Заголовок загрузочного образа

В Android 9 в заголовке образа загрузки появилось поле версии, что позволяет обновлять заголовок, сохраняя обратную совместимость. Загрузчик должен проверить поле версии заголовка и проанализировать его соответствующим образом. Устройства, запускаемые с:

• Android 13 может использовать загрузочный заголовок версии 3 или 4. Для устройств, поддерживающих архитектуру Generic Kernel Image (GKI) , основным загрузочным образом является версия 4, а поле os_version в загрузочном заголовке должно быть равно нулю. Предполагается, что загрузчик устройства получит информацию о версии из свойств Android Verified Boot (AVB) .
• Android 12 может использовать загрузочный заголовок версии 3 или 4. Для устройств, поддерживающих архитектуру Generic Kernel Image (GKI) , версия 4 является основным загрузочным образом.
• Android 11 может использовать загрузочный заголовок версии 3. Для устройств, поддерживающих архитектуру Generic Kernel Image (GKI) , эту версию необходимо использовать для основного загрузочного образа.
• Android 10 должен использовать загрузочный заголовок версии 2.
• Android 9 должен использовать загрузочный заголовок версии 1.
• Android 8 и ниже считаются использующими заголовок загрузочного образа версии 0.

Для всех устройств под управлением Android 9 и выше Vendor Test Suite (VTS) проверяет формат образа boot/recovery чтобы убедиться, что заголовок образа загрузки использует правильную версию. Подробную информацию AOSP о всех поддерживаемых заголовках образов загрузки и загрузочных образов поставщика можно найти в файле system/tools/mkbootimg/include/bootimg/bootimg.h .

Реализовать управление версиями заголовка загрузочного образа

Инструмент mkbootimg принимает следующие аргументы.

Устройство BoardConfig.mk использует конфигурацию BOARD_MKBOOTIMG_ARGS для добавления header version к другим аргументам mkbootimg , специфичным для платы. Например:

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

Система сборки Android использует переменную BoardConfig BOARD_PREBUILT_DTBOIMAGE для установки аргумента recovery_dtbo инструмента mkbootimg при создании образа восстановления. Подробную информацию об изменениях в Android Open Source Project (AOSP) см. в соответствующих списках изменений для управления версиями заголовков загрузочных образов .

Заголовок загрузочного образа, версия 4

В Android 12 в заголовке образа загрузки версии 4 присутствует параметр boot_signature , который можно использовать для проверки целостности ядра и RAM-диска. Проверка выполняется в VtsSecurityAvbTest и требуется для устройств с архитектурой GKI. Однако параметр boot_signature не участвует в процессе проверки загрузки, специфичном для устройства, и используется только в VTS. Подробнее см. в разделе «Конфигурация платы GKI boot.img» и «Параметры проверенной загрузки GKI» .

Заголовок загрузочного образа поставщика версии 4 поддерживает несколько фрагментов ramdisk поставщика.

Версия 4 заголовка загрузочного образа использует следующий формат.

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 */
};

Заголовок загрузочного образа, версия 3

Android 11 обновляет заголовок загрузочного образа до версии 3, которая удаляет следующие данные:

• Загрузчик второго уровня. Поля second_size и second_addr больше не отображаются в заголовке загрузочного образа. Устройства с загрузчиком второго уровня должны хранить его в отдельном разделе.

• Образ для восстановления. Требование указывать образ для восстановления устарело, а поля recovery_dtbo_size , recovery_dtbo_offset , recovery_acpio_size и recovery_acpio_offset больше не отображаются в заголовке образа загрузки.

  • Устройства A/B используют схему обновления и восстановления, которая исключает необходимость указания образа DTBO или ACPIO для восстановления.

  • Устройства, не относящиеся к A/B, на которых требуется указать образ восстановления (DTBO или ACPIO), должны использовать версию заголовка загрузочного образа 1 или 2.

• Дерево устройств (DTB). DTB хранится в загрузочном разделе поставщика , поэтому поля dtb_size и dtb_addr больше не отображаются в заголовке загрузочного образа (но присутствуют в заголовке загрузочного образа поставщика).

Устройства могут использовать заголовок загрузочного образа версии 3 для соответствия архитектуре Generic Kernel Image (GKI) , которая унифицирует ядро ​​и перемещает модули вендора, необходимые для загрузки, в раздел vendor_boot (то есть загрузочный образ содержит только компоненты GKI). Устройства, которые:

• Используйте GKI (требуется ядро ​​android-4.19 или android-5.4), но не используйте обновления A/B. Можно указать образ восстановления, используя загрузочный образ версии 3 для загрузочного образа и загрузочный образ версии 2 для образа восстановления.

• Не используйте GKI и не используйте обновления A/B. Можно указать образ восстановления, используя загрузочный образ версии 1 или 2 как для загрузочного образа, так и для образа восстановления.

Версия 3 заголовка загрузочного образа использует следующий формат.

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];
};

Заголовок загрузочного образа, версия 2

Android 10 обновляет заголовок загрузочного образа до версии 2, в которой добавлен раздел для информации о восстановленном образе DTB (размер образа и физический адрес загрузки).

Версия 2 заголовка загрузочного образа использует следующий формат.

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 */
};

Заголовок загрузочного образа, версия 1

Android 9 преобразует unused поле заголовка загрузочного образа в поле версии заголовка. Устройства с Android 9 должны использовать заголовок загрузочного образа с версией заголовка 1 или выше (это подтверждается VTS).

Версия 1 заголовка загрузочного образа использует следующий формат.

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 */
};

Устройства, не относящиеся к A/B, могут указать образ наложения DTB/ACPI для восстановления , чтобы снизить вероятность сбоев беспроводного обновления (OTA). (У устройств A/B такой проблемы нет, и им не нужно указывать образ наложения.) Можно указать либо образ DTBO, либо образ ACPIO, но не оба одновременно (поскольку они используются разными архитектурами). Чтобы правильно настроить заголовок загрузочного образа, при использовании:

• Образ DTBO для восстановления, включите поля recovery_dtbo_size и recovery_dtbo_offset (и не включайте поля recovery_acpio_size и recovery_acpio_offset ).

• Образ ACPIO для восстановления, включите поля recovery_acpio_size и recovery_acpio_offset (и не включайте поля recovery_dtbo_size и recovery_dtbo_offset ).

Поле header_size содержит размер заголовка загрузочного образа. Если версия заголовка загрузочного образа равна 1, поле id содержит дайджест SHA-1 для раздела recovery_[dtbo|acpio] загрузочного образа, а также для разделов kernel , ramdisk и second sections . Подробнее о полях recovery_[dtbo|acpio]_size и recovery_[dtbo|acpio]_offset см. в разделе Recovery Images .

Заголовок устаревшего загрузочного образа, версия 0

Устройства, выпущенные до Android 9 с устаревшим заголовком загрузочного образа, считаются использующими заголовок загрузочного образа версии 0.

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];
};