Заголовок загрузочного образа

В Android 9 было введено поле версии в заголовке образа загрузки, что позволило обновлять заголовок, сохраняя при этом обратную совместимость. Загрузчик должен проверять поле версии в заголовке и соответствующим образом анализировать его. Устройства, запускающиеся с:

• В Android 13 можно использовать заголовочный файл версии 3 или 4. Для устройств, поддерживающих архитектуру Generic Kernel Image (GKI) , основной загрузочный образ — это версия 4, и поле os_version в заголовочном файле должно быть равно нулю. Предполагается, что загрузчик устройства будет получать 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) , основным загрузочным образом является версия 4.
• Android 11 может использовать заголовочный файл версии 3. Для устройств, поддерживающих архитектуру Generic Kernel Image (GKI) , в качестве основного загрузочного образа необходимо использовать именно эту версию.
• В Android 10 необходимо использовать заголовочный файл версии 2.
• В Android 9 необходимо использовать заголовочный файл версии 1.
• В Android 8 и более ранних версиях считается, что используется версия заголовка образа загрузки 0.

Для всех устройств под управлением Android 9 или выше набор тестов поставщика (VTS) проверяет формат образа boot/recovery , чтобы убедиться, что заголовок образа загрузки использует правильную версию. Для просмотра подробной информации о всех поддерживаемых заголовках образов загрузки и образах загрузки поставщика в AOSP см. файл system/tools/mkbootimg/include/bootimg/bootimg.h .

Реализовать версионирование заголовков загрузочного образа.

Инструмент mkbootimg принимает следующие аргументы.

В BoardConfig.mk устройство использует параметр BOARD_MKBOOTIMG_ARGS для добавления header version к другим аргументам mkbootimg , специфичным для данной 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 во время создания образа восстановления. Подробную информацию об изменениях в проекте Android Open Source Project (AOSP) см. в соответствующих списках изменений, касающихся версионирования заголовков образов загрузки .

Заголовок загрузочного образа, версия 4

В Android 12 в заголовке образа загрузки версии 4 содержится параметр boot_signature , который можно использовать для проверки целостности ядра и оперативной памяти. Проверка выполняется в VtsSecurityAvbTest и необходима для устройств, использующих архитектуру GKI. Однако 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 «Настройки проверки загрузки GKI» .

Заголовочный файл загрузочного образа производителя версии 4 поддерживает фрагменты оперативной памяти нескольких производителей.

В 4-й версии заголовка образа загрузки используется 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

В Android 11 обновлен заголовок образа загрузки до версии 3, в результате чего удалены следующие данные:

• Загрузчик второго этапа. Поля second_size и second_addr больше не отображаются в заголовке образа загрузки. Устройства со вторым загрузчиком должны хранить этот загрузчик в собственном разделе.

• Образ восстановления. Требование указывать образ восстановления устарело, и 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.

  • Для устройств, отличных от A/B, которые хотят указать образ восстановления (DTBO или ACPIO), следует использовать заголовок образа загрузки версии 1 или 2.

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

Устройства могут использовать заголовок загрузочного образа версии 3 для соответствия архитектуре Generic Kernel Image (GKI) , которая объединяет ядро ​​и перемещает модули сторонних производителей, необходимые для загрузки, в раздел vendor_boot (это означает, что 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 образ загрузки версии 3 в качестве загрузочного образа и образ загрузки версии 2 в качестве 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.

В третьей версии заголовка образа загрузки используется 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

В Android 10 обновлен заголовок образа загрузки до версии 2, в который добавлен раздел с информацией об образе DTB для восстановления (размер образа и физический адрес загрузки).

Вторая версия заголовка образа загрузки 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

В Android 9 unused поле заголовка образа загрузки преобразуется в поле версии заголовка. Устройства, запускаемые с Android 9, должны использовать заголовок образа загрузки с версией заголовка, установленной на 1 или выше (это проверяется VTS).

В первой версии заголовка образа загрузки используется 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 архитектуре A/B, могут указывать образ наложения DTB/ACPI для восстановления, чтобы уменьшить вероятность сбоев при беспроводном обновлении (OTA). (У устройств A/B такой проблемы нет, и им не нужно указывать образ наложения.) Вы можете указать либо образ DTBO, либо образ ACPIO, но не оба одновременно (поскольку они используются разными архитектурами). Для правильной настройки заголовка загрузочного образа при использовании:

• Образ DTBO для восстановления должен включать поля recovery_dtbo_size и recovery_dtbo_offset (и не включать поля recovery_acpio_size и recovery_acpio_offset ).

• Образ ACPIO для восстановления должен включать поля recovery_acpio_size и recovery_acpio_offset (и не включать поля recovery_dtbo_size и recovery_dtbo_offset ).

Поле header_size содержит размер заголовка загрузочного образа. Если версия заголовка загрузочного образа установлена ​​на 1, поле id содержит дайджест SHA-1 для раздела recovery_[dtbo|acpio] загрузочного образа в дополнение к разделам kernel , ramdisk и second sections . Подробную информацию о полях recovery_[dtbo|acpio]_size и recovery_[dtbo|acpio]_offset . в разделе «Образы восстановления» .

Заголовок загрузочного образа старой версии, версия 0

Устройства, выпущенные до Android 9 и использующие устаревший заголовок образа загрузки, считаются использующими заголовок образа загрузки 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];
};