時,解決內核碎片化的問題,減少安卓OEM在內核方面進行定制開發的工作。其中較新的版本也被稱為GKI(通用內核映像),將與硬件無關的通用核心內核代碼與GKI模塊、硬件專用供應商模塊分離開來。
可以說ACK是所有安卓產品內核的基礎,缺乏這一官方支持無疑會使得RISC-V安卓的適配工作大受打擊。不少人推測此舉可能是谷歌打算停止對RISC-V支持的前奏,然而根據谷歌自己的說法,由于迭代速度較快,他們尚不能為所有供應商提供一個單一通用的映像。
事實上,根據開發者社區的回復,Android/riscv64在AOSP項目的工作其實并沒有變化,只不過目前官方的GKI內核停止對RISC-V支持而已,他們正在轉向Android/riscv64團隊維護的非GKI內核,未來的目標依然是將做出的變更并入官方內核中。
谷歌對RISC-V的看法是否發生轉變
隨著RISC-V在嵌入式和MCU領域的飛速爆發,以及近幾年開始在加速器、服務器和移動計算上的擴張,谷歌也意識到了RISC-V這一架構在行業合作下的潛力。在2022年11月舉辦的RISC-V國際峰會上,谷歌正式宣布接受為RISC-V準備的補丁。
谷歌深知RISC-V是一個模塊化的ISA,這也意味著該架構存在大量拓展,會使得OS的適配變得極為復雜。所以谷歌確定了他們第一步支持的配置,即RVA22加上矢量和矢量加密拓展。
去年10月,高通也宣布和谷歌合作,高通將開發基于RISC-V的可穿戴硬件平臺,雙方合作提供Wear OS的支持,并將基于RISC-V的可穿戴設備解決方案商業化,推廣至全球市場,這也就意味著下一代Pixel Watch很可能就會用上高通的RISC-V芯片。
對于谷歌來說,他們對增加新的ISA支持相當謹慎,因為這意味著需要更多的工程師,并花費更多的時間參與維護和代碼審查工作,尤其是在安全補丁更新上。所以宣布對RISC-V的支持是一個不小的承諾,他們并不會輕易放棄。
從android-riscv64的項目頁中也可以看到,在實際的開源代碼貢獻上,谷歌仍在繼續支持RISC-V的安卓開發。目前開發團隊使用cuttlefish虛擬安卓設備運行ART(并啟用JIT)來完成啟動,相關的shell和命令行工具(以及依賴庫)都能夠正常運行。
目前RISC-V的應用二進制接口(Android NDK ABI)還未定義,但開發團隊仍在繼續推進這一工作,不過用戶倒是可以下載NDK的測試版本r27beta1,該版本已經對risc64做了臨時支持,不過編譯的代碼并未充分利用RISC-V硬件性能,只是對其做了兼容而已,提前讓用戶下載只是為了方便找到需要修正的嚴重錯誤。而去年谷歌宣稱這一工作將在2023年末完成,雖然谷歌并未放棄對RISC-V的支持,但相關的支持工作進展并不如預期。
開發社區所做的努力
對于安卓軟件棧來說,主要包含系統內核、硬件抽象、運行時、框架層和應用五個層次近千個軟件包,即便完成了內核支持,也還有不少的軟件移植適配工作需要完成,單靠谷歌自己的開發團隊是很難完成的,這也是谷歌選擇開放接收補丁的原因,只有依靠開源社區的共同開發努力,才有可能實現Android on RISC-V的落地。
早在2020年,平頭哥就開始了Android 10的適配工作,開發硬件為基于28nm工藝的雙核玄鐵C910處理器。這也是RISC-V開發社區中最早的一個安卓Demo項目,但公布初還是一個相對初級的版本,比如一開始進入啟動器界面需要20分鐘的時間,在改用Mterp解釋器后,將啟動時間縮短至10分鐘,結合編譯器、JIT&AOT等一系列優化工作,平頭哥團隊將啟動時間縮短至1分鐘。
2022年,平頭哥又開始了Android 12的適配支持工作,而此次這是基于全新的硬件平臺TH1520,并合作推出了BeagleV Ahead、Lichee Pi 4A EVB兩大生態開發板。平頭哥率先完成了TH1520的內核與驅動準備工作,同時將Clang12升級至針對玄鐵優化的Clang15版本,并對Bionic進行了更新。
ART方面,平頭哥在2023年把解釋器從Mterp換成了Nterp,減少了方法調用的鏈路,提高頻繁方法調用場景下的性能。而且Clang15增加了對玄鐵擴展指令集的支持,在一系列優化下,Android 12在TH1520上開啟更多服務的前提下,啟動器的啟動時間改善至47秒。
對于任何一個OS而言,完成新架構硬件的移植都不是一件易事。安卓作為一個開源操作系統,移植自由度極高,但如果有谷歌官方的開發支持自然更容易實現。好在谷歌已經參與到RISC-V的適配工作中來,提供AOSP支持并接受適配RISC-V設備的補丁。正當大家以為基于RISC-V的安卓手機近在咫尺之際,谷歌卻在近日“停止”了對RISC-V的支持。
谷歌停止ACK通用內核對RISC-V的支持
近日,開發者社區發現,在AOSP項目中,一名谷歌開發者提交了一系列補丁,說明為刪除ACK對risc64的支持。在詳情頁面中,可以看到這些補丁已經通過了審查,并將更新至Android-mainline分支中。這意味著如果想要編譯RISC-V版本的安卓,將無法繼續使用谷歌的ACK內核,而是要借助自己創建或開源社區的分支。
ACK(安卓通用內核)旨在提供一個統一的Linux內核版本,支持安卓設備開發的同時,解決內核碎片化的問題,減少安卓OEM在內核方面進行定制開發的工作。其中較新的版本也被稱為GKI(通用內核映像),將與硬件無關的通用核心內核代碼與GKI模塊、硬件專用供應商模塊分離開來。
可以說ACK是所有安卓產品內核的基礎,缺乏這一官方支持無疑會使得RISC-V安卓的適配工作大受打擊。不少人推測此舉可能是谷歌打算停止對RISC-V支持的前奏,然而根據谷歌自己的說法,由于迭代速度較快,他們尚不能為所有供應商提供一個單一通用的映像。
事實上,根據開發者社區的回復,Android/riscv64在AOSP項目的工作其實并沒有變化,只不過目前官方的GKI內核停止對RISC-V支持而已,他們正在轉向Android/riscv64團隊維護的非GKI內核,未來的目標依然是將做出的變更并入官方內核中。
谷歌對RISC-V的看法是否發生轉變
隨著RISC-V在嵌入式和MCU領域的飛速爆發,以及近幾年開始在加速器、服務器和移動計算上的擴張,谷歌也意識到了RISC-V這一架構在行業合作下的潛力。在2022年11月舉辦的RISC-V國際峰會上,谷歌正式宣布接受為RISC-V準備的補丁。
谷歌深知RISC-V是一個模塊化的ISA,這也意味著該架構存在大量拓展,會使得OS的適配變得極為復雜。所以谷歌確定了他們第一步支持的配置,即RVA22加上矢量和矢量加密拓展。
去年10月,高通也宣布和谷歌合作,高通將開發基于RISC-V的可穿戴硬件平臺,雙方合作提供Wear OS的支持,并將基于RISC-V的可穿戴設備解決方案商業化,推廣至全球市場,這也就意味著下一代Pixel Watch很可能就會用上高通的RISC-V芯片。
對于谷歌來說,他們對增加新的ISA支持相當謹慎,因為這意味著需要更多的工程師,并花費更多的時間參與維護和代碼審查工作,尤其是在安全補丁更新上。所以宣布對RISC-V的支持是一個不小的承諾,他們并不會輕易放棄。
從android-riscv64的項目頁中也可以看到,在實際的開源代碼貢獻上,谷歌仍在繼續支持RISC-V的安卓開發。目前開發團隊使用cuttlefish虛擬安卓設備運行ART(并啟用JIT)來完成啟動,相關的shell和命令行工具(以及依賴庫)都能夠正常運行。
目前RISC-V的應用二進制接口(Android NDK ABI)還未定義,但開發團隊仍在繼續推進這一工作,不過用戶倒是可以下載NDK的測試版本r27beta1,該版本已經對risc64做了臨時支持,不過編譯的代碼并未充分利用RISC-V硬件性能,只是對其做了兼容而已,提前讓用戶下載只是為了方便找到需要修正的嚴重錯誤。而去年谷歌宣稱這一工作將在2023年末完成,雖然谷歌并未放棄對RISC-V的支持,但相關的支持工作進展并不如預期。
開發社區所做的努力
對于安卓軟件棧來說,主要包含系統內核、硬件抽象、運行時、框架層和應用五個層次近千個軟件包,即便完成了內核支持,也還有不少的軟件移植適配工作需要完成,單靠谷歌自己的開發團隊是很難完成的,這也是谷歌選擇開放接收補丁的原因,只有依靠開源社區的共同開發努力,才有可能實現Android on RISC-V的落地。
早在2020年,平頭哥就開始了Android 10的適配工作,開發硬件為基于28nm工藝的雙核玄鐵C910處理器。這也是RISC-V開發社區中最早的一個安卓Demo項目,但公布初還是一個相對初級的版本,比如一開始進入啟動器界面需要20分鐘的時間,在改用Mterp解釋器后,將啟動時間縮短至10分鐘,結合編譯器、JIT&AOT等一系列優化工作,平頭哥團隊將啟動時間縮短至1分鐘。
2022年,平頭哥又開始了Android 12的適配支持工作,而此次這是基于全新的硬件平臺TH1520,并合作推出了BeagleV Ahead、Lichee Pi 4A EVB兩大生態開發板。平頭哥率先完成了TH1520的內核與驅動準備工作,同時將Clang12升級至針對玄鐵優化的Clang15版本,并對Bionic進行了更新。
ART方面,平頭哥在2023年把解釋器從Mterp換成了Nterp,減少了方法調用的鏈路,提高頻繁方法調用場景下的性能。而且Clang15增加了對玄鐵擴展指令集的支持,在一系列優化下,Android 12在TH1520上開啟更多服務的前提下,啟動器的啟動時間改善至47秒。

RISE聯盟成員
同時為了解決RISC-V高性能與高能效核心運行安卓這類高級運行系統的軟件生態問題,晶心科技、谷歌、英特爾、Imagination、高通、英偉達、平頭哥、SiFive等廠商成立了RISE聯盟。該聯盟將致力于解決硬件到位后,RISC-V在智能手機、消費電子、數據中心和汽車等市場的軟件問題。
寫在最后
盡管RISC-V的安卓適配之路依然道阻且艱,但無論是開發社區還是谷歌官方,都沒有放棄這一工作,所以說在RISC-V硬件平臺上體驗到流暢可用的安卓系統只是時間問題。
在Arm最新的財報中,RISC-V也首次出現架構對比的演示中,并對RISC-V的授權模式和能效做出了肯定,但在軟件生態系統上仍有極大的進步空間。這也就是為何即便在安卓正式適配RISC-V后,開發工作依然不會就此結束,因為相關app的適配工作需要更大的行業號召力才能實現。
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