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Cómo mover fastboot al espacio de usuario

Android 10 y las versiones posteriores admiten particiones redimensionables reubicando la implementación de fastboot del bootloader al espacio de usuario. Esta reubicación permite mover el código de escritura en la memoria flash a una ubicación común que se puede mantener y probar con solo las partes específicas del proveedor de fastboot implementadas por una capa de abstracción de hardware (HAL). Además, Android 12 y las versiones posteriores admiten la escritura en la memoria flash de discos RAM a través de un comando fastboot agregado.

Unifica el inicio rápido y la recuperación

Debido a que el inicio rápido y la recuperación del espacio del usuario son similares, puedes combinarlos en una partición o un objeto binario. Esto proporciona ventajas, como usar menos espacio, tener menos particiones en general y hacer que fastboot y recuperación compartan su kernel y las bibliotecas.

Para admitir fastbootd, el bootloader debe implementar un nuevo comando de bloque de control de inicio (BCB) de boot-fastboot. Para ingresar al modo fastbootd, el bootloader escribe boot-fastboot en el campo de comando del mensaje de BCB y deja el campo recovery de BCB sin cambios (para habilitar el reinicio de cualquier tarea de recuperación interrumpida). Los campos status, stage y reserved tampoco se modifican. El bootloader se carga y se inicia en la imagen de recuperación cuando ve boot-fastboot en el campo de comando de BCB. Luego, la recuperación analiza el mensaje de BCB y cambia al modo fastbootd.

Comandos de ADB

En esta sección, se describe el comando adb para integrar fastbootd. El comando tiene resultados diferentes, según si lo ejecuta el sistema o si lo hace la recuperación.

Comando	Descripción
`reboot fastboot`	Se reinicia en `fastbootd` (sistema). Ingresa a `fastbootd` directamente sin reiniciarlo (recuperación).

Comandos de fastboot

En esta sección, se describen los comandos de fastboot para integrar fastbootd, incluidos los comandos nuevos para escribir en la memoria flash y administrar particiones lógicas. Algunos comandos tienen resultados diferentes en función de si los ejecutó el bootloader o fastbootd.

Comando	Descripción
`reboot recovery`	Se reinicia en la recuperación (bootloader). Inicia la recuperación directamente sin reiniciar el dispositivo (`fastbootd`).
`reboot fastboot`	Se reinicia en `fastbootd`.
`getvar is-userspace`	Muestra `yes` (`fastbootd`). Muestra `no` (bootloader).
`getvar is-logical:<partition>`	Muestra `yes` si la partición dada es una partición lógica; de lo contrario, muestra `no`. Las particiones lógicas admiten todos los comandos que se indican a continuación.
`getvar super-partition-name`	Muestra el nombre de la superpartición. El nombre incluye el sufijo de ranura actual si la superpartición es una partición A/B (por lo general, no lo es).
`create-logical-partition <partition> <size>`	Crea una partición lógica con el nombre y el tamaño especificados. El nombre no debe existir como una partición lógica.
`delete-logical-partition <partition>`	Borra la partición lógica determinada (borra la partición con eficacia).
`resize-logical-partition <partition> <size>`	Cambia el tamaño de la partición lógica al tamaño nuevo sin cambiar su contenido. Falla si no hay suficiente espacio disponible para cambiar el tamaño.
`update-super <partition>`	Combina los cambios en los metadatos de la superpartición. Si no es posible realizar la combinación (por ejemplo, si el formato del dispositivo es una versión no compatible), este comando falla. Un parámetro `wipe` opcional reemplaza los metadatos del dispositivo, en lugar de realizar una combinación.
`flash <partition> [ <filename> ]`	Escribe un archivo en una partición flash. El dispositivo debe estar desbloqueado.
`erase <partition>`	Borra una partición (no es necesario para un borrado seguro). El dispositivo debe estar desbloqueado.
`getvar <variable> \| all`	Muestra una variable de bootloader o todas las variables. Si la variable no existe, muestra un error.
`set_active <slot>`	Establece la ranura de inicio A/B determinada como `active`. En el siguiente intento de inicio, el sistema se inicia desde la ranura especificada. Para la compatibilidad con A/B, las ranuras son conjuntos duplicados de particiones que se pueden iniciar de forma independiente. Las ranuras se denominan `a`, `b`, y así sucesivamente, y se diferencian cuando se agregan los sufijos `_a`, `_b`, etc. al nombre de la partición.
`reboot`	Reinicia el dispositivo normalmente.
`reboot-bootloader` (o `reboot bootloader`)	Reinicia el dispositivo en el bootloader.
`fastboot fetch vendor_boot <out.img>`	Úsalo en Android 12 y versiones posteriores para admitir la escritura en la memoria flash de ramdisks del proveedor. Obtiene el tamaño completo de la partición y el tamaño del fragmento. Obtiene datos para cada fragmento y, luego, los une a `<out.img>`. Para obtener más información, consulta `fastboot fetch vendor_boot <out.img>`.
`fastboot flash vendor_boot:default <vendor-ramdisk.img>`	Úsalo en Android 12 y versiones posteriores para admitir la escritura en la memoria flash de ramdisks del proveedor. Esta es una variante especial del comando flash. Realiza una función de imagen `fetch vendor_boot`, como si se llamara a `fastboot fetch`. La nueva imagen `vendor_boot` que se instala depende de si la versión del encabezado de inicio es la versión 3 o la versión 4. Para obtener más información, consulta `fastboot flash vendor_boot:default <vendor-ramdisk.img>`.
`fastboot flash vendor_boot:<foo> <vendor-ramdisk.img>`	Úsalo en Android 12 y versiones posteriores para admitir la escritura en la memoria flash de ramdisks del proveedor. Recupera la imagen `vendor_boot`. Muestra un error si el encabezado de inicio del proveedor es la versión 3. Si es la versión 4, encuentra el fragmento de ramdisk del proveedor correcto (si está disponible). Se reemplaza por la imagen dada, vuelve a calcular los tamaños y los desplazamientos, y escribe la nueva `vendor_boot image` en la memoria flash. Para obtener más información, consulta `fastboot flash vendor_boot:<foo> <vendor-ramdisk.img>`.

Fastboot y bootloader

El bootloader escribe en la memoria flash las particiones bootloader, radio y boot/recovery. Después de eso, el dispositivo se inicia en fastboot (espacio de usuario) y escribe en la memoria flash de todas las demás particiones. El bootloader debe admitir los siguientes comandos.

Comando	Descripción
`download`	Descarga la imagen para escribirla en la memoria flash.
`flash recovery <image>/ flash boot <image>/ flash bootloader <image>/`	Escribe la partición `recovery/boot` y el bootloader en la memoria flash.
`reboot`	Reinicia el dispositivo.
`reboot fastboot`	Reinicia en fastboot.
`reboot recovery`	Reinicios a la recuperación.
`getvar`	Obtiene una variable de bootloader que se requiere para escribir en la memoria flash la imagen de recuperación o de inicio (por ejemplo, `current-slot` y `max-download-size`).
`oem <command>`	Comando definido por el OEM.

Particiones dinámicas

El bootloader no debe permitir la escritura en la memoria flash ni el borrado de particiones dinámicas y debe mostrar un error si se intentan realizar estas operaciones. En el caso de los dispositivos de partición dinámica adaptados, la herramienta fastboot (y el bootloader) admite un modo de fuerza para escribir directamente una partición dinámica en la memoria flash mientras se encuentra en el modo de bootloader. Por ejemplo, si system es una partición dinámica en el dispositivo actualizado, el uso del comando fastboot --force flash system permite que el bootloader (en lugar de fastbootd) escriba en la memoria flash de la partición.

Carga fuera del modo

Si un dispositivo admite la carga fuera del modo o, de lo contrario, se inicia automáticamente en un modo especial cuando se aplica energía, una implementación del comando fastboot oem off-mode-charge 0 debe omitir estos modos especiales para que el dispositivo se inicie como si el usuario hubiera presionado el botón de encendido.

HAL de OEM de fastboot

Para reemplazar el bootloader por completo, fastboot, fastboot debe controlar todos los comandos fastboot existentes. Muchos de estos comandos son de OEM y están documentados, pero requieren una implementación personalizada. Muchos comandos específicos del OEM no están documentados. Para controlar estos comandos, la HAL de fastboot especifica los comandos necesarios del OEM. Los OEM también pueden implementar sus propios comandos.

La definición de la HAL de fastboot es la siguiente:

import IFastbootLogger;

/**
 * IFastboot interface implements vendor specific fastboot commands.
 */
interface IFastboot {
    /**
     * Returns a bool indicating whether the bootloader is enforcing verified
     * boot.
     *
     * @return verifiedBootState True if the bootloader is enforcing verified
     * boot and False otherwise.
     */
    isVerifiedBootEnabled() generates (bool verifiedBootState);

    /**
     * Returns a bool indicating the off-mode-charge setting. If off-mode
     * charging is enabled, the device autoboots into a special mode when
     * power is applied.
     *
     * @return offModeChargeState True if the setting is enabled and False if
     * not.
     */
    isOffModeChargeEnabled() generates (bool offModeChargeState);

    /**
     * Returns the minimum battery voltage required for flashing in mV.
     *
     * @return batteryVoltage Minimum battery voltage (in mV) required for
     * flashing to be successful.
     */
    getBatteryVoltageFlashingThreshold() generates (int32_t batteryVoltage);

    /**
     * Returns the file system type of the partition. This is only required for
     * physical partitions that need to be wiped and reformatted.
     *
     * @return type Can be ext4, f2fs or raw.
     * @return result SUCCESS if the operation is successful,
     * FAILURE_UNKNOWN if the partition is invalid or does not require
     * reformatting.
     */
    getPartitionType(string partitionName) generates (FileSystemType type, Result result);

    /**
     * Executes a fastboot OEM command.
     *
     * @param oemCmd The oem command that is passed to the fastboot HAL.
     * @response result Returns the status SUCCESS if the operation is
     * successful,
     * INVALID_ARGUMENT for bad arguments,
     * FAILURE_UNKNOWN for an invalid/unsupported command.
     */
    doOemCommand(string oemCmd) generates (Result result);

};

Habilitar fastbootd

Para habilitar fastbootd en un dispositivo, haz lo siguiente:

Agrega fastbootd a PRODUCT_PACKAGES en device.mk: PRODUCT_PACKAGES += fastbootd.
Asegúrate de que la HAL de fastboot, la HAL de control de inicio y la HAL de estado estén empaquetadas como parte de la imagen de recuperación.
Agrega los permisos de SEPolicy específicos del dispositivo que requiera fastbootd. Por ejemplo, fastbootd requiere acceso de escritura a una partición específica del dispositivo para escribir esa partición en la memoria flash. Además, la implementación de la HAL de fastboot puede requerir permisos específicos del dispositivo.

Para validar el inicio rápido del espacio del usuario, ejecuta el Conjunto de pruebas del proveedor (VTS).

Escritura en la memoria flash de discos RAM del proveedor

Android 12 y las versiones posteriores admiten la escritura en la memoria flash de discos RAM con un comando fastboot agregado que extrae la imagen vendor_boot completa de un dispositivo. El comando solicita a la herramienta fastboot del host que lea el encabezado de inicio del proveedor, vuelva a crear la imagen y escriba en la memoria flash de la imagen nueva.

Para extraer la imagen vendor_boot completa, se agregó el comando fetch:vendor_boot al protocolo fastboot y a la implementación de fastboot del protocolo en Android 12. Ten en cuenta que fastbootd implementa esto, pero es posible que el bootloader no. Los OEMs pueden agregar el comando fetch:vendor_boot a su implementación del bootloader del protocolo. Sin embargo, si no se reconoce el comando en el modo de bootloader, el proveedor no es compatible con la escritura en la memoria flash de ramdisks del proveedor individuales en el modo de bootloader.

Cambios en el bootloader

Los comandos getvar:max-fetch-size y fetch:name se implementan en fastbootd. Para admitir la escritura en la memoria flash de ramdisks del proveedor en el bootloader, debes implementar estos dos comandos.

Cambios de fastbootd

getvar:max-fetch-size es similar a max-download-size. Especifica el tamaño máximo que el dispositivo puede enviar en una respuesta DATA. El controlador no debe recuperar un tamaño mayor que este valor.

fetch:name[:offset[:size]] realiza una serie de verificaciones en el dispositivo. Si se cumple todo lo siguiente, el comando fetch:name[:offset[:size]] muestra datos:

El dispositivo está ejecutando una compilación depurable.
El dispositivo está desbloqueado (estado de inicio en naranja).
El nombre de la partición recuperada es vendor_boot.
El valor de size está entre 0 < size <= max-fetch-size.

Cuando se verifican, fetch:name[:offset[:size]] muestra el tamaño y el desplazamiento de la partición. Ten en cuenta lo siguiente:

fetch:name es equivalente a fetch:name:0, que es equivalente a fetch:name:0:partition_size.
fetch:name:offset es igual a fetch:name:offset:(partition_size - offset).

Por lo tanto, fetch:name[:offset[:size]] = fetch:name:offset:(partition_size - offset).

Cuando no se especifica offset o partition_size (o ambos), se usan los valores predeterminados, que para offset es 0 y para size es el valor calculado de partition_size - offset.

Desplazamiento especificado, tamaño sin especificar: size = partition_size - offset
Sin especificar: Valores predeterminados usados para ambos, size = partition_size - 0.

Por ejemplo, fetch:foo recupera toda la partición foo con el desplazamiento 0.

Cambios en los controladores

Se agregaron comandos a la herramienta fastboot para implementar cambios en el controlador. Cada uno está vinculado a su definición completa en la tabla de comandos de fastboot.

fastboot fetch vendor_boot out.img
- Llama a getvar max-fetch-size para determinar el tamaño del fragmento.
- Llama a getvar partition-size:vendor_boot[_a] para determinar el tamaño de la partición completa.
- Llama a fastboot fetch vendor_boot[_a]:offset:size para cada fragmento. (El tamaño del fragmento es mayor que el tamaño de vendor_boot, por lo que generalmente hay un solo fragmento).
- Une los datos a out.img.
fastboot flash vendor_boot:default vendor-ramdisk.img

Esta es una variante especial del comando flash. Recupera la imagen vendor_boot, como si se llamara a fastboot fetch.
- Si el inicio del proveedor es el encabezado versión 3, hace lo siguiente:
  - Reemplaza el ramdisk del proveedor por la imagen determinada.
  - Escribe en la memoria flash la nueva imagen vendor_boot.
- Si el encabezado de inicio del proveedor es la versión 4, hará lo siguiente:
  - Reemplaza todo el ramdisk del proveedor por la imagen determinada para que esta se convierta en el único fragmento de ramdisk del proveedor en la imagen vendor_boot.
  - Vuelve a calcular el tamaño y el desplazamiento en la tabla del ramdisk del proveedor.
  - Escribe en la memoria flash la nueva imagen vendor_boot.
fastboot flash vendor_boot:foo vendor-ramdisk.img

Recupera vendor_boot image, como si se llamara a fastboot fetch.
- Si el encabezado de inicio del proveedor es la versión 3, muestra un error.
- Si el encabezado de inicio del proveedor es la versión 4, hará lo siguiente:
  - Busca el fragmento de ramdisk del proveedor con el nombre foo. Si no se encuentra o si hay varias coincidencias, muestra un error.
  - Reemplaza el fragmento del ramdisk del proveedor por la imagen determinada.
  - Vuelve a calcular cada tamaño y desplazamiento en la tabla del ramdisk del proveedor.
  - Escribe en la memoria flash la nueva imagen vendor_boot.

mkbootimg

El nombre default está reservado para nombrar fragmentos de ramdisk del proveedor en Android 12 y versiones posteriores. Si bien la semántica de flash vendor_boot:default de fastboot sigue siendo la misma, no debes nombrar los fragmentos de ramdisk como default.

Cambios de SELinux

Se realizó un cambio en fastbootd.te para admitir la escritura en la memoria flash de ramdisks del proveedor.