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Encabezado de imagen de arranque

Android 9 introdujo un campo de versión en el encabezado de la imagen de arranque, lo que permite actualizaciones del encabezado y mantiene la compatibilidad con versiones anteriores. El cargador de arranque debe verificar el campo de versión del encabezado y analizar el encabezado en consecuencia. Dispositivos que se inician con:

  • Android 12 puede usar la versión 3 o 4 del encabezado de arranque. Para los dispositivos compatibles con la arquitectura de imagen de kernel genérica (GKI) , la versión 4 es la imagen de arranque principal.
  • Android 11 puede usar la versión 3 del encabezado de arranque. Para los dispositivos compatibles con la arquitectura de imagen de kernel genérica (GKI) , esta versión debe usarse para la imagen de arranque principal.
  • Android 10 debe usar la versión 2 del encabezado de arranque.
  • Android 9 debe usar la versión 1 del encabezado de arranque.
  • Se considera que Android 8 y versiones anteriores usan un encabezado de imagen de arranque versión 0.

Para todos los dispositivos que se ejecutan con Android 9 o superior, Vendor Test Suite (VTS) verifica el formato de la imagen de boot/recovery para asegurarse de que el encabezado de la imagen de inicio use la versión correcta. Para ver los detalles de AOSP en todos los encabezados de imagen de arranque y de arranque del proveedor admitidos actualmente, consulte system/tools/mkbootimg/include/bootimg/bootimg.h .

Implementación del control de versiones del encabezado de la imagen de arranque

La herramienta mkbootimg acepta los siguientes argumentos.

Argumento Descripción
header_version Establece la versión del encabezado de la imagen de arranque. Una imagen de arranque con una versión de encabezado:
  • 1 o 2 admite una imagen DTBO de recuperación o una imagen ACPIO de recuperación.
  • 3 no admite imágenes de recuperación.
recovery_dtbo Usado para arquitecturas que usan DTB. Especifica la ruta a la imagen DTBO de recuperación. Opcional para dispositivos A/B, que no necesitan una imagen de recuperación. Dispositivos no A/B que usan header_version :
  • 1 o 2 pueden especificar esta ruta o usar la sección recovery_acpio para especificar una ruta a una imagen ACPIO de recuperación.
  • 3 no puede especificar una imagen DTBO de recuperación.
recovery_acpio Se utiliza para arquitecturas que utilizan ACPI en lugar de DTB. Especifica la ruta a la imagen ACPIO de recuperación. Opcional para dispositivos A/B, que no necesitan una imagen de recuperación. Dispositivos no A/B que usan header_version :
  • 1 o 2 pueden especificar esta ruta o usar la sección recovery_dtbo para especificar una ruta a una imagen DTBO de recuperación.
  • 3 no puede especificar una imagen ACPIO de recuperación.
dtb Ruta a la imagen DTB que se incluye en las imágenes de arranque/recuperación.
dtb_offset Cuando se agrega al argumento base , proporciona la dirección de carga física para el árbol de dispositivos final. Por ejemplo, si el argumento base es 0x10000000 y el argumento dtb_offset es 0x01000000 , el dtb_addr_field en el encabezado de la imagen de arranque se completa como 0x11000000 .

El dispositivo BoardConfig.mk usa la configuración BOARD_MKBOOTIMG_ARGS para agregar la header version a los otros argumentos específicos de la placa de mkbootimg . Por ejemplo:

BOARD_MKBOOTIMG_ARGS := --ramdisk_offset $(BOARD_RAMDISK_OFFSET) --tags_offset $(BOARD_KERNEL_TAGS_OFFSET) --header_version $(BOARD_BOOTIMG_HEADER_VERSION)

El sistema de compilación de Android usa la variable BoardConfig BOARD_PREBUILT_DTBOIMAGE para establecer el argumento recovery_dtbo de la herramienta mkbootimg durante la creación de la imagen de recuperación. Para obtener detalles sobre los cambios del Proyecto de código abierto de Android (AOSP), revise las listas de cambios asociadas para el control de versiones del encabezado de la imagen de arranque .

Encabezado de imagen de arranque, versión 4

Android 12 proporciona una boot_signature de arranque en el encabezado de la imagen de arranque versión 4, que se puede usar para verificar la integridad del kernel y el ramdisk. La verificación se realiza en VtsSecurityAvbTest y es necesaria para los dispositivos que utilizan la arquitectura GKI 2.0. Sin embargo, boot_signature no está involucrado en el proceso de arranque verificado específico del dispositivo y solo se usa en VTS. Consulte Integración boot.img de GKI 2.0 para obtener más detalles.

La versión 4 del encabezado de la imagen de arranque del proveedor admite fragmentos ramdisk de varios proveedores.

La versión 4 de la versión del encabezado de la imagen de arranque utiliza el siguiente formato.

struct boot_img_hdr
{
#define BOOT_MAGIC_SIZE 8
    uint8_t magic[BOOT_MAGIC_SIZE];

    uint32_t kernel_size;    /* size in bytes */
    uint32_t ramdisk_size;   /* size in bytes */

    uint32_t os_version;

    uint32_t header_size;    /* size of boot image header in bytes */
    uint32_t reserved[4];
    uint32_t header_version; /* offset remains constant for version check */

#define BOOT_ARGS_SIZE 512
#define BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE 1024
    uint8_t cmdline[BOOT_ARGS_SIZE + BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE];

    uint32_t signature_size; /* size in bytes */
};

Encabezado de imagen de arranque, versión 3

Android 11 actualiza el encabezado de la imagen de arranque a la versión 3, que elimina los siguientes datos:

  • Cargador de arranque de segunda etapa. Los campos second_size y second_addr ya no aparecen en el encabezado de la imagen de arranque. Los dispositivos con un cargador de arranque de segunda etapa deben almacenar ese cargador de arranque en su propia partición.

  • Imagen de recuperación. El requisito de especificar una imagen de recuperación quedó obsoleto y los campos recovery_dtbo_size , recovery_dtbo_offset , recovery_acpio_size y recovery_acpio_offset ya no aparecen en el encabezado de la imagen de arranque.

    • Los dispositivos A/B utilizan un esquema de actualización y recuperación que hace innecesario especificar una imagen DTBO o ACPIO para la recuperación.

    • Los dispositivos que no sean A/B que deseen especificar una imagen de recuperación (ya sea DTBO o ACPIO) deben usar la versión 1 o 2 del encabezado de la imagen de arranque.

  • Blob de árbol de dispositivos (DTB). El DTB se almacena en la partición de inicio del proveedor , por lo que los campos dtb_size y dtb_addr ya no aparecen en el encabezado de la imagen de inicio (pero están presentes en el encabezado de la imagen de inicio del proveedor).

Los dispositivos pueden usar la versión 3 del encabezado de la imagen de inicio para cumplir con la arquitectura Generic Kernel Image (GKI) , que unifica el kernel central y mueve los módulos del proveedor necesarios para el inicio a la partición vendor_boot (lo que significa que la imagen de inicio contiene solo componentes GKI). Dispositivos que:

  • Use GKI (requiere el kernel android-4.19 o android-5.4) pero no use actualizaciones A/B puede especificar una imagen de recuperación usando la imagen de arranque versión 3 para la imagen de arranque y la imagen de arranque versión 2 para la imagen de recuperación.

  • No use GKI y no use actualizaciones A/B puede especificar una imagen de recuperación usando la imagen de arranque versión 1 o 2 para las imágenes de arranque y de recuperación.

La versión 3 de la versión del encabezado de la imagen de arranque usa el siguiente formato.

struct boot_img_hdr
{
#define BOOT_MAGIC_SIZE 8
    uint8_t magic[BOOT_MAGIC_SIZE];

    uint32_t kernel_size;    /* size in bytes */
    uint32_t ramdisk_size;   /* size in bytes */

    uint32_t os_version;

    uint32_t header_size;    /* size of boot image header in bytes */
    uint32_t reserved[4];
    uint32_t header_version; /* offset remains constant for version check */

#define BOOT_ARGS_SIZE 512
#define BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE 1024
    uint8_t cmdline[BOOT_ARGS_SIZE + BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE];
};

Encabezado de imagen de arranque, versión 2

Android 10 actualiza el encabezado de la imagen de arranque a la versión 2, que agrega una sección para recuperar la información de la imagen DTB (tamaño de la imagen y dirección de carga física).

La versión 2 de la versión del encabezado de la imagen de arranque usa el siguiente formato.

struct boot_img_hdr
{
    uint8_t magic[BOOT_MAGIC_SIZE];
    uint32_t kernel_size;               /* size in bytes */
    uint32_t kernel_addr;               /* physical load addr */

    uint32_t ramdisk_size;              /* size in bytes */
    uint32_t ramdisk_addr;              /* physical load addr */

    uint32_t second_size;               /* size in bytes */
    uint32_t second_addr;               /* physical load addr */

    uint32_t tags_addr;                 /* physical addr for kernel tags */
    uint32_t page_size;                 /* flash page size we assume */
    uint32_t header_version;
    uint32_t os_version;
    uint8_t name[BOOT_NAME_SIZE];       /* asciiz product name */
    uint8_t cmdline[BOOT_ARGS_SIZE];
    uint32_t id[8];                     /* timestamp / checksum / sha1 / etc */
    uint8_t extra_cmdline[BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE];
    uint32_t recovery_[dtbo|acpio]_size;    /* size of recovery image */
    uint64_t recovery_[dtbo|acpio]_offset;  /* offset in boot image */
    uint32_t header_size;               /* size of boot image header in bytes */
    uint32_t dtb_size;                  /* size of dtb image */
    uint64_t dtb_addr;                  /* physical load address */
};

Encabezado de imagen de arranque, versión 1

Android 9 convierte el campo unused del encabezado de la imagen de arranque en un campo de versión del encabezado. Los dispositivos que se inician con Android 9 deben usar el encabezado de la imagen de arranque con la versión del encabezado configurada en 1 o superior (esto lo verifica VTS).

La versión 1 de la versión del encabezado de la imagen de arranque usa el siguiente formato.

struct boot_img_hdr
{
    uint8_t magic[BOOT_MAGIC_SIZE];
    uint32_t kernel_size;               /* size in bytes */
    uint32_t kernel_addr;               /* physical load addr */
    uint32_t ramdisk_size;              /* size in bytes */
    uint32_t ramdisk_addr;              /* physical load addr */

    uint32_t second_size;               /* size in bytes */
    uint32_t second_addr;               /* physical load addr */

    uint32_t tags_addr;                 /* physical addr for kernel tags */
    uint32_t page_size;                 /* flash page size we assume */
    uint32_t header_version;
    uint32_t os_version;
    uint8_t name[BOOT_NAME_SIZE];       /* asciiz product name */
    uint8_t cmdline[BOOT_ARGS_SIZE];
    uint32_t id[8];                     /* timestamp / checksum / sha1 / etc */
    uint8_t extra_cmdline[BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE];
    uint32_t recovery_[dtbo|acpio]_size;    /* size of recovery image */
    uint64_t recovery_[dtbo|acpio]_offset;  /* offset in boot image */
    uint32_t header_size;               /* size of boot image header in bytes */
};

Los dispositivos que no son A/B pueden especificar una imagen de superposición DTB/ACPI para la recuperación para ayudar a mitigar las fallas de actualización inalámbrica (OTA). (Los dispositivos A/B no tienen este problema y no necesitan especificar una imagen de superposición). Puede especificar una imagen DTBO o una imagen ACPIO, pero no ambas (porque las utilizan arquitecturas diferentes). Para configurar correctamente el encabezado de la imagen de arranque, al usar:

  • Una imagen DTBO para la recuperación, incluya los campos recovery_dtbo_size y recovery_dtbo_offset (y no incluya los campos recovery_acpio_size y recovery_acpio_offset ).

  • Una imagen ACPIO para la recuperación, incluya los campos recovery_acpio_size y recovery_acpio_offset (y no incluya los campos recovery_dtbo_size y recovery_dtbo_offset ).

El campo header_size contiene el tamaño del encabezado de la imagen de arranque. Si la versión del encabezado de la imagen de arranque se establece en 1, el campo id contiene el resumen SHA-1 para la sección recovery_[dtbo|acpio] de la imagen de arranque, además de las secciones kernel , ramdisk y second sections . Para obtener detalles sobre los recovery_[dtbo|acpio]_size y recovery_[dtbo|acpio]_offset , consulte Imágenes de recuperación .

Encabezado de imagen de arranque heredado, versión 0

Se considera que los dispositivos lanzados antes de Android 9 que usan el encabezado de la imagen de arranque heredada usan una versión 0 del encabezado de la imagen de arranque.

struct boot_img_hdr
{
    uint8_t magic[BOOT_MAGIC_SIZE];
    uint32_t kernel_size;                /* size in bytes */
    uint32_t kernel_addr;                /* physical load addr */

    uint32_t ramdisk_size;               /* size in bytes */
    uint32_t ramdisk_addr;               /* physical load addr */

    uint32_t second_size;                /* size in bytes */
    uint32_t second_addr;                /* physical load addr */

    uint32_t tags_addr;                  /* physical addr for kernel tags */
    uint32_t page_size;                  /* flash page size we assume */
    uint32_t unused;
    uint32_t os_version;
    uint8_t name[BOOT_NAME_SIZE];        /* asciiz product name */
    uint8_t cmdline[BOOT_ARGS_SIZE];
    uint32_t id[8];                      /* timestamp / checksum / sha1 / etc */
    uint8_t extra_cmdline[BOOT_EXTRA_ARGS_SIZE];
};