מחיצות אתחול של ספקים

ב-Android 11 הושק המושג Generic Kernel Image‏ (GKI). כדי להפעיל אתחול של מכשיר שרירותי באמצעות GKI, מכשירי Android 11 יכולים להשתמש בכותרת של קובץ אימג' אתחול בגרסה 3. בגרסה 3, כל המידע הספציפי לספק מוסר מהמחיצה boot ומועתק למחיצה vendor_boot חדשה. כדי לעבור את הבדיקה עם GKI, מכשיר ARM64 שמופעל עם Android 11 בליבה של Linux 5.4 חייב לתמוך במחיצה vendor_boot ובפורמט המחיצה המעודכן boot.

במכשירי Android 12 אפשר להשתמש בגרסה 4 של כותרת תמונת האתחול, שתומכת בהכללת מספר רדיסקים של ספקים במחיצה vendor_boot. מספר קטעי ramdisk של ספקים מקושרים זה לזה בחלק של ה-ramdisk של הספק. טבלת ramdisk של ספק משמשת לתיאור הפריסה של הקטע ramdisk של הספק ואת המטא-נתונים של כל קטע ramdisk של ספק.

מבנה המחיצות

מחיצה האתחול של הספק מוגדרת כמחיצה A/B עם מחיצה A/B וירטואלית ומוגנת על ידי Android Verified Boot.

גרסה 3

המחיצה מורכבת מכותרת, מ-ramdisk של הספק ומ-blob של עץ המכשיר (DTB).

גרסה 4

המחיצה מורכבת מכותרת, מקטע ה-ramdisk של הספק (שמורכב מכל השברים של ה-ramdisk של הספק, שמקושרים זה לזה), מ-blob של עץ המכשיר (DTB) ומהטבלה של ה-ramdisk של הספק.

כותרת האתחול של הספק

התוכן של הכותרת של מחיצה האתחול של הספק מורכב בעיקר מנתונים שהועברו לשם מכותרת קובץ האתחול. תמצאו בו גם מידע על הרדיסק של הספק.

גרסה 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 */

};

גרסה 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 הוא הגודל הכולל של כל שברי ה-ramdisk של הספק.
• ramdisk_type מציין את סוג ה-ramdisk. הערכים האפשריים הם:
  • הערך VENDOR_RAMDISK_TYPE_NONE מציין שהערך לא צוין.
  • VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM דיסקים של זיכרון RAM מכילים ביטים ספציפיים לפלטפורמה. מנהל האתחול תמיד צריך לטעון אותם לזיכרון.
  • דיסקים מסוג VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY מכילים משאבי שחזור. תוכנת האתחול חייבת לטעון את הקבצים האלה לזיכרון במהלך ההפעלה מחדש בתוך השחזור.
  • VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM דיסקים של זיכרון RAM מכילים מודולים דינמיים של ליבה שניתנים לטעינה.
• ramdisk_name הוא שם ייחודי של דיסק ה-RAM.
• board_id הוא וקטור של מזהי חומרה בהגדרת הספק.

תמיכה בתוכנת אתחול

מכיוון שמחיצה לאתחול של הספק מכילה מידע (כמו גודל דף הפלאש, הליבה, כתובות הטעינה של דיסק ה-RAM, ה-DTB עצמו) שהיה קיים בעבר במחיצה לאתחול, למחולל האתחול צריכה להיות גישה גם למחיצה לאתחול וגם למחיצה לאתחול של הספק כדי שיהיה לו מספיק נתונים כדי להשלים את האתחול.

תוכנת האתחול צריכה לטעון את ה-ramdisk הגנרי לזיכרון מיד אחרי ה-ramdisk של הספק (הפורמטים CPIO,‏ Gzip ו-lz4 תומכים בסוג הזה של שרשור). אין לבצע התאמה לדף של קובץ האימג' הגנרי של ה-RAMdisk או להוסיף רווח כלשהו בינו לבין סוף ה-RAMdisk של הספק בזיכרון. אחרי שהמעטפת מבצעת את הדחיסה, היא מחלצת את הקובץ המקושר לקובץ initramfs, וכתוצאה מכך נוצר מבנה קבצים של דיסק אחסון RAM גנרי שמשולב במבנה הקבצים של דיסק אחסון ה-RAM של הספק.

מכיוון שה-ramdisk הגנרי וה-ramdisk של הספק מקושרים, הם צריכים להיות באותו פורמט. בתמונת האתחול של GKI נעשה שימוש ב-ramdisk גנרי דחוס ב-lz4, ולכן במכשיר שתואם ל-GKI צריך להשתמש ב-ramdisk של ספק דחוס ב-lz4. ההגדרה של זה מוצגת בהמשך.

הדרישות של תוכנת האתחול לתמיכה ב-bootconfig מפורטות במאמר הטמעת Bootconfig.

ramdisk של ספקים מרובים (גרסה 4)

בכותרת של קובץ האימג' להפעלה בגרסה 4, מנהל האתחול יכול לבחור קבוצת משנה או את כל הדיסקים הווירטואליים של המכשיר לטעינה בתור initramfs במהלך ההפעלה. טבלת ה-ramdisk של הספק מכילה את המטא-נתונים של כל ה-ramdisk, והיא יכולה לעזור למטען האתחול להחליט אילו ramdisk לטעון. תוכנת האתחול יכולה לקבוע את סדר הטעינה של ה-ramdisk הגנרי של הספק, כל עוד ה-ramdisk הגנרי נטען אחרון.

לדוגמה, תוכנת האתחול יכולה להשמיט רדיסקים מסוג VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY של טעינה של הספק במהלך הפעלה רגילה, כדי לחסוך במשאבים, כך שרק ramdisk של ספק מסוג VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM ו-VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM ייטענו בזיכרון. לעומת זאת, דיסקים מסוג VENDOR_RAMDISK_TYPE_PLATFORM, ‏ VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY ו-VENDOR_RAMDISK_TYPE_DLKM של ספקים נטענים בזיכרון בזמן האתחול למצב שחזור.

לחלופין, תוכנת האתחול יכולה להתעלם מטבלת ה-ramdisk של הספק ולטעון את כל הקטע של ה-ramdisk של הספק. ההשפעה זהה לזו של טעינת כל הקטעים של ה-ramdisk של הספק במחיצה vendor_boot.

בניית תמיכה

כדי להטמיע תמיכה באתחול של ספק במכשיר:

• צריך להגדיר את הערך של BOARD_BOOT_HEADER_VERSION לערך 3 ומעלה.

• מגדירים את BOARD_RAMDISK_USE_LZ4 לערך true אם המכשיר תואם ל-GKI, או אם הוא משתמש ב-ramdisk גנרי בלחץ lz4.

• מגדירים את BOARD_VENDOR_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE לגודל שמתאים למכשיר, בהתחשב במודולים של הליבה שצריכים להיכנס ל-ramdisk של הספק.

• מעדכנים את AB_OTA_PARTITIONS כך שיכלול את vendor_boot ואת כל הרשימות הספציפיות לספק של מחיצות OTA במכשיר.

• מעתיקים את המכשיר fstab אל /first_stage_ramdisk במחיצה vendor_boot, ולא במחיצה boot. לדוגמה, $(LOCAL_PATH)/fstab.hardware:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR_RAMDISK)/first_stage_ramdisk/fstab.$(PRODUCT_PLATFORM).

כדי לכלול כמה דיסקים של זיכרון RAM של ספקים ב-vendor_boot:

• מגדירים את BOARD_BOOT_HEADER_VERSION לערך 4.

• מגדירים את BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENTS כרשימה של שמות של קטעי ramdisk לוגיים של הספק שצריך לכלול ב-vendor_boot.

• כדי להוסיף ramdisk של ספק מוכן מראש, מגדירים את BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).PREBUILT לנתיב המובנה מראש.

• כדי להוסיף RAMdisk של ספק DLKM, מגדירים את BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).KERNEL_MODULE_DIRS לרשימה של ספריות מודולי הליבה שרוצים לכלול.

• מגדירים את BOARD_VENDOR_RAMDISK_FRAGMENT.$(vendor_ramdisk).MKBOOTIMG_ARGS לארגומנטים mkbootimg. אלה הארגומנטים --board_id[0-15] ו---ramdisk_type של קטע ה-ramdisk של הספק. במסגרת דיסק ה-RAM של ספק DLKM, הערך שמוגדר כברירת מחדל של --ramdisk_type הוא DLKM, אלא אם צוין אחרת.

כדי ליצור משאבי שחזור כ-Radisk נפרד ב-recovery ב-vendor_boot:

• מגדירים את BOARD_BOOT_HEADER_VERSION לערך 4.
• מגדירים את BOARD_MOVE_RECOVERY_RESOURCES_TO_VENDOR_BOOT לערך true.
• מגדירים את BOARD_INCLUDE_RECOVERY_RAMDISK_IN_VENDOR_BOOT לערך true.
• הפעולה הזו מוסיפה מקטע ramdisk של ספק שה-ramdisk_name שלו הוא recovery ו-ramdisk_type הוא VENDOR_RAMDISK_TYPE_RECOVERY. לאחר מכן, דיסק ה-RAM מכיל את כל קובצי השחזור, שהם קבצים שמותקנים בתיקייה $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT).

ארגומנטים של mkbootimg

דוגמה להגדרה:

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

הערך vendor_boot שייווצר יכלול שני קטעי ramdisk של הספק. הראשון הוא דיסק ה-RAM שמוגדר כברירת מחדל, שמכיל את ספריית DLKM‏ baz ואת שאר הקבצים ב-$(TARGET_VENDOR_RAMDISK_OUT). השני הוא דיסק ה-RAM‏ dlkm_foobar, שמכיל את הספריות DLKM‏ foo ו-bar, והערך שמוגדר כברירת מחדל ב---ramdisk_type הוא DLKM.