Phân vùng khởi động của nhà cung cấp

Android 11 đã giới thiệu khái niệm về Hình ảnh hạt nhân chung (GKI). Để cho phép khởi động một thiết bị bất kỳ bằng GKI, các thiết bị Android 11 có thể sử dụng phiên bản 3 của tiêu đề hình ảnh khởi động. Trong phiên bản 3, tất cả thông tin dành riêng cho nhà cung cấp đều được tách ra khỏi phân vùng boot và chuyển vào một phân vùng vendor_boot mới. Một thiết bị ARM64 khởi chạy bằng Android 11 trên nhân Linux 5.4 phải hỗ trợ phân vùng vendor_boot và định dạng phân vùng boot mới cập nhật để vượt qua quy trình kiểm thử bằng GKI.

Các thiết bị Android 12 có thể sử dụng phiên bản 4 của tiêu đề hình ảnh khởi động, hỗ trợ việc đưa nhiều ramdisk của nhà cung cấp vào phân vùng vendor_boot. Nhiều phân đoạn ramdisk của nhà cung cấp được nối với nhau trong phần ramdisk của nhà cung cấp. Bảng ramdisk của nhà cung cấp được dùng để mô tả bố cục của phần ramdisk của nhà cung cấp và siêu dữ liệu của từng phân đoạn ramdisk của nhà cung cấp.

Cấu trúc phân vùng

Phân vùng khởi động của nhà cung cấp được phân vùng A/B bằng phân vùng A/B ảo và được bảo vệ bằng tính năng Xác minh quy trình khởi động của Android.

Phiên bản 3

Phân vùng này bao gồm một tiêu đề, ramdisk của nhà cung cấp và blob cây thiết bị (DTB).

Phiên bản 4

Phân vùng này bao gồm một tiêu đề, phần ramdisk của nhà cung cấp (bao gồm tất cả các mảnh ramdisk của nhà cung cấp, được nối), DTB (blob cây thiết bị) và bảng ramdisk của nhà cung cấp.

Tiêu đề khởi động của nhà cung cấp

Nội dung của tiêu đề phân vùng khởi động của nhà cung cấp chủ yếu bao gồm dữ liệu đã được di chuyển từ tiêu đề hình ảnh khởi động. Nó cũng chứa thông tin về ramdisk của nhà cung cấp.

Phiên bản 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 */

};

Phiên bản 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 là tổng kích thước của tất cả các phân đoạn ramdisk của nhà cung cấp.
• ramdisk_type biểu thị loại ramdisk, các giá trị có thể là:
  • VENDOR_RAMDISK_TYPE_NONE cho biết giá trị không được chỉ định.
  • VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM ramdisk chứa các bit dành riêng cho nền tảng. Trình tải khởi động phải luôn tải các tệp này vào bộ nhớ.
  • VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY ramdisk chứa các tài nguyên khôi phục. Trình tải khởi động phải tải các tệp này vào bộ nhớ khi khởi động vào chế độ khôi phục.
  • VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM ramdisk chứa các mô-đun hạt nhân có thể tải linh hoạt.
• ramdisk_name là tên duy nhất của ramdisk.
• board_id là một vectơ gồm các giá trị nhận dạng phần cứng do nhà cung cấp xác định.

Hỗ trợ trình tải khởi động

Vì phân vùng khởi động của nhà cung cấp chứa thông tin (chẳng hạn như kích thước trang flash, nhân, địa chỉ tải ramdisk, chính DTB) từng tồn tại trong phân vùng khởi động, nên trình tải khởi động phải truy cập cả phân vùng khởi động và phân vùng khởi động của nhà cung cấp để có đủ dữ liệu hoàn tất quá trình khởi động.

Trình tải khởi động phải tải ramdisk chung vào bộ nhớ ngay lập tức sau ramdisk của nhà cung cấp (các định dạng CPIO, Gzip và lz4 hỗ trợ loại nối này). Đừng căn chỉnh trang hình ảnh ổ đĩa ngẫu nhiên chung hoặc đưa bất kỳ khoảng trống nào khác giữa hình ảnh đó và cuối ổ đĩa ngẫu nhiên của nhà cung cấp trong bộ nhớ. Sau khi giải nén, nhân sẽ trích xuất tệp được nối vào một initramfs, dẫn đến một cấu trúc tệp là ramdisk chung được phủ lên cấu trúc tệp ramdisk của nhà cung cấp.

Vì ramdisk chung và ramdisk của nhà cung cấp được nối với nhau, nên chúng phải có cùng định dạng. Hình ảnh khởi động GKI sử dụng ramdisk chung được nén lz4, vì vậy, thiết bị tuân thủ GKI phải sử dụng ramdisk của nhà cung cấp được nén lz4. Cấu hình cho việc này được trình bày bên dưới.

Các yêu cầu về trình tải khởi động để hỗ trợ bootconfig được giải thích trong phần Triển khai Bootconfig.

Nhiều ramdisk của nhà cung cấp (phiên bản 4)

Với phiên bản 4 của tiêu đề hình ảnh khởi động, trình tải khởi động có thể chọn một tập hợp con hoặc tất cả ramdisk của nhà cung cấp để tải dưới dạng initramfs trong thời gian khởi động. Bảng ramdisk của nhà cung cấp chứa siêu dữ liệu của từng ramdisk và có thể hỗ trợ trình tải khởi động trong việc quyết định tải ramdisk nào. Trình tải khởi động có thể quyết định thứ tự tải các ramdisk của nhà cung cấp đã chọn, miễn là ramdisk chung được tải sau cùng.

Ví dụ: trình tải khởi động có thể bỏ qua việc tải ramdisk của nhà cung cấp thuộc loại VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY trong quá trình khởi động thông thường để tiết kiệm tài nguyên, vì vậy, chỉ ramdisk của nhà cung cấp thuộc loại VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM và VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM mới được tải vào bộ nhớ. Mặt khác, ramdisk của nhà cung cấp thuộc loại VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM, VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY và VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM sẽ được tải vào bộ nhớ khi khởi động ở chế độ khôi phục.

Ngoài ra, trình tải khởi động có thể bỏ qua bảng ramdisk của nhà cung cấp và tải toàn bộ phần ramdisk của nhà cung cấp. Cách này có tác dụng tương tự như việc tải tất cả các phân mảnh ramdisk của nhà cung cấp trong phân vùng vendor_boot.

Xây dựng sự ủng hộ

Cách triển khai tính năng hỗ trợ khởi động của nhà cung cấp cho thiết bị:

• Đặt BOARD_BOOT_HEADER_VERSION thành 3 trở lên.

• Đặt BOARD_RAMDISK_USE_LZ4 thành true nếu thiết bị của bạn tuân thủ GKI hoặc nếu thiết bị đó sử dụng ramdisk chung được nén lz4.

• Đặt BOARD_VENDOR_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE thành kích thước phù hợp cho thiết bị của bạn, có tính đến các mô-đun kernel phải nằm trên ramdisk của nhà cung cấp.

• Cập nhật AB_OTA_PARTITIONS để thêm vendor_boot và mọi danh sách phân vùng OTA dành riêng cho nhà cung cấp trên thiết bị.

• Sao chép fstab của thiết bị vào /first_stage_ramdisk trong phân vùng vendor_boot, chứ không phải phân vùng boot. Chẳng hạn như $(LOCAL_PATH)/fstab.hardware:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR_RAMDISK)/first_stage_ramdisk/fstab.$(PRODUCT_PLATFORM).

Cách thêm nhiều ramdisk của nhà cung cấp vào vendor_boot:

• Đặt BOARD_BOOT_HEADER_VERSION thành 4.

• Đặt BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENTS thành danh sách tên phân mảnh ramdisk logic của nhà cung cấp sẽ được đưa vào vendor_boot.

• Để thêm một ramdisk của nhà cung cấp được tạo sẵn, hãy đặt BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).PREBUILT thành đường dẫn được tạo sẵn.

• Để thêm một ramdisk nhà cung cấp DLKM, hãy đặt BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).KERNEL_MODULE_DIRS thành danh sách các thư mục mô-đun hạt nhân sẽ được đưa vào.

• Đặt BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).MKBOOTIMG_ARGS thành đối số mkbootimg. Đây là các đối số --board_id[0-15] và --ramdisk_type cho phân mảnh ramdisk của nhà cung cấp. Đối với ramdisk của nhà cung cấp DLKM, --ramdisk_type mặc định sẽ là DLKM nếu bạn không chỉ định cách khác.

Cách tạo tài nguyên khôi phục dưới dạng ramdisk recovery độc lập trong vendor_boot:

• Đặt BOARD_BOOT_HEADER_VERSION thành 4.
• Đặt BOARD_MOVE_RECOVERY_RESOURCES_TO_VENDOR_BOOT thành true.
• Đặt BOARD_INCLUDE_RECOVERY_RAMDISK_IN_VENDOR_BOOT thành true.
• Thao tác này sẽ thêm một mảnh ramdisk của nhà cung cấp có ramdisk_name là recovery và ramdisk_type là VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY. Sau đó, ramdisk sẽ chứa tất cả các tệp khôi phục, là những tệp được cài đặt trong $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT).

Đối số mkbootimg

Sau đây là một ví dụ về cấu hình:

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 kết quả sẽ chứa 2 mảnh ramdisk của nhà cung cấp. Ramdisk đầu tiên là ramdisk "mặc định", chứa thư mục DLKM baz và các tệp còn lại trong $(TARGET_VENDOR_RAMDISK_OUT). Thứ hai là ramdisk dlkm_foobar, chứa các thư mục DLKM foo và bar, còn --ramdisk_type mặc định là DLKM.