Nagłówek obrazu rozruchowego

Android 9 wprowadził pole wersji w nagłówku obrazu rozruchu, co umożliwia aktualizację nagłówka przy zachowaniu zgodności wstecznej. Bootloader musi sprawdzić pole wersji nagłówka i odpowiednio zanalizować nagłówek. Urządzenia uruchamiane z:

  • Android 13 może używać nagłówka rozruchu w wersji 3 lub 4. W przypadku urządzeń obsługujących architekturę Generic Kernel Image (GKI) wersja 4 jest głównym obrazem rozruchowym, a pole os_version w nagłówku rozruchu musi być równe 0. Program rozruchowy urządzenia powinien uzyskać informacje o wersji z właściwości Android Verified Boot (AVB).
  • Android 12 może używać nagłówka rozruchowego w wersji 3 lub 4. W przypadku urządzeń obsługujących architekturę Generic Kernel Image (GKI) wersja 4 jest głównym obrazem rozruchowym.
  • Android 11 może używać nagłówka rozruchowego w wersji 3. W przypadku urządzeń obsługujących architekturę Generic Kernel Image (GKI) ta wersja musi być używana do głównego obrazu rozruchowego.
  • Android 10 musi używać nagłówka rozruchowego w wersji 2.
  • Android 9 musi używać wersji 1 nagłówka uruchamiania.
  • Urządzenia z Androidem 8 i starszym są uznawane za korzystające z wersji nagłówka obrazu rozruchowego 0.

W przypadku wszystkich urządzeń z Androidem 9 lub nowszym pakiet testów dostawcy (VTS) sprawdza format obrazu boot/recovery, aby upewnić się, że nagłówek obrazu rozruchowego używa prawidłowej wersji. Szczegółowe informacje o AOSP dotyczące wszystkich obsługiwanych nagłówków obrazów rozruchowych i dostawców obrazów rozruchowych znajdziesz w system/tools/mkbootimg/include/bootimg/bootimg.h.

Wdrażanie obsługi wersji nagłówka obrazu rozruchowego

Narzędzie mkbootimg akceptuje te argumenty:

Argument Opis
header_version Ustawia wersję nagłówka obrazu rozruchowego. Obraz rozruchowy z wersją nagłówka:
  • 1 lub 2 obsługuje obraz DTBO przywracania lub obraz ACPIO przywracania.
  • 3 nie obsługuje obrazów przywracania.
recovery_dtbo Używany w przypadku architektur korzystających z TBD. Określa ścieżkę do obrazu DTBO służącego do przywracania. Opcjonalne w przypadku urządzeń A/B, które nie potrzebują obrazu do przywracania. Urządzenia inne niż A/B korzystające z header_version:
  • 1 lub 2 mogą określić tę ścieżkę lub użyć sekcji recovery_acpio, aby określić ścieżkę do obrazu ACPIO służącego do przywracania.
  • 3 nie można określić obrazu DTBO do przywracania.
recovery_acpio Służy do architektur, które używają ACPI zamiast DTB. Określa ścieżkę do obrazu ACPIO służącego do odzyskiwania. Opcjonalne w przypadku urządzeń A/B, które nie wymagają obrazu odzyskiwania. Urządzenia inne niż A/B korzystające z header_version:
  • Za pomocą 1 lub 2 można podać tę ścieżkę lub użyć sekcji recovery_dtbo do określenia ścieżki do odzyskiwania obrazu DTBO.
  • 3 nie może określić obrazu przywracania ACPIO.
dtb Ścieżka do obrazu DTB widocznego w obrazach rozruchowych/przywracania.
dtb_offset Dodanie go do argumentu base powoduje podanie fizycznego adresu obciążenia końcowego drzewa urządzeń. Jeśli na przykład argument base to 0x10000000, a argument dtb_offset to 0x01000000, argument dtb_addr_field w nagłówku obrazu rozruchowego jest wypełniany jako 0x11000000.

Urządzenie BoardConfig.mk używa konfiguracji BOARD_MKBOOTIMG_ARGS, aby dodać argument header version do pozostałych argumentów mkbootimg dotyczących konkretnej płytki. Przykład:

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

System kompilacji Androida używa zmiennej BoardConfig BOARD_PREBUILT_DTBOIMAGE do ustawienia argumentu recovery_dtbo narzędzia mkbootimg podczas tworzenia obrazu przywracania. Szczegółowe informacje o zmianach w Projekcie Android Open Source (AOSP) znajdziesz w powiązanych listach zmian dotyczących wersji nagłówka obrazu rozruchowego.

Nagłówek obrazu rozruchowego, wersja 4

Android 12 udostępnia w ramce nagłówka obrazu rozruchu w wersji 4 boot_signature, który można wykorzystać do sprawdzenia integralności jądra i pamięci ramdisk. Sprawdzenie jest wykonywane w VtsSecurityAvbTest i jest wymagane w przypadku urządzeń korzystających z architektury GKI. Jednak boot_signature nie uczestniczy w procesie weryfikacji podczas uruchamiania konkretnego urządzenia i jest używany tylko w VTS. Więcej informacji znajdziesz w konfiguracji pliku boot.img płyty głównej GKI i ustawieniach weryfikacji podczas uruchamiania GKI.

Nagłówek pliku obrazu rozruchu w wersji 4 obsługuje wiele fragmentów ramdisk dostawcy.

Wersja 4 nagłówka obrazu rozruchowego korzysta z poniższego formatu.

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 */
};

Nagłówek obrazu rozruchowego, wersja 3

Android 11 aktualizuje nagłówek obrazu rozruchowego do wersji 3, która usuwa te dane:

  • Program rozruchowy drugiego etapu. Pola second_size i second_addr nie są już widoczne w nagłówku obrazu rozruchowego. Urządzenia z programem rozruchowym drugiego etapu muszą przechowywać ten program na osobnej partycji.

  • Obraz przywracania. Wymaganie określenia obrazu odzyskiwania zostało wycofane, a pola recovery_dtbo_size, recovery_dtbo_offset, recovery_acpio_size i recovery_acpio_offset nie pojawiają się już w nagłówku obrazu rozruchowego.

    • Urządzenia A/B korzystają z schematu aktualizacji i odzyskiwania, który sprawia, że nie trzeba wskazywać obrazu DTBO ani ACPIO do odzyskiwania.

    • Urządzenia inne niż A/B, które mają określać obraz odzyskiwania (DTBO lub ACPIO), powinny używać nagłówka obrazu rozruchowego w wersji 1 lub 2.

  • Blob drzewa urządzenia (DTB). Plik przenoszenia danych jest przechowywany w partycji rozruchowej dostawcy, więc pola dtb_size i dtb_addr nie są już widoczne w nagłówku obrazu rozruchowego (ale znajdują się w nagłówku obrazu rozruchowego dostawcy).

Urządzenia mogą używać nagłówka obrazu rozruchu w wersji 3, aby być zgodne z architekturą Generic Kernel Image (GKI), która scala jądro podstawowe i przenosi moduły dostawców wymagane do rozruchu na partycję vendor_boot (co oznacza, że obraz rozruchu zawiera tylko komponenty GKI). Urządzenia, które:

  • Użyj GKI (wymaga jądra android-4.19 lub android-5.4), ale nie używaj aktualizacji A/B. Aktualizacje A/B mogą określić obraz odzyskiwania, używając obrazu rozruchowego w wersji 3 dla obrazu rozruchowego i obrazu rozruchowego w wersji 2 dla obrazu odzyskiwania.

  • Nie używaj GKI i nie używaj aktualizacji A/B. Możesz określić obraz odzyskiwania, używając obrazu rozruchu w wersji 1 lub 2 zarówno dla obrazu rozruchu, jak i obrazu odzyskiwania.

Wersja 3 nagłówka obrazu rozruchowego używa tego formatu.

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];
};

Nagłówek obrazu rozruchowego, wersja 2

Android 10 aktualizuje nagłówek obrazu rozruchowego do wersji 2, dodając sekcję z informacjami o odzyskiwaniu obrazu DTB (rozmiar obrazu i adres ładowania fizycznego).

Wersja 2 nagłówka obrazu rozruchowego używa tego formatu.

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 */
};

Nagłówek obrazu rozruchowego, wersja 1

Android 9 konwertuje pole unused nagłówka obrazu rozruchowego na pole wersji nagłówka. Urządzenia uruchamiane z Androidem 9 muszą używać nagłówka obrazu rozruchowego z wersją nagłówka ustawioną na 1 lub wyższą (weryfikacja ta jest weryfikowana przez VTS).

Wersja 1 nagłówka obrazu rozruchowego używa poniższego formatu.

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 */
};

Urządzenia inne niż A/B mogą wskazywać obraz nakładki DTB/ACPI na potrzeby funkcji odzyskiwania, aby ograniczyć niepowodzenia aktualizacji bezprzewodowych (OTA). (urządzenia A/B nie mają tego problemu i nie trzeba określać obrazu nakładki). Możesz podać obraz DTBO lub obraz ACPIO, ale nie oba (ponieważ są one używane przez różne architektury). Aby prawidłowo skonfigurować nagłówek obrazu rozruchowego, gdy używasz:

  • Obraz DTBO do odzyskiwania konta, uwzględnij pola recovery_dtbo_size i recovery_dtbo_offset (bez pól recovery_acpio_size i recovery_acpio_offset).

  • obraz ACPIO do odzyskania, zawierający pola recovery_acpio_size i recovery_acpio_offset (nie uwzględniaj pól recovery_dtbo_size i recovery_dtbo_offset);

Pole header_size zawiera rozmiar nagłówka obrazu rozruchowego. Jeśli wersja nagłówka obrazu rozruchowego jest ustawiona na 1, pole id zawiera skrót SHA-1 sekcji recovery_[dtbo|acpio] obrazu rozruchowego oraz kernel, ramdisk i second sections. Szczegółowe informacje o polach recovery_[dtbo|acpio]_size i recovery_[dtbo|acpio]_offset znajdziesz w artykule o obrazach przywracania.

Starszy nagłówek obrazu rozruchowego, wersja 0

Urządzenia wydane przed Androidem 9, które używają starszego nagłówka obrazu rozruchu, są uznawane za korzystające z wersji nagłówka obrazu rozruchu 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];
};