谷歌終止官方支持？RISC-V坎坷的安卓適配之路

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）我們看到隨著更多RISC-V內(nèi)核具備運(yùn)行Linux系統(tǒng)的高性能，加之開(kāi)源社區(qū)的不懈努力，RISC-V對(duì)于各種Linux發(fā)行版系統(tǒng)的支持已經(jīng)越來(lái)越完善，RISC-V的平板、筆記本、SBC也陸續(xù)推出。然而在安卓這一用戶量最大的移動(dòng)端OS上，這么多年以來(lái)，RISC-V的適配進(jìn)展都相對(duì)有限。

對(duì)于任何一個(gè)OS而言，完成新架構(gòu)硬件的移植都不是一件易事。安卓作為一個(gè)開(kāi)源操作系統(tǒng)，移植自由度極高，但如果有谷歌官方的開(kāi)發(fā)支持自然更容易實(shí)現(xiàn)。好在谷歌已經(jīng)參與到RISC-V的適配工作中來(lái)，提供AOSP支持并接受適配RISC-V設(shè)備的補(bǔ)丁。正當(dāng)大家以為基于RISC-V的安卓手機(jī)近在咫尺之際，谷歌卻在近日“停止”了對(duì)RISC-V的支持。

谷歌停止ACK通用內(nèi)核對(duì)RISC-V的支持

近日，開(kāi)發(fā)者社區(qū)發(fā)現(xiàn)，在AOSP項(xiàng)目中，一名谷歌開(kāi)發(fā)者提交了一系列補(bǔ)丁，說(shuō)明為刪除ACK對(duì)risc64的支持。在詳情頁(yè)面中，可以看到這些補(bǔ)丁已經(jīng)通過(guò)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(wú)法繼續(xù)使用谷歌的ACK內(nèi)核，而是要借助自己創(chuàng)建或開(kāi)源社區(qū)的分支。

ACK（安卓通用內(nèi)核）旨在提供一個(gè)統(tǒng)一的Linux內(nèi)核版本，支持安卓設(shè)備開(kāi)發(fā)的同時(shí)，解決內(nèi)核碎片化的問(wèn)題，減少安卓OEM在內(nèi)核方面進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)的工作。其中較新的版本也被稱為GKI（通用內(nèi)核映像），將與硬件無(wú)關(guān)的通用核心內(nèi)核代碼與GKI模塊、硬件專用供應(yīng)商模塊分離開(kāi)來(lái)。

可以說(shuō)ACK是所有安卓產(chǎn)品內(nèi)核的基礎(chǔ)，缺乏這一官方支持無(wú)疑會(huì)使得RISC-V安卓的適配工作大受打擊。不少人推測(cè)此舉可能是谷歌打算停止對(duì)RISC-V支持的前奏，然而根據(jù)谷歌自己的說(shuō)法，由于迭代速度較快，他們尚不能為所有供應(yīng)商提供一個(gè)單一通用的映像。

事實(shí)上，根據(jù)開(kāi)發(fā)者社區(qū)的回復(fù)，Android/riscv64在AOSP項(xiàng)目的工作其實(shí)并沒(méi)有變化，只不過(guò)目前官方的GKI內(nèi)核停止對(duì)RISC-V支持而已，他們正在轉(zhuǎn)向Android/riscv64團(tuán)隊(duì)維護(hù)的非GKI內(nèi)核，未來(lái)的目標(biāo)依然是將做出的變更并入官方內(nèi)核中。

谷歌對(duì)RISC-V的看法是否發(fā)生轉(zhuǎn)變

隨著RISC-V在嵌入式和MCU領(lǐng)域的飛速爆發(fā)，以及近幾年開(kāi)始在加速器、服務(wù)器和移動(dòng)計(jì)算上的擴(kuò)張，谷歌也意識(shí)到了RISC-V這一架構(gòu)在行業(yè)合作下的潛力。在2022年11月舉辦的RISC-V國(guó)際峰會(huì)上，谷歌正式宣布接受為RISC-V準(zhǔn)備的補(bǔ)丁。

谷歌深知RISC-V是一個(gè)模塊化的ISA，這也意味著該架構(gòu)存在大量拓展，會(huì)使得OS的適配變得極為復(fù)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(kāi)發(fā)基于RISC-V的可穿戴硬件平臺(tái)，雙方合作提供Wear OS的支持，并將基于RISC-V的可穿戴設(shè)備解決方案商業(yè)化，推廣至全球市場(chǎng)，這也就意味著下一代Pixel Watch很可能就會(huì)用上高通的RISC-V芯片。

對(duì)于谷歌來(lái)說(shuō)，他們對(duì)增加新的ISA支持相當(dāng)謹(jǐn)慎，因?yàn)檫@意味著需要更多的工程師，并花費(fèi)更多的時(shí)間參與維護(hù)和代碼審查工作，尤其是在安全補(bǔ)丁更新上。所以宣布對(duì)RISC-V的支持是一個(gè)不小的承諾，他們并不會(huì)輕易放棄。

從android-riscv64的項(xiàng)目頁(yè)中也可以看到，在實(shí)際的開(kāi)源代碼貢獻(xiàn)上，谷歌仍在繼續(xù)支持RISC-V的安卓開(kāi)發(fā)。目前開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)使用cuttlefish虛擬安卓設(shè)備運(yùn)行ART（并啟用JIT）來(lái)完成啟動(dòng)，相關(guān)的shell和命令行工具（以及依賴庫(kù)）都能夠正常運(yùn)行。

目前RISC-V的應(yīng)用二進(jìn)制接口（Android NDK ABI）還未定義，但開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)仍在繼續(xù)推進(jìn)這一工作，不過(guò)用戶倒是可以下載NDK的測(cè)試版本r27beta1，該版本已經(jīng)對(duì)risc64做了臨時(shí)支持，不過(guò)編譯的代碼并未充分利用RISC-V硬件性能，只是對(duì)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(yán)重錯(cuò)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(duì)RISC-V的支持，但相關(guān)的支持工作進(jìn)展并不如預(yù)期。

開(kāi)發(fā)社區(qū)所做的努力

對(duì)于安卓軟件棧來(lái)說(shuō)，主要包含系統(tǒng)內(nèi)核、硬件抽象、運(yùn)行時(shí)、框架層和應(yīng)用五個(gè)層次近千個(gè)軟件包，即便完成了內(nèi)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(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)是很難完成的，這也是谷歌選擇開(kāi)放接收補(bǔ)丁的原因，只有依靠開(kāi)源社區(qū)的共同開(kāi)發(fā)努力，才有可能實(shí)現(xiàn)Android on RISC-V的落地。

早在2020年，平頭哥就開(kāi)始了Android 10的適配工作，開(kāi)發(fā)硬件為基于28nm工藝的雙核玄鐵C910處理器。這也是RISC-V開(kāi)發(fā)社區(qū)中最早的一個(gè)安卓Demo項(xiàng)目，但公布初還是一個(gè)相對(duì)初級(jí)的版本，比如一開(kāi)始進(jìn)入啟動(dòng)器界面需要20分鐘的時(shí)間，在改用Mterp解釋器后，將啟動(dòng)時(shí)間縮短至10分鐘，結(jié)合編譯器、JIT&AOT等一系列優(yōu)化工作，平頭哥團(tuán)隊(duì)將啟動(dòng)時(shí)間縮短至1分鐘。

2022年，平頭哥又開(kāi)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(tái)TH1520，并合作推出了BeagleV Ahead、Lichee Pi 4A EVB兩大生態(tài)開(kāi)發(fā)板。平頭哥率先完成了TH1520的內(nèi)核與驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)備工作，同時(shí)將Clang12升級(jí)至針對(duì)玄鐵優(yōu)化的Clang15版本，并對(duì)Bionic進(jìn)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(diào)用的鏈路，提高頻繁方法調(diào)用場(chǎng)景下的性能。而且Clang15增加了對(duì)玄鐵擴(kuò)展指令集的支持，在一系列優(yōu)化下，Android 12在TH1520上開(kāi)啟更多服務(wù)的前提下，啟動(dòng)器的啟動(dòng)時(shí)間改善至47秒。

RISE聯(lián)盟成員

同時(shí)為了解決RISC-V高性能與高能效核心運(yùn)行安卓這類高級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)的軟件生態(tài)問(wèn)題，晶心科技、谷歌、英特爾、Imagination、高通、英偉達(dá)、平頭哥、SiFive等廠商成立了RISE聯(lián)盟。該聯(lián)盟將致力于解決硬件到位后，RISC-V在智能手機(jī)、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心和汽車(chē)等市場(chǎng)的軟件問(wèn)題。

寫(xiě)在最后

盡管RISC-V的安卓適配之路依然道阻且艱，但無(wú)論是開(kāi)發(fā)社區(qū)還是谷歌官方，都沒(méi)有放棄這一工作，所以說(shuō)在RISC-V硬件平臺(tái)上體驗(yàn)到流暢可用的安卓系統(tǒng)只是時(shí)間問(wèn)題。

在Arm最新的財(cái)報(bào)中，RISC-V也首次出現(xiàn)架構(gòu)對(duì)比的演示中，并對(duì)RISC-V的授權(quán)模式和能效做出了肯定，但在軟件生態(tài)系統(tǒng)上仍有極大的進(jìn)步空間。這也就是為何即便在安卓正式適配RISC-V后，開(kāi)發(fā)工作依然不會(huì)就此結(jié)束，因?yàn)橄嚓P(guān)app的適配工作需要更大的行業(yè)號(hào)召力才能實(shí)現(xiàn)。