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[原创]记一次安卓内核源码编译刷机过程(修改反调试标志位)。

倔强石头 2017-7-16 00:22 1470

   

前言

二、记一次安卓系统源码编译刷机过程 一文中,我们成功编译了Android 4.4.4_r1源码并刷入系统了 Nexus 5 设备,下面是设置界面的信息。上面显示的内核版本信息是3.4.0-gd59db4e,内核的编译时间是Mon Mar 17 15:16:36 PDT 2014,也就是说内核之前就已经编译过了,我们编译系统源码的时候并没有编译内核源码!那么编译好的内核文件放在了哪里呢?答案是device/<vendor>/<name>目录,针对Nexus 5 设备,就是device/lge/hammerhead-kernel目录

这里写图片描述    

系统源码和内核源码是可以分开编译的,如果仅仅对内核修改,就没必要编译系统源码。所以下面的过程是在假设我们没有下载系统源码的情况下操作的!为了编译成功,没下载系统源码的同学一定要 参考 一、记一次Android系统源码下载过程一文把编译环境配置一下。类似于Android源码根目录,可以新建一个内核编译项目的根目录文件夹AndroidKernal,把后面的各种操作下载在该目录下进行。至于已经下载系统源码的同学,就在Android系统源码根目录下新建kernel文件夹作为根目录。Google 官方教程:https://source.android.com/source/building-kernels    

一、选择内核项目

我们首先应当确定自己设备所对应的内核。Google官方给出了二进制文件的名称及内核源代码所在Android源码树中的位置:(这时内核源代码还没有下载本地)

这里写图片描述    

各个版本内核源码项目所对应的下载命令:Google也给出了相应的下载命令:

$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/common.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/hikey-linaro
$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/x86_64.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/exynos.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/goldfish.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/msm.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/omap.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/samsung.git$ git clone https://android.googlesource.com/kernel/tegra.git
   

由于网络连接问题,可以把上面所有 git clone命令中https://android.googlesource.com/网址换成清华镜像站的https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/ 网址。

各个内核项目所支持的设备

  • goldfish 项目包含适用于所模拟的平台的内核源代码。
  • msm 项目包含适用于 ADP1、ADP2、Nexus One、Nexus 4、Nexus 5、Nexus 6、Nexus 5X、Nexus 6P、Nexus 7 (2013)、Pixel 和 Pixel XL 的源代码,可用作使用 Qualcomm MSM 芯片组的起点。
  • omap 项目用于 PandaBoard 和 Galaxy Nexus,可用作使用 TI   OMAP 芯片组的起点。
  • samsung 项目用于 Nexus S,可用作使用 Samsung Hummingbird 芯片组的起点。
  • tegra 项目用于 Xoom、Nexus 7 (2012)、Nexus 9,可用作使用 NVIDIA Tegra 芯片组的起点。
  • exynos 项目包含适用于 Nexus 10 的内核源代码,可用作使用 Samsung Exynos 芯片组的起点。
  • x86_64 项目包含适用于 Nexus Player 的内核源代码,可用作使用 Intel x86_64 芯片组的起点。
  • hikey-linaro 项目用于 HiKey 参考板,可用作使用 HiSilicon 620 芯片组的起点。

我用是Nexus 5手机, 代号 harmmerhead(锤头),查找上表知道,内核二进制文件所在系统源码树的device/lge/hammerhead-kernel目录,内核源码在系统源码树的kernel/msm目录,内核对应的编译配置为hammerhead_defconfig,  该版本内核项目对应的下载命令为

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/msm.git
   

二、下载内核源码项目,检出内核分支代码

msm内核项目是Google公司针对高通msm移动芯片组(骁龙处理器)而开发的内核项目,我们在之前创建的AndroidKernel目录下执行git命令下载该项目(已经下载Android系统源码的同学在系统根目录下创建kernel目录下进行下载)

$ git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/msm.git
   

这里写图片描述    

这时msm 项目的.git仓库 下载到了新创建的msm目录中,而msm内核的代码还没有从本地.git仓库中检出来,所以整个msm目录空空的。
进入 msm 目录后,查看msm项目的所有分支。下面的只列出了Nexus 5(代号:harmmerhead)相关的内核分支

aosp444@aosp444-virtual-machine:~/AndroidKernel/msm$ git branch -a* master
  remotes/origin/HEAD -> origin/master
  remotes/origin/android-4.4
  remotes/origin/android-4.4.y
  remotes/origin/android-msm-2.6.35
  remotes/origin/android-msm-3.9-usb-and-mmc-hacks......
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-kitkat-mr1
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-kitkat-mr2
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-kk-fr1
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-kk-fr2
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-kk-r1
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-l-preview
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-lollipop-mr1
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-lollipop-mr1.1
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-lollipop-release
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-m-preview
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-marshmallow
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-marshmallow-mr1
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-marshmallow-mr2
  remotes/origin/android-msm-hammerhead-3.4-marshmallow-mr3......
   

该检出哪个分支呢?由于我不是特别熟悉git 命令操作,并不能根据git日志详细区分各个版本之间的区别。AOSP前技术领导人Jean-Baptiste Queru在给一位内核开发提交者的邮件中写道,在安卓分支后缀中,mr = "maintenance release", fr = "factory rom".,分支的名字在开发中是不断变化,最好以commid id进行提交。那么我们就以commid id进行检出。官方给出的实例是按分支名进行下载,但是我暂时确定不了分支,所以采用了commid id这种方式。
那么我们怎么获得内核的版本信息与其中commid id呢?

官方给出了一条通用的命令,来获得指定二进制内核文件的版本信息

dd if=kernel bs=1 skip=$(LC_ALL=C grep -a -b -o $'\x1f\x8b\x08\x00\x00\x00\x00\x00' kernel | cut -d ':' -f 1) | zgrep -a 'Linux version'
   

例:
这里写图片描述    

而Nexus 5 设备的内核名为zImage-dtb,官方给出的针对该设备的命令是:

$ dd if=zImage-dtb bs=1 skip=$(LC_ALL=C od -Ad -x -w2 zImage-dtb | grep 8b1f | cut -d ' ' -f1 | head -1) | zgrep -a 'Linux version'
   

这里写图片描述    

事实上,我们可以在设置 > 关于手机 > 内核版本 中直接查看内核版本信息,也可以通过cat /proc/version 命令查看。内核版本信息的格式为kernel version-gXXXXXXX,其中 XXXXXXX部分的值是git提交中 的short commit id的值(即kernel version-g<short commit id>),short commit id的值为commit id值的前7位。Nexus 5   设备Adnroid 4.4.4_r1版本 AOSP自带的内核值是`3.4.0-gd59db4e , 并且刷入手机能正常运行。
检出带代码有两种方式(推荐第二种):
一、直接  short commit  id = d59db4e 来检出分支。

$ git checkout d59db4e
   

这里写图片描述    

检出代码后的msm目录:

这里写图片描述    

二、确定 short commit id  所在的分支,按分支进行检出(推荐)

在本地 git clone msm 项目后,本地只有一个’master’ 分支,我们可以执行git branch -r --contains  d59db4e   命令来查看包含 d59db4ecommit id 的分支
这里写图片描述    

然后我们可以在远程分支的基础上在本地分化出一个新的分支来

$ git checkout -b android-msm-hammerhead-3.4-kitkat-mr2  origin/android-msm-hammerhead-3.4-kitkat-mr2
   

我们输入git log 命令,发现d59db4e 值就是android-msm-hammerhead-3.4-kitkat-mr2最后一次提交的 short commit id

这里写图片描述    

三、下载预编译工具链,添加路径到PATH中

1.下载 gcc交叉编译工具链

之前下载过AOSP源码树的同学,就不用再下载预编译工具链了,AOSP跟目录中后该工具链。没有下载AOSP源码树的同学,在AndroidKernel目录下执行该执行进行下载:

$  git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-eabi-4.6
   

这里写图片描述    

2.配置交叉工具链路径到环境变量中

已经下载 AOSP源码树的同学,进入的源码树根目录下 ,重新执行source build/envsetup.sh命令就会自动配置好环境变量。
  没有下载源树的同学,在AndroidKernel目录下执行export PATH=$(pwd)/arm-eabi-4.6/bin:$PATH就会配置到环境变量中。

这里写图片描述    

注意上述两种方法都是在命令行中配置的,计算机重启后会消失需重新配置,可将交叉编译工具的的bin路径写到~/.bashrc文件中

四、配置编译选项,进行编译

编译前,一定要确定交叉工具链的路径在PATH 变量中。
在内核交叉编译前,配置一下编译选项

$ export ARCH=arm   //指明目标体系架构,arm、x86、arm64、
$ export CROSS_COMPILE=arm-eabi-  //指定使用的交叉编译器的前缀
   

进入到msm 目录,配置

$ cd msm
$ make hammerhead_defconfig
   

这里写图片描述    

执行 make 命令进行编译

$ make
   

编译成功后,会提示

这里写图片描述    

这时会在arch/arm/boot/ 目录生成 ImagezImagezImage-dtb 三个文件 。其中zImage-dtb 就是之前使用的内核二进制文件。

五、对boot.img 文件进行重打包

一、准备bootimg-tools工具

bootimg-tools工具是一款基于mkbootimg开发的boot.img 解包重打包C语言工具,github地址:https://github.com/pbatard/bootimg-tools
在乌班图上用下面的命令下载:

$ git clone https://github.com/pbatard/bootimg-tools.git
   

下载后进入bootimg-tools目录,执行make 命令编译该项目,在 makebootimg目录下生成了相应的二进制执行文件,将该二进制文件所在路径添加到 PATH路径中

$ make
   

这里写图片描述    

二、使用 unmkbootimg 二进制文件进行解包

$ unmkbootimg -i boot.img
   

解包后生成 kernel  和 ramdisk.cpio.gz 两个文件

这里写图片描述    

三、用unmkbootimg 将之前编译生成的 zImage-dtb  替换kernel 进行重打包

$ mkbootimg --base 0 --pagesize 2048 --kernel_offset 0x00008000 --ramdisk_offset 0x02900000 --second_offset 0x00f00000 --tags_offset 0x02700000 --cmdline 'console=ttyHSL0,115200,n8 androidboot.hardware=hammerhead user_debug=31 maxcpus=2 msm_watchdog_v2.enable=1' --kernel zImage-dtb  --ramdisk ramdisk.cpio.gz -o bootnew.img
   

这里写图片描述    

六、将新生成的bootnew.img刷入设备

输入下面的命令进入fastboot 模式,并解锁

$ adb reboot bootloader
$ fastboot oem unlock
   

bootloader模式下输入下面的命令将bootnew.img 刷入boot分区

$ fastboot flash boot bootnew.img
   

这里写图片描述    

七、修改内核源码中的调试标志位

如果我们用推荐的第二种方式下载内核源码,输入git branch命令可以查看当前已经切换到分支

这里写图片描述    

我们可用git 工具对修改的内核源码进行版本控制。
下面修改相应的调试标志位:
第一处 msm/fs/proc/base.c文件 273行 proc_pid_wchan 函数修改为(主要对285行进行了修改)

static int proc_pid_wchan(struct task_struct *task, char *buffer)
{    unsigned long wchan;    char symname[KSYM_NAME_LEN];

    wchan = get_wchan(task);   
     if (lookup_symbol_name(wchan, symname) < 0)  
           if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ))   
                    return 0;        
           else            
                 return sprintf(buffer, "%lu", wchan);
       else{   
                if (strstr(symname, "trace")) {   
                   return sprintf(buffer, "%s", "sys_epoll_wait");
            } 
        return sprintf(buffer, "%s", symname);
       }
}
   

第二处 msm/fs/proc/array.c 文件 134行

static const char * const task_state_array[] = {    "R (running)",      /*   0 */  
      "S (sleeping)",     /*   1 */  
      "D (disk sleep)",   /*   2 */  
      "S (sleeping)",     /*   4 */   
      "S (sleeping)",         /*   8 */ 
      "Z (zombie)",       /*  16 */  
      "X (dead)",     /*  32 */   
      "x (dead)",     /*  64 */  
      "K (wakekill)",     /* 128 */ 
      "W (waking)",       /* 256 */
      };
   

第三处  msm/fs/proc/array.c 文件 180行

seq_printf(m,     
      "State:\t%s\n"        "Tgid:\t%d\n"        "Pid:\t%d\n"        "PPid:\t%d\n"        "TracerPid:\t%d\n"        "Uid:\t%d\t%d\t%d\t%d\n"        "Gid:\t%d\t%d\t%d\t%d\n",
        get_task_state(p),
        task_tgid_nr_ns(p, ns),
        pid_nr_ns(pid, ns),
        ppid, /*tpid*/0,
        cred->uid, cred->euid, cred->suid, cred->fsuid,
        cred->gid, cred->egid, cred->sgid, cred->fsgid);
   

修改完成后,将修改后的base.carray.c文件提交到本地仓库

$ git add array.c base.c
$ git commit  -m "change kernel anti flags"
   

再次按 上面的 三~ 六 步骤 编译内核重新生成boot.timg刷入手机

这里写图片描述    

测了一下 TracerPid值为0

这里写图片描述    

参考资料:
1.https://groups.google.com/forum/#!msg/android-building/5SKMilqvXys/LgbF576GF-YJ
2.https://softwarebakery.com/building-the-android-kernel-on-linux
3.http://marcin.jabrzyk.eu/posts/2014/05/building-and-booting-nexus-5-kernel
4.http://blog.csdn.net/qq1084283172/article/details/54880488    

   

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整理的不错,唯一的不足就是代码的排版比较乱。
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下载  gcc交叉编译工具链的那一个  git  clone是找不到库的
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