Linux‑ядро в Termux: компиляция кастомных модулей, патчей и отладка драйверов на Android

Termux открывает разработчикам Android доступ к полноценному Linux‑окружению. Одним из самых мощных сценариев использования является работа с ядром Linux: сборка кастомных модулей, внедрение патчей и отладка драйверов непосредственно на устройстве. В этой статье мы рассмотрим пошаговый процесс, позволяющий превратить ваш смартфон в полноценную платформу для kernel‑разработки.

Подготовка окружения

Для начала необходимо установить набор пакетов, которые обеспечат компилятор, инструменты сборки и зависимости.

apt update && apt upgrade -y
apt install -y build-essential clang python git wget curl zip unzip ncurses-dev bc flex bison libssl-dev libelf-dev libncurses5-dev libncursesw5-dev

Termux использует clang в качестве компилятора по умолчанию, что упрощает кросс‑компиляцию под архитектуру ARM/ARM64.

Получение исходных кодов ядра

Существует несколько вариантов получения исходников: официальные репозитории AOSP, готовые tar‑архивы от производителей или форк‑репозитории на GitHub. Для примера возьмём официальные исходники Android 13 (R).

mkdir -p $HOME/kernel && cd $HOME/kernel
wget https://android.googlesource.com/kernel/common/+archive/refs/heads/android13-5.10.tar.gz -O android13.tar.gz
tar -xzf android13.tar.gz --strip-components=1

После распаковки в каталоге $HOME/kernel появятся все файлы ядра.

Конфигурация ядра для Termux

Для успешной сборки необходимо правильно задать параметры компилятора и конфигурацию ядра. Мы будем использовать кросс‑компилятор clang, который уже установлен в Termux.

# Установим переменные окружения
export ARCH=arm64
export SUBARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=clang
export CLANG_TRIPLE=aarch64-linux-android-

# Сгенерируем базовую конфигурацию (пример для Pixel 6)
make defconfig
# При необходимости включаем нужные модули
make menuconfig

В menuconfig можно добавить собственные модули, установить их тип как M (модуль) и сохранить конфигурацию.

Компиляция кастомных модулей

Допустим, нам нужен модуль my_netfilter, расположенный в drivers/net/. Добавьте его в дерево исходников и укажите в Kconfig и Makefile соответствующие параметры.

# Пример записи в Kconfig
config MY_NETFILTER
    tristate "My custom netfilter module"
    depends on NETFILTER
    help
      Simple example of a custom netfilter module.

# Пример Makefile
obj-$(CONFIG_MY_NETFILTER) += my_netfilter.o

После внесения изменений запустите полную сборку ядра или только модулей.

# Сборка только модулей
make modules -j$(nproc)

Полученный .ko‑файл будет находиться в соответствующем каталоге (drivers/net/).

Применение патчей к ядру

Для внедрения изменений в существующее ядро удобно использовать git apply или patch. Предположим, у вас есть патч fix-bug.patch в корне дерева.

git apply ../fix-bug.patch
# или
patch -p1 < ../fix-bug.patch

После применения патча выполните повторную сборку нужных компонентов.

Отладка драйверов на Android

Для отладки используем набор инструментов:

dmesg – просмотр сообщений ядра.
logcat – системный журнал Android.
gdbserver в сочетании с gdb-multiarch на хосте.

Пример запуска gdbserver на устройстве:

adb push gdbserver /data/local/tmp/
adb shell chmod +x /data/local/tmp/gdbserver
adb shell /data/local/tmp/gdbserver :1234 /system/bin/sh

На рабочей станции подключаемся:

gdb-multiarch
(gdb) target remote :1234
(gdb) file path/to/vmlinux
(gdb) break my_netfilter_init
(gdb) continue

Таким образом, можно пошагово отлаживать собственные модули, наблюдать значения переменных и анализировать стек вызовов.

Полезные советы и лучшие практики

Сохраняйте конфигурацию. После каждой успешной сборки делайте make savedefconfig и храните defconfig в репозитории.
Минимизируйте размер образа. Отключайте ненужные драйверы в menuconfig – это ускорит сборку и упростит отладку.
Используйте кэш компиляции. Параметр CCACHE=1 в Makefile позволяет повторно использовать объектные файлы.
Тестируйте на реальном устройстве. После установки модуля через insmod проверяйте dmesg на наличие ошибок.
Автоматизируйте процесс. Скрипты на Bash или Python помогут быстро собрать, установить и протестировать изменения.

Заключение

Termux предоставляет уникальную возможность работать с Linux‑ядром напрямую на Android‑устройстве. Благодаря полностью открытой системе сборки, поддержке clang и мощным отладочным инструментам вы можете разрабатывать, патчить и отлаживать драйверы без необходимости в отдельном ПК.

Если вам нужна профессиональная поддержка в области разработки кастомных ядер, создания и интеграции модулей, проведения аудита безопасности или отладки драйверов, команда RybinskLab готова помочь. Мы предоставляем услуги по:

Разработке и адаптации ядра Linux под специфическое оборудование;
Созданию и интеграции пользовательских драйверов;
Проведению комплексного тестирования и отладки в реальном времени;
Консультациям и обучению персонала работе с Termux и Android‑kernel.

Свяжитесь с нами, чтобы ускорить ваш проект и получить экспертную поддержку от лидеров индустрии.