[基础教程]如何编译一个ARM64架构的自定义内核

[Coconutat]

首先是一个简单的自述。我是一个业余的安卓设备玩家，所以这里讲述的东西都是最基本的。经验丰富朋友可以无视。

其次，这个教程我希望能尽量简化，以帮助新手度过试错期。

由于现代安卓设备绝大多是都是ARM64架构，所以这篇指南是针对ARM64设备的。

所以，让我们开始吧.

---

1.基础准备：

1. 一台装有Linux发行版的电脑或者使用虚拟机。

推荐的电脑配置:
内存:8 / 16 GB 内存
CPU: 最低 4 核心的 x86_64 Intel Core 或 AMD Ryzen 处理器
硬盘: 250GB / 500 GB SSD or HDD(推荐SSD，能减少编译时间。)
推荐的Linux发行版 : Ubuntu 18.04 / 20.04 (减少走编译内核的弯路。)

2. 持之以恒的心
3. 对Linux命令有基本了解

我在这里事先声明，我不会教你如何安装Linux发行版或者怎么安装虚拟机。因为这是个编译内核的教程,而安装操作系统这些是很容易在网上获得教程的。

---

2.安装基本依赖环境：

我会按照Ubuntu 20.04为例子去告诉你该如何做：
打开你的终端，使用下列命令来安装基本的编译依赖：

sudo apt install bc bison build-essential ccache curl flex g++-multilib gcc-multilib git git-lfs gnupg gperf imagemagick lib32ncurses5-dev lib32readline-dev lib32z1-dev libelf-dev liblz4-tool libncurses5 libncurses5-dev libsdl1.2-dev libssl-dev libxml2 libxml2-utils lzop pngcrush rsync schedtool squashfs-tools xsltproc zip zlib1g-dev adb fastboot -y

如果你的系统缺少这些依赖环境，编译就会报错。当然，上述这些并不一定能100%保证你完全不缺少依赖环境。你需要依照你要编译的内核和系统进行调整。
这里举一个例子，华为早期设备的内核用的是Python 2而不是Python 3。如果你用Python 3就会导致编译出错。

---

3.为设备选择合适的内核

首先你要了解你设备的安卓版本，安卓内核版本。这样你才能从厂商公布的开源源码内获得正确的那一个。
因为依照谷歌要求，一个设备至少能获得3次安卓大版本更新。
期间厂商可能会修改内核。所以你需要知道这些信息以获取正确的内核。
我用两个设备举例：
设备1：

设备名称：小米 8  
开发代号：dipper  
安卓版本：10(Android Q)  
内核版本：4.9.186  
系统版本：MIUI 12.5.x  

知道了这些，就可以去小米开源内核的仓库下载合适的内核了。
那么小米开源的页面里就有提示你机型，安卓版本，内核分支之类的信息。
依靠这些你就可以筛选出来合适的内核。

设备2：

设备名称：华为 P10  
开发代号：Victoria  
安卓版本：9(Android P)  
内核版本：4.9.111  
系统版本：EMUI 9.0.1.xxx  

知道了这些，就可以去华为开源页面去下载合适的内核了。
华为的开源网站会提示你Model，系统版本等信息，以供你查询正确的型号。

当你知道基本的信息后，就可以下载内核进行编译的准备了。

---

4.编译准备

首先要选择合适的交叉编译器 。
什么是交叉编译器？参见：Cross compiler
简单讲，你的电脑是x86架构，而你手机是ARM64架构，不同架构的二进制文件是不通用的。需要为对应的平台生成合适的二进制文件。
那么回到选择合适交叉编译器上来。
首先明确一点，目前手机大多是采用Clang编译器去编译的。但是早期一点的手机仍然使用GCC编译器。
所以你需要找到合适的交叉编译器。
然而很不幸，合适的交叉编译器需要你自己寻找。
这里我只说我自己的经验：

1. 小米：大部分交叉编译器都兼容
2. 华为：在不修改源码的情况下，仅兼容谷歌GCC。
3. 一加：大部分交叉编译器都兼容

---

可以参考的交叉编译器：
谷歌的GCC交叉编译器：
Google GCC:aarch64-linux-android-4.9
打开此页面你会看到琳琅满目的选择，请按照你的安卓版本搜索，例如：android-q (安卓10)。

谷歌的Clang：
Google Clang:Google Clang linux-x86
打开此页面你会看到琳琅满目的选择，请按照你的安卓版本搜索，例如：android-13 (安卓13)。

常用的第三方交叉编译器推荐：
Proton-Clang
由kdrag0n开发Clang交叉编译器。详情参见项目主页。

The Linaro GCC 4.9-2017.01
Linaro GCC 4.9也是替代谷歌GCC很好的选择。详情参见项目主页。

---

5.开始编译

在一个合适的空白文件夹内解压你的内核，然后在另一个空白的文件夹内解压你的交叉编译器，最后在源码根目录打开终端。

---

如果使用GCC：
1.设置环境变量PATH：

export PATH=$PATH:XXXXXX/bin

XXXXXX是你的就交叉编译器的具体路径的根目录。
这个命令的含义是设置环境变量PATH，而且只在这个终端内有效。
例如我的交叉编译器路径是：

export PATH=$PATH:/home/gcc_4.9_q/bin

2. 声明交叉编译器的名字：

export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

这个命令的含义是声明交叉编译器的名字是aarch64-linux-gnu-，注意这个**-**是必须的。
这个名字的具体名称是根据你下载的交叉编译器决定的。请勿直接照抄。

3. 声明你要编译的内核架构：

export ARCH=arm64

此命令的含义是声明你要编译的内核架构是ARM64。

4. 声明你要编译的内核的defconfig：

make ARCH=arm64 O=out XXXXX_defconfig

这个命令的含义是在 ARM64架构下，使用指定的内核名称（XXXXX）生成一个默认的配置文件，该配置文件包含了编译内核所需的配置信息，如启用或禁用的功能、驱动程序选项等.
defconfig一般位于内核根目录的arch/arm64/configs/内。请选择适合自己设备的defconfig。
O=out: 此参数用于指定构建输出目录的参数。通常，内核编译会将生成的文件放在指定的输出目录中，以保持项目的整洁性。这样你编译出来的内核就会放在内核根目录的/out/arch/arm64/boot/内。一般编译出来的是Image.gz或者Image。gz-dtb。
5. 运行编译：

make ARCH=arm64 O=out -jX 2>&1 | tee kernel_log.log

这个命令用于编译 Linux 内核，并将编译过程中的标准输出和标准错误输出同时输出到一个文件kernel_log.log中。
这样假如你编译错误了，可以在kernel_log.log内查询你的错误，方便你修正错误。
-jX: 这个参数用于指定并行编译的线程数，其中 X 应该替换为一个整数。这允许同时编译多个文件，以加快编译过程。通常，X 的值会设置为计算机上可用的CPU核心数量乘以2，以最大程度地利用系统资源。
例如我的CPU有4个核心，就使用-j8。

6. 等待编译结果
   接下来只有两种情况，要么编译成功要么失败。
   关于错误修正不在本片教程范围内。请自己学习排查。

---

如果使用Clang：
1.设置环境变量PATH：

export PATH=$PATH:XXXXXX/bin

XXXXXX是你的就交叉编译器的具体路径的根目录。
这个命令的含义是设置环境变量PATH，而且只在这个终端内有效。
例如我使用的Proton-Clang交叉编译器路径是：

export PATH=$PATH:/home/proton-clang/bin

2. 声明交叉编译器的名字：

export CC=clang
export CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-gnu-
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
export CROSS_COMPILE_ARM32=arm-linux-gnueabi-

这个命令的含义是声明交叉编译器的名字是aarch64-linux-gnu-，注意这个**-**是必须的。
CC=clang是声明你使用Clang作为编译器。
这个名字的具体名称是根据你下载的交叉编译器决定的。请勿直接照抄。

3. 声明你要编译的内核架构：

export ARCH=arm64

此命令的含义是声明你要编译的内核架构是ARM64。

4. 声明你要编译的内核的defconfig：

make ARCH=arm64 O=out CC=clang XXXXX_defconfig

这个命令的含义是在 ARM64架构下，使用指定的内核名称（XXXXX）生成一个默认的配置文件，该配置文件包含了编译内核所需的配置信息，如启用或禁用的功能、驱动程序选项等.
defconfig一般位于内核根目录的arch/arm64/configs/内。请选择适合自己设备的defconfig。
O=out: 此参数用于指定构建输出目录的参数。通常，内核编译会将生成的文件放在指定的输出目录中，以保持项目的整洁性。这样你编译出来的内核就会放在内核根目录的/out/arch/arm64/boot/内。一般编译出来的是Image.gz或者Image。gz-dtb。
5. 运行编译：

make ARCH=arm64 O=out CC=clang -jX 2>&1 | tee kernel_log.log

这个命令用于编译 Linux 内核，并将编译过程中的标准输出和标准错误输出同时输出到一个文件kernel_log.log中。
这样假如你编译错误了，可以在kernel_log.log内查询你的错误，方便你修正错误。
-jX: 这个参数用于指定并行编译的线程数，其中 X 应该替换为一个整数。这允许同时编译多个文件，以加快编译过程。通常，X 的值会设置为计算机上可用的CPU核心数量乘以2，以最大程度地利用系统资源。
例如我的CPU有4个核心，就使用-j8。

6. 等待编译结果
   接下来只有两种情况，要么编译成功要么失败。
   关于错误修正不在本片教程范围内。请自己学习排查。

---

6.结尾

到这里其实就结束了，内核编译其实就这几条，这是我第一次写通用的教程，诚挚欢迎大家指正和建议。如果有更好的方案请在讨论区留言。如果有语法错误或者描述错误也烦请您指正。

[anuragpindoriya]

Add step to make flashable kernel zip how to make zip for any device how find boot path , how to change in anykernel setting according to device and how find this change

[Coconutat]

We will discuss it in other posts, here is the compilation tutorial.

[Coconutat]

Here:#952

[dabao1955]

Compiling non-gki kernel does not require so much memory and disk capacity, 2+16 is enough.

[Coconutat]

Considering CONFIG_ LTO,And 2GB of memory is too small. You may need to debug or open VSCode to change the code during this period.

[hydroakri]

I wonder why 'CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-gnu-' rather than 'CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-android-'
我想知道编译选项中为什么是 'CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-gnu-' 而不是 'CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-android-'

Also it seems that Android 14+ can be compiled with pure clang, but why is it still necessary to use the gcc toolchain
还有就是安卓14以上似乎可以采用纯clang编译，但是为什么依然还需要使用gcc工具链

[Coconutat]

这个教程是按照为老设备适配然后编译的目的写的。因为当时考虑到新设备直接用通用内核就行了。

[LmonZero]

why

[Coconutat]

You can find it in here：https://github.com/kdrag0n/proton-clang