พาร์ติชันสำหรับบูตของผู้ให้บริการ

Android 11 นำเสนอแนวคิดของเคอร์เนลทั่วไป รูปภาพ (GKI) หากต้องการเปิดใช้การบูตอุปกรณ์แบบกำหนดเองด้วย GKI อุปกรณ์ Android 11 จะใช้ส่วนหัวของอิมเมจการบูตเวอร์ชัน 3 ได้ ในเวอร์ชัน 3 ระบบจะนำข้อมูลเฉพาะของผู้ให้บริการทั้งหมดออกจากพาร์ติชัน boot และย้ายไปไว้ในพาร์ติชัน vendor_boot ใหม่ อุปกรณ์ ARM64 การเปิดตัวด้วย Android 11 บนเคอร์เนลของ Linux 5.4 รองรับพาร์ติชัน vendor_boot และรูปแบบพาร์ติชัน boot ที่อัปเดตแล้วเพื่อ ผ่านการทดสอบกับ GKI

อุปกรณ์ Android 12 สามารถใช้ส่วนหัวอิมเมจการเปิดเครื่องเวอร์ชัน 4 ได้ ซึ่งรองรับการรวม RAM ของผู้ให้บริการหลายรายการใน vendor_boot พาร์ติชัน ระบบจะต่อชิ้นส่วนของ RAM Disk ของผู้ให้บริการหลายรายการต่อกันทีละรายการในส่วน RAM Disk ของผู้ให้บริการ มีการใช้ตาราง RAM ของผู้ให้บริการเพื่ออธิบาย การจัดวางของส่วน RAM ของผู้ให้บริการและข้อมูลเมตาของ RAM ดิสก์ของผู้ให้บริการแต่ละราย ส่วนย่อย

โครงสร้างพาร์ติชัน

พาร์ติชันสำหรับบูตของผู้ให้บริการเป็นแบบ A/B กับ A/B เสมือนและได้รับการปกป้องโดย Android Verified Boot

เวอร์ชัน 3

พาร์ติชันประกอบด้วยส่วนหัว, ramdisk ของผู้ให้บริการ และ BLOB ของแผนผังอุปกรณ์ (DTB)

โซน จำนวนหน้า
ส่วนหัวของบูตของผู้ให้บริการ (n หน้า) n = (2112 + page_size - 1) / page_size
แรมดิสก์ของผู้ให้บริการ (o หน้า) o = (vendor_ramdisk_size + page_size - 1) / page_size
DTB (หน้า p) p = (dtb_size + page_size - 1) / page_size

เวอร์ชัน 4

พาร์ติชันประกอบด้วยส่วนหัว ส่วน RAM ของผู้ให้บริการ (ประกอบด้วย ส่วนย่อย RAM ของผู้ให้บริการทั้งหมด, เชื่อมต่อ), BLOB แผนผังอุปกรณ์ (DTB) และส่วน ตาราง RAM ของผู้ให้บริการ

โซน จำนวนหน้า
ส่วนหัวการเปิดเครื่องของผู้ให้บริการ (n หน้า) n = (2128 + page_size - 1) / page_size
เศษของ RAMDisk ของผู้ให้บริการ (หน้า o) o = (vendor_ramdisk_size + page_size - 1) / page_size
DTB (หน้า p) p = (dtb_size + page_size - 1) / page_size
ตาราง RAM Disk ของผู้ให้บริการ (หน้า q) q = (vendor_ramdisk_table_size + page_size - 1) / page_size
Bootconfig (หน้า r) r = (bootconfig_size + page_size - 1) / page_size

ส่วนหัวการเปิดเครื่องของผู้ให้บริการ

เนื้อหาของส่วนหัวบูตพาร์ติชันของผู้ให้บริการประกอบไปด้วยข้อมูลเป็นหลัก ที่มีการโยกย้ายมาจาก ส่วนหัวของรูปภาพเปิดเครื่อง ทั้งนี้ ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับ RAM ของผู้ให้บริการด้วย

เวอร์ชัน 3

struct vendor_boot_img_hdr_v3
{
#define VENDOR_BOOT_MAGIC_SIZE 8
    uint8_t magic[VENDOR_BOOT_MAGIC_SIZE];
    uint32_t header_version;
    uint32_t page_size;           /* flash page size we assume */

    uint32_t kernel_addr;         /* physical load addr */
    uint32_t ramdisk_addr;        /* physical load addr */

    uint32_t vendor_ramdisk_size; /* size in bytes */

#define VENDOR_BOOT_ARGS_SIZE 2048
    uint8_t cmdline[VENDOR_BOOT_ARGS_SIZE];

    uint32_t tags_addr;           /* physical addr for kernel tags */

#define VENDOR_BOOT_NAME_SIZE 16
    uint8_t name[VENDOR_BOOT_NAME_SIZE]; /* asciiz product name */
    uint32_t header_size;         /* size of vendor boot image header in
                                   * bytes */
    uint32_t dtb_size;            /* size of dtb image */
    uint64_t dtb_addr;            /* physical load address */

};

เวอร์ชัน 4

struct vendor_boot_img_hdr_v4
{
#define VENDOR_BOOT_MAGIC_SIZE 8
    uint8_t magic[VENDOR_BOOT_MAGIC_SIZE];
    uint32_t header_version;
    uint32_t page_size;           /* flash page size we assume */

    uint32_t kernel_addr;         /* physical load addr */
    uint32_t ramdisk_addr;        /* physical load addr */

    uint32_t vendor_ramdisk_size; /* size in bytes */

#define VENDOR_BOOT_ARGS_SIZE 2048
    uint8_t cmdline[VENDOR_BOOT_ARGS_SIZE];

    uint32_t tags_addr;           /* physical addr for kernel tags */

#define VENDOR_BOOT_NAME_SIZE 16
    uint8_t name[VENDOR_BOOT_NAME_SIZE]; /* asciiz product name */
    uint32_t header_size;         /* size of vendor boot image header in
                                   * bytes */
    uint32_t dtb_size;            /* size of dtb image */
    uint64_t dtb_addr;            /* physical load address */

    uint32_t vendor_ramdisk_table_size; /* size in bytes for the vendor ramdisk table */
    uint32_t vendor_ramdisk_table_entry_num; /* number of entries in the vendor ramdisk table */
    uint32_t vendor_ramdisk_table_entry_size; /* size in bytes for a vendor ramdisk table entry */
    uint32_t bootconfig_size; /* size in bytes for the bootconfig section */
};

#define VENDOR_RAMDISK_TYPE_NONE 0
#define VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM 1
#define VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY 2
#define VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM 3

struct vendor_ramdisk_table_entry_v4
{
    uint32_t ramdisk_size; /* size in bytes for the ramdisk image */
    uint32_t ramdisk_offset; /* offset to the ramdisk image in vendor ramdisk section */
    uint32_t ramdisk_type; /* type of the ramdisk */
#define VENDOR_RAMDISK_NAME_SIZE 32
    uint8_t ramdisk_name[VENDOR_RAMDISK_NAME_SIZE]; /* asciiz ramdisk name */

#define VENDOR_RAMDISK_TABLE_ENTRY_BOARD_ID_SIZE 16
    // Hardware identifiers describing the board, soc or platform which this
    // ramdisk is intended to be loaded on.
    uint32_t board_id[VENDOR_RAMDISK_TABLE_ENTRY_BOARD_ID_SIZE];
};
  • vendor_ramdisk_size คือขนาดรวมของเศษ RAM Disk ทั้งหมดของผู้ให้บริการ
  • ramdisk_type หมายถึงประเภทของ RAMdisk โดยค่าที่เป็นไปได้มีดังนี้
    • VENDOR_RAMDISK_TYPE_NONE บ่งบอกว่าไม่ได้ระบุค่า
    • RAM ดิสก์ VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM มีบิตเฉพาะแพลตฟอร์ม Bootloader ต้องโหลดรายการเหล่านี้ลงในหน่วยความจำเสมอ
    • แรมดิสก์ VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY รายการมีทรัพยากรการกู้คืน Bootloader ต้องโหลดลงในหน่วยความจำเมื่อเปิดเครื่องในการกู้คืน
    • VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM แรมดิสก์มีโมดูลเคอร์เนลที่โหลดแบบไดนามิกได้
  • ramdisk_name คือชื่อที่ไม่ซ้ำกันของ RAM disk
  • board_id เป็นเวกเตอร์ของตัวระบุฮาร์ดแวร์ที่ผู้ให้บริการกำหนด

การรองรับ Bootloader

เนื่องจากพาร์ติชันบูตของผู้ให้บริการมีข้อมูล (เช่น ขนาดหน้าของแฟลช เคอร์เนล ที่อยู่การโหลดของ RAMdisk ตัวของ DTB เอง) ที่เคยอยู่ในพาร์ติชันบูต บูตโหลดเดอร์จึงต้องเข้าถึงทั้งพาร์ติชันบูตและพาร์ติชันบูตของผู้ให้บริการเพื่อให้มีข้อมูลเพียงพอที่จะทำการบูตให้เสร็จสมบูรณ์

Bootloader ต้องโหลด RAM ดิสก์ทั่วไปลงในหน่วยความจำทันทีหลังจาก ramdisk ของผู้ให้บริการ (รูปแบบ CPIO, Gzip และ lz4 รองรับแท็กประเภทนี้ การเชื่อมต่อ) อย่าจัดหน้าให้สอดคล้องกับรูปภาพ RAM ทั่วไปหรือแทรกรูปภาพ พื้นที่อื่นๆ ระหว่างแท็กและจุดสิ้นสุดของ RAM ของผู้ให้บริการในหน่วยความจำ หลังจาก เคอร์เนลจะแตกข้อมูล และแยกไฟล์ที่เชื่อมต่อกันไว้ใน initramfs ซึ่งทำให้มีโครงสร้างไฟล์แบบ RAM ทั่วไปที่วางซ้อนอยู่บน โครงสร้างไฟล์ ramdisk ของผู้ให้บริการ

เนื่องจากระบบจะต่อเชื่อมไฟล์ RAM ทั่วไปและไฟล์ RAM ของผู้ให้บริการเข้าด้วยกัน ไฟล์เหล่านี้จึงต้องอยู่ในรูปแบบเดียวกัน อิมเมจการเปิดเครื่อง GKI ใช้ RAM ทั่วไปที่บีบอัด lz4 ดังนั้น อุปกรณ์ที่เป็นไปตามข้อกำหนดของ GKI ต้องใช้ RAM ของผู้ให้บริการที่บีบอัด lz4 การกําหนดค่าสําหรับการดำเนินการนี้แสดงอยู่ด้านล่าง

โปรดดูคำอธิบายข้อกำหนดของ Bootloader ที่รองรับ Bootconfig ในส่วนใช้งาน Bootconfig

Ramdisk ของผู้ให้บริการจำนวนมาก (เวอร์ชัน 4)

เมื่อใช้ส่วนหัวของอิมเมจการบูตเวอร์ชัน 4 บูตโหลดเดอร์จะเลือกชุดย่อยหรือแรมดิสก์ทั้งหมดของผู้ให้บริการเพื่อโหลดเป็น initramfs ในระหว่างการบูตได้ ตาราง RAM disk ของผู้ให้บริการจะมีข้อมูลเมตาของ RAM disk แต่ละรายการ และช่วยบูตโหลดเดอร์ในการตัดสินใจว่าจะโหลด RAM disk รายการใด Bootloader กำหนด เพื่อให้โหลด ramdisk ของผู้ให้บริการที่เลือก ตราบใดที่ ramdisk ทั่วไปคือ โหลดล่าสุด

ตัวอย่างเช่น Bootloader สามารถละเว้น RAM ดิสก์ของผู้ให้บริการที่กำลังโหลดประเภท VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY ระหว่างการเปิดเครื่องปกติเพื่อประหยัดทรัพยากร RAM ของผู้ให้บริการประเภท VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM และ ระบบโหลด VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM ลงในหน่วยความจำ ในขณะที่ผู้ให้บริการ ramdisks ของประเภท VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM, VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY และ VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM จะโหลดลงในหน่วยความจำเมื่อเปิดเครื่องในการกู้คืน

หรือ Bootloader อาจไม่สนใจตาราง RAM Disk ของผู้ให้บริการและโหลดส่วน RAM Disk ทั้งหมดของผู้ให้บริการ ซึ่งมีผลเหมือนกับการโหลดเศษ Ramdisk ทั้งหมดของผู้ให้บริการในพาร์ติชัน vendor_boot

สร้างการสนับสนุน

วิธีใช้การสนับสนุนการเปิดเครื่องของผู้ให้บริการสำหรับอุปกรณ์มีดังนี้

  • ตั้งค่า BOARD_BOOT_HEADER_VERSION เป็น 3 หรือมากกว่า

  • ตั้งค่า BOARD_RAMDISK_USE_LZ4 เป็น true หากอุปกรณ์เป็นไปตามข้อกำหนด GKI หรือใช้ RAMdisk ทั่วไปที่บีบอัดด้วย lz4

  • ตั้งค่า BOARD_VENDOR_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE เป็นขนาดที่เหมาะสมสำหรับ โดยพิจารณาโมดูลเคอร์เนลที่ต้องไปอยู่บน RAM ของผู้ให้บริการ

  • อัปเดต AB_OTA_PARTITIONS ให้รวม vendor_boot และผู้ให้บริการที่เฉพาะเจาะจง รายการพาร์ติชัน OTA ในอุปกรณ์

  • คัดลอกข้อมูลจาก fstab ไปยัง /first_stage_ramdisk ในพาร์ติชัน vendor_boot ไม่ใช่พาร์ติชัน boot เช่น $(LOCAL_PATH)/fstab.hardware:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR_RAMDISK)/first_stage_ramdisk/fstab.$(PRODUCT_PLATFORM)

วิธีรวม RAM disk ของผู้ให้บริการหลายรายใน vendor_boot

  • ตั้งค่า BOARD_BOOT_HEADER_VERSION เป็น 4
  • ตั้งค่า BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENTS เป็นรายการชื่อแฟรกเมนต์ของ RAMdisk ของผู้ให้บริการเชิงตรรกะที่จะรวมไว้ใน vendor_boot

  • หากต้องการเพิ่ม RAM ของผู้ให้บริการที่สร้างไว้ล่วงหน้า ให้ตั้งค่า BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).PREBUILT ไปยังรายชื่อที่สร้างไว้ล่วงหน้า เส้นทาง

  • หากต้องการเพิ่ม RAM disk ของผู้ให้บริการ DLKM ให้ตั้งค่า BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).KERNEL_MODULE_DIRS เป็นรายการไดเรกทอรีของโมดูลเคอร์เนลที่จะรวมไว้

  • ตั้ง BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).MKBOOTIMG_ARGS เป็น mkbootimg อาร์กิวเมนต์ ต่อไปนี้คือ--board_id[0-15]และ--ramdisk_type อาร์กิวเมนต์สำหรับ Fragment ramdisk ของผู้ให้บริการ สำหรับ ramdisk ของผู้ให้บริการ DLKM นั้น ค่าเริ่มต้น --ramdisk_type จะเป็น DLKM หากไม่ได้ระบุไว้เป็นอย่างอื่น

วิธีสร้างทรัพยากรการกู้คืนเป็น RAM ดิสก์ recovery แบบสแตนด์อโลนใน vendor_boot:

  • ตั้งค่า BOARD_BOOT_HEADER_VERSION เป็น 4
  • ตั้งค่า BOARD_MOVE_RECOVERY_RESOURCES_TO_VENDOR_BOOT เป็น true
  • ตั้งค่า BOARD_INCLUDE_RECOVERY_RAMDISK_IN_VENDOR_BOOT เป็น true
  • ซึ่งจะเพิ่มเศษ ramdisk ของผู้ให้บริการที่มี ramdisk_name เป็น recovery และ ramdisk_type เป็น VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY จากนั้น ramdisk จะมี ไฟล์การกู้คืนทั้งหมด ซึ่งเป็นไฟล์ที่ติดตั้งใน $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT)

อาร์กิวเมนต์ mkbootimg

อาร์กิวเมนต์ คำอธิบาย
--ramdisk_type ประเภทของ RAM อาจเป็น NONE PLATFORM, RECOVERY หรือ DLKM
--board_id[0-15] ระบุเวกเตอร์ board_id ซึ่งค่าเริ่มต้นคือ 0

ตัวอย่างการกำหนดค่ามีดังนี้

BOARD_KERNEL_MODULE_DIRS := foo bar baz
BOARD_BOOT_HEADER_VERSION := 4
BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENTS := dlkm_foobar
BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.dlkm_foobar.KERNEL_MODULE_DIRS := foo bar
BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.dlkm_foobar.MKBOOTIMG_ARGS := --board_id0 0xF00BA5 --board_id1 0xC0FFEE

vendor_boot ที่ได้จะมีเศษ ramdisk ของผู้ให้บริการ 2 รายการ รายการแรกคือ "ค่าเริ่มต้น" ramdisk ซึ่งมีไดเรกทอรี DLKM baz และ ไฟล์ที่เหลือใน $(TARGET_VENDOR_RAMDISK_OUT) ส่วนไฟล์ที่ 2 คือdlkm_foobar แรดิสก์ซึ่งมีไดเรกทอรี DLKM foo และ bar และ--ramdisk_type มีค่าเริ่มต้นเป็น DLKM