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Encabezado de la imagen de arranque

Android 9 introdujo un campo de versión en el encabezado de la imagen de arranque, lo que habilita las actualizaciones del encabezado y, al mismo tiempo, mantiene la retrocompatibilidad. El bootloader debe verificar el campo de versión del encabezado y analizarlo según corresponda. Dispositivos que se lanzan con:

Android 13 puede usar la versión 3 o 4 del encabezado de inicio. En el caso de los dispositivos compatibles con la arquitectura de imagen genérica de kernel (GKI), la versión 4 es la imagen de arranque principal, y el campo os_version en el encabezado de inicio debe ser cero. En su lugar, se espera que el bootloader del dispositivo obtenga la información de la versión de las propiedades de inicio verificado de Android (AVB).
Android 12 puede usar las versiones 3 o 4 del encabezado de inicio. En el caso de los dispositivos compatibles con la arquitectura de imagen genérica de kernel (GKI), la versión 4 es la imagen de arranque principal.
Android 11 puede usar la versión 3 del encabezado de inicio. Para dispositivos compatibles con la arquitectura de imagen genérica de kernel (GKI), esta versión debe usarse para la imagen de arranque principal.
Android 10 debe usar la versión 2 del encabezado de inicio.
Android 9 debe usar la versión 1 del encabezado de inicio.
Se considera que Android 8 y las versiones anteriores usan la versión 0 del encabezado de imagen de arranque.

En todos los dispositivos que ejecutan Android 9 o versiones posteriores, el Conjunto de pruebas del proveedor (VTS) verifica el formato de la imagen boot/recovery para asegurarse de que el encabezado de la imagen de arranque use la versión correcta. Para ver detalles del AOSP en todos los encabezados de imágenes de arranque y de proveedores admitidos, consulta system/tools/mkbootimg/include/bootimg/bootimg.h.

Implementa el control de versiones del encabezado de 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 de DTBO de recuperación o una imagen de ACPIO de recuperación. 3 no admite imágenes de recuperación.
`recovery_dtbo`	Se usa para arquitecturas que usan DTB. Especifica la ruta de acceso a la imagen de DTBO de recuperación. Opcional para los dispositivos A/B, que no necesitan una imagen de recuperación. Dispositivos que no son A/B y usan `header_version`: 1 o 2 puede especificar esta ruta de acceso o usar la sección `recovery_acpio` para especificar una ruta a una imagen de ACPIO de recuperación. 3 no puede especificar una imagen de DTBO de recuperación.
`recovery_acpio`	Se usa para arquitecturas que usan ACPI en lugar de DTB. Especifica la ruta a la imagen de recuperación de ACPIO. Opcional para los dispositivos A/B, que no necesitan una imagen de recuperación. Dispositivos que no son A/B y usan `header_version`: 1 o 2 puede especificar esta ruta de acceso o usar la sección `recovery_dtbo` para especificar una ruta de acceso a una imagen de DTBO de recuperación. 3 no puede especificar una imagen de recuperación de ACPIO.
`dtb`	Ruta de acceso a la imagen DTB que se incluye en las imágenes de inicio y 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 propaga como `0x11000000`.

El dispositivo BoardConfig.mk usa el BOARD_MKBOOTIMG_ARGS de configuración para agregar 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 BOARD_PREBUILT_DTBOIMAGE de BoardConfig para establecer el argumento recovery_dtbo de la herramienta mkbootimg durante la creación de la imagen de recuperación. Para obtener detalles sobre los cambios en el Proyecto de código abierto de Android (AOSP), consulta las listas de cambios asociadas para el control de versiones del encabezado de la imagen de arranque.

Encabezado de la imagen de arranque, versión 4

Android 12 proporciona un boot_signature en la versión 4 del encabezado de la imagen de arranque, que se puede usar para verificar la integridad del kernel y el disco RAM. La verificación se realiza en VtsSecurityAvbTest y es obligatoria para los dispositivos que usan la arquitectura de GKI. Sin embargo, boot_signature no participa en el proceso de inicio verificado específico del dispositivo y solo se usa en VTS. Consulta Configuración de la placa boot.img de GKI y Configuración de inicio verificado de GKI para obtener más detalles.

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

La versión 4 del encabezado de 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];

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

Encabezado de la imagen de arranque, versión 3

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

Bootloader 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 bootloader de segunda etapa deben almacenar ese bootloader en su propia partición.
Imagen de recuperación. El requisito para especificar una imagen de recuperación dejó de estar disponible, 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 usan un esquema de actualización y recuperación que hace que no sea necesario especificar una imagen DTBO o ACPIO para la recuperación.
- Los dispositivos que no son A/B y desean especificar una imagen de recuperación (ya sea DTBO o ACPIO) deben usar las versiones 1 o 2 del encabezado de la imagen de arranque.
Búfer del árbol de dispositivos (DTB). La 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 arranque (pero están presentes en el encabezado de la imagen de arranque del proveedor).

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

Si usas GKI (requiere el kernel android-4.19 o android-5.4), pero no uses las actualizaciones A/B, puedes especificar una imagen de recuperación usando la versión 3 de la imagen de arranque y la versión 2 para la imagen de recuperación.
No uses GKI ni uses A/B. Las actualizaciones pueden especificar una imagen de recuperación mediante la versión 1 o 2 de la imagen de arranque tanto para las imágenes de inicio como de recuperación.

La versión 3 del encabezado de 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 la imagen de arranque, versión 2

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

La versión 2 del encabezado de 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 la imagen de arranque, versión 1

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

La versión 1 del encabezado de 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 a fin de mitigar las fallas de actualizaciones inalámbricas (OTA). (Los dispositivos A/B no presentan este problema y no necesitan especificar una imagen superpuesta). Puedes especificar una imagen DTBO o una imagen ACPIO, pero no ambas (ya que se usan en diferentes arquitecturas). Para configurar el encabezado de la imagen de arranque de forma correcta, haz lo siguiente:

Una imagen de DTBO para la recuperación, incluye los campos recovery_dtbo_size y recovery_dtbo_offset (y no incluyas los campos recovery_acpio_size ni recovery_acpio_offset).
Una imagen de ACPIO para la recuperación, incluye los campos recovery_acpio_size y recovery_acpio_offset (y no los campos recovery_dtbo_size ni 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 de la sección recovery_[dtbo|acpio] de la imagen de arranque, además de kernel, ramdisk y second sections. Para obtener detalles sobre los campos recovery_[dtbo|acpio]_size y recovery_[dtbo|acpio]_offset, consulta Imágenes de recuperación.

Encabezado de la imagen de arranque heredado, versión 0

Se considera que los dispositivos que se lanzaron antes de Android 9 con el encabezado de imagen de arranque heredado usan la versión 0 del encabezado de 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];
};