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Boot-Image-Header

Mit Android 9 wurde ein Versionsfeld in den Boot-Image-Header eingeführt, das Updates am Header ermöglicht und gleichzeitig die Abwärtskompatibilität beibehält. Der Bootloader muss das Feld „Header-Version“ prüfen und den Header entsprechend parsen. Geräte, die mit Folgendem gestartet werden:

Android 13 kann die Bootheader-Version 3 oder 4 verwenden. Bei Geräten, die die Generic Kernel Image (GKI)-Architektur unterstützen, ist Version 4 das primäre Boot-Image und das Feld os_version im Boot-Header muss null sein. Der Geräte-Bootloader soll die Versionsinformationen stattdessen aus den Android Verified Boot (AVB)-Eigenschaften abrufen.
Unter Android 12 kann die Bootheader-Version 3 oder 4 verwendet werden. Bei Geräten, die die Generic Kernel Image (GKI)-Architektur unterstützen, ist Version 4 das primäre Boot-Image.
Android 11 kann die Boot-Header-Version 3 verwenden. Bei Geräten, die die Architektur des Generic Kernel Image (GKI) unterstützen, muss diese Version für das primäre Boot-Image verwendet werden.
Für Android 10 muss die Boot-Header-Version 2 verwendet werden.
Für Android 9 muss die Boot-Header-Version 1 verwendet werden.
Bei Android 8 und niedriger wird davon ausgegangen, dass die Boot-Image-Headerversion 0 verwendet wird.

Bei allen Geräten mit Android 9 oder höher prüft die Vendor Test Suite (VTS) das Format des boot/recovery-Images, um sicherzustellen, dass der Boot-Image-Header die richtige Version verwendet. AOSP-Details zu allen unterstützten Boot- und Anbieter-Boot-Image-Headern finden Sie unter system/tools/mkbootimg/include/bootimg/bootimg.h.

Versionierung des Boot-Image-Headers implementieren

Das mkbootimg-Tool akzeptiert die folgenden Argumente.

Argumentation	Beschreibung
`header_version`	Legt die Version der Boot-Image-Kopfzeile fest. Ein Boot-Image mit einer Headerversion: „1“ oder „2“ unterstützt ein DTBO- oder ACPIO-Image für die Wiederherstellung. 3 unterstützt keine Wiederherstellungs-Images.
`recovery_dtbo`	Wird für Architekturen verwendet, die DTB verwenden. Gibt den Pfad zum DTBO-Image für die Wiederherstellung an. Optional für A/B-Geräte, für die kein Wiederherstellungs-Image erforderlich ist. Nicht A/B-Geräte, die `header_version` verwenden: Unter „1“ oder „2“ können Sie diesen Pfad angeben oder im Abschnitt `recovery_acpio` einen Pfad zu einem ACPIO-Image für die Wiederherstellung angeben. 3 kann kein DTBO-Image für die Wiederherstellung angeben.
`recovery_acpio`	Wird für Architekturen verwendet, die ACPI anstelle von DTB verwenden. Gibt den Pfad zum ACPIO-Image für die Wiederherstellung an. Optional für A/B-Geräte, die kein Wiederherstellungsimage benötigen. Nicht A/B-Geräte, die `header_version` verwenden: Unter 1 oder 2 kann dieser Pfad angegeben werden. Alternativ kann im Abschnitt `recovery_dtbo` ein Pfad zu einem DTBO-Wiederherstellungs-Image angegeben werden. 3 kann kein ACPIO-Image für die Wiederherstellung angeben.
`dtb`	Pfad zum DTB-Image, das in den Boot-/Wiederherstellungs-Images enthalten ist.
`dtb_offset`	Wenn dem Argument `base` hinzugefügt, gibt die physische Ladeadresse für den endgültigen Gerätebaum an. Wenn das `base`-Argument beispielsweise `0x10000000` und das `dtb_offset`-Argument `0x01000000` ist, wird `dtb_addr_field` im Boot-Image-Header als `0x11000000` ausgefüllt.

Das Gerät BoardConfig.mk verwendet die Konfiguration BOARD_MKBOOTIMG_ARGS, um den anderen plattformspezifischen Argumenten von mkbootimg header version hinzuzufügen. Beispiel:

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

Das Android-Build-System verwendet die BoardConfig-Variable BOARD_PREBUILT_DTBOIMAGE, um beim Erstellen des Wiederherstellungs-Images das Argument recovery_dtbo des mkbootimg-Tools festzulegen. Weitere Informationen zu den Änderungen am Android Open Source Project (AOSP) finden Sie in den zugehörigen Änderungslisten für die Versionierung von Boot-Image-Headern.

Boot-Image-Header, Version 4

Android 12 stellt eine boot_signature im Boot-Image-Header Version 4 bereit, mit der die Integrität des Kernels und der Ramdisk geprüft werden kann. Die Prüfung erfolgt in VtsSecurityAvbTest und ist für Geräte mit GKI-Architektur erforderlich. boot_signature ist jedoch nicht am gerätespezifischen verifizierten Bootvorgang beteiligt und wird nur in VTS verwendet. Weitere Informationen finden Sie unter GKI-Boot.img-Boardkonfiguration und GKI-Einstellungen für den bestätigten Start.

Die Version 4 des Boot-Image-Headers des Anbieters unterstützt mehrere Ramdisk-Fragmente des Anbieters.

Version 4 der Boot-Image-Header-Version hat das folgende Format.

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 */
};

Boot-Image-Header, Version 3

In Android 11 wird der Boot-Image-Header auf Version 3 aktualisiert. Dabei werden die folgenden Daten entfernt:

Bootloader der zweiten Stufe Die Felder second_size und second_addr werden nicht mehr im Boot-Image-Header angezeigt. Geräte mit einem Bootloader in der zweiten Phase müssen diesen Bootloader in einer eigenen Partition speichern.
Wiederherstellungsimage Die Anforderung zur Angabe eines Wiederherstellungs-Images wurde eingestellt und die Felder recovery_dtbo_size, recovery_dtbo_offset, recovery_acpio_size und recovery_acpio_offset sind nicht mehr im Boot-Image-Header enthalten.
- A/B-Geräte verwenden ein Update- und Wiederherstellungsschema, bei dem kein DTBO- oder ACPIO-Image für die Wiederherstellung angegeben werden muss.
- Für Nicht-A/B-Geräte, für die ein Wiederherstellungs-Image (entweder DTBO oder ACPIO) angegeben werden soll, sollte die Boot-Image-Header-Version 1 oder 2 verwendet werden.
Device Tree Blob (DTB) Das DTB wird in der Bootpartition des Anbieters gespeichert. Die Felder dtb_size und dtb_addr sind daher nicht mehr im Boot-Image-Header zu sehen, sondern im Header des Boot-Images des Anbieters.

Geräte können die Boot-Image-Header-Version 3 verwenden, um der Architektur Generic Kernel Image (GKI) zu entsprechen, die den Kern-Kernel vereinheitlicht und die für den Start erforderlichen Anbietermodule in die Partition vendor_boot verschiebt (d. h., das Boot-Image enthält nur GKI-Komponenten). Geräte, auf die Folgendes zutrifft:

Wenn Sie GKI verwenden (erfordert den Kernel Android 4.19 oder Android 5.4), aber keine A/B-Updates, können Sie ein Wiederherstellungsimage angeben, indem Sie das Start-Image der Version 3 für das Boot-Image und die Boot-Image-Version 2 als Wiederherstellungsabbild verwenden.
Wenn Sie GKI und A/B-Updates nicht verwenden, können Sie ein Wiederherstellungs-Image angeben, indem Sie die Boot-Image-Version 1 oder 2 sowohl für das Boot- als auch für das Wiederherstellungs-Image verwenden.

Version 3 der Boot-Image-Headerversion verwendet das folgende Format.

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];
};

Boot-Image-Header, Version 2

In Android 10 wird der Boot-Image-Header auf Version 2 aktualisiert. Dadurch wird ein Abschnitt für Informationen zum DTB-Image der Wiederherstellung (Image-Größe und physische Ladeadresse) hinzugefügt.

Version 2 der Boot-Image-Headerversion verwendet das folgende Format.

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 */
};

Boot-Image-Header, Version 1

Android 9 konvertiert das Feld unused des Boot-Image-Headers in ein Header-Versionsfeld. Geräte, die mit Android 9 auf den Markt gebracht werden, müssen den Boot-Image-Header mit der Header-Version 1 oder höher verwenden. Dies wird von VTS überprüft.

Version 1 der Boot-Image-Headerversion verwendet das folgende Format.

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 */
};

Bei Nicht-A/B-Geräten kann ein DTB/ACPI-Overlay-Image für die Wiederherstellung angegeben werden, um Fehlschläge bei Over-the-Air-Updates (OTA) zu vermeiden. Bei A/B-Geräten tritt dieses Problem nicht auf und es muss kein Overlay-Bild angegeben werden. Sie können entweder ein DTBO-Image oder ein ACPIO-Image angeben, aber nicht beides (da sie von verschiedenen Architekturen verwendet werden). So konfigurieren Sie den Boot-Image-Header richtig, wenn Sie Folgendes verwenden:

Ein DTBO-Image für die Wiederherstellung muss die Felder recovery_dtbo_size und recovery_dtbo_offset enthalten, aber nicht die Felder recovery_acpio_size und recovery_acpio_offset.
Ein ACPIO-Image für die Wiederherstellung muss die Felder recovery_acpio_size und recovery_acpio_offset enthalten, aber nicht die Felder recovery_dtbo_size und recovery_dtbo_offset.

Das Feld header_size enthält die Größe der Boot-Image-Kopfzeile. Wenn die Headerversion des Boot-Images auf 1 festgelegt ist, enthält das Feld id zusätzlich zu kernel, ramdisk und second sections den SHA-1-Digest für den Abschnitt recovery_[dtbo|acpio] des Boot-Images. Weitere Informationen zu den Feldern recovery_[dtbo|acpio]_size und recovery_[dtbo|acpio]_offset finden Sie unter Wiederherstellungs-Images.

Legacy-Boot-Image-Header, Version 0

Bei Geräten, die vor Android 9 auf den alten Boot-Image-Header zurückgreifen, wird davon ausgegangen, dass sie den Boot-Image-Header der Version 0 verwenden.

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];
};