實施動態分割區

動態分區是使用Linux核心中的dm-線性設備映射器模組實現的。 super分區包含列出super中每個動態分區的名稱和區塊範圍的元資料。在第一階段init期間，會解析和驗證此元數據，並建立虛擬區塊裝置來表示每個動態分割區。

套用 OTA 時，會根據需要自動建立動態分割區、調整大小或刪除動態分割區。對於 A/B 設備，有兩個元資料副本，並且變更僅套用於代表目標槽的副本。

由於動態分區是在使用者空間中實現的，因此引導程式所需的分區無法動態化。例如， boot 、 dtbo和vbmeta由引導程式讀取，因此必須保留為實體分割區。

每個動態分區可以屬於一個更新群組。這些群組限制了該群組中的分區可以佔用的最大空間。例如， system和vendor可以屬於一個群組，該群組限制system和vendor的總大小。

在新裝置上實現動態分區

本部分詳細介紹如何在搭載 Android 10 及更高版本的新裝置上實現動態分區。若要更新現有設備，請參閱升級 Android 設備。

分區變更

對於搭載 Android 10 的設備，建立一個名為super的分割區。 super分割區在內部處理 A/B 插槽，因此 A/B 裝置不需要單獨的super_a和super_b分割區。引導程式未使用的所有唯讀 AOSP 分割區必須是動態的，並且必須從 GUID 分割區表 (GPT) 中刪除。供應商特定的分區不必是動態的，可以放置在 GPT 中。

若要估計super的大小，請新增從 GPT 中刪除的分割區的大小。對於 A/B 設備，這應包括兩個插槽的大小。圖 1顯示了轉換為動態分割之前和之後的範例分割表。

支援的動態分區有：

• 系統
• 小販
• 產品
• 系統分機
• 原始設計製造商

對於使用 Android 10 啟動的設備，核心命令列選項androidboot.super_partition必須為空，以便命令 sysprop ro.boot.super_partition為空。

分割區對齊

如果super分割區未正確對齊，裝置映射器模組的運作效率可能會降低。 super分割區必須與區塊層確定的最小 I/O 請求大小對齊。預設情況下，建置系統（透過lpmake產生super分割區映像）假定 1 MiB 對齊對於每個動態分割區就足夠了。但是，供應商應確保super分區正確對齊。

您可以透過檢查sysfs來確定區塊設備的最小請求大小。例如：

# ls -l /dev/block/by-name/super
lrwxrwxrwx 1 root root 16 1970-04-05 01:41 /dev/block/by-name/super -> /dev/block/sda17
# cat /sys/block/sda/queue/minimum_io_size
786432

您可以用類似的方式驗證super分割區的對齊方式：

# cat /sys/block/sda/sda17/alignment_offset

對齊偏移量必須為 0。

設備配置變更

若要啟用動態分割區，請在device.mk中新增下列標誌：

PRODUCT_USE_DYNAMIC_PARTITIONS := true

主機板配置變更

您需要設定super分割區的大小：

BOARD_SUPER_PARTITION_SIZE := <size-in-bytes>

在 A/B 裝置上，如果動態分割映像的總大小超過super分割區大小的一半，建置系統會拋出錯誤。

您可以如下設定動態分割區清單。對於使用更新群組的設備，請在BOARD_SUPER_PARTITION_GROUPS變數中列出群組。每個群組名稱都有一個BOARD_ group _SIZE和BOARD_ group _PARTITION_LIST變數。對於 A/B 設備，群組的最大大小應僅覆蓋一個插槽，因為群組名稱在內部帶有插槽後綴。

下面是一個範例設備，它將所有分區放入名為example_dynamic_partitions的群組中：

BOARD_SUPER_PARTITION_GROUPS := example_dynamic_partitions
BOARD_EXAMPLE_DYNAMIC_PARTITIONS_SIZE := 6442450944
BOARD_EXAMPLE_DYNAMIC_PARTITIONS_PARTITION_LIST := system vendor product

下面是一個範例設備，它將系統和產品服務放入group_foo中，並將vendor 、 product和odm放入group_bar中：

BOARD_SUPER_PARTITION_GROUPS := group_foo group_bar
BOARD_GROUP_FOO_SIZE := 4831838208
BOARD_GROUP_FOO_PARTITION_LIST := system product_services
BOARD_GROUP_BAR_SIZE := 1610612736
BOARD_GROUP_BAR_PARTITION_LIST := vendor product odm

• 對於虛擬 A/B 啟動設備，所有群組的最大大小總和不得超過：
  BOARD_SUPER_PARTITION_SIZE - 開銷
  請參閱實施虛擬 A/B 。
• 對於 A/B 啟動設備，所有群組的最大大小總和必須為：
  BOARD_SUPER_PARTITION_SIZE / 2 - 開銷
• 對於非 A/B 設備和改造 A/B 設備，所有組的最大大小總和必須為：
  BOARD_SUPER_PARTITION_SIZE - 開銷
• 在建置時，更新群組中每個分割區的影像大小總和不得超過該群組的最大大小。
• 計算中需要開銷來考慮元資料、對齊等。合理的開銷是 4 MiB，但您可以根據設備的需求選擇更大的開銷。

調整動態分割區大小

在動態分割區出現之前，分割區大小被過度分配，以確保它們有足夠的空間用於未來的更新。實際大小按原樣計算，大多數只讀分區的檔案系統中都有一定量的可用空間。在動態分區中，該可用空間無法使用，可用於在 OTA 期間成長分區。確保分區不浪費空間並分配到盡可能小的大小至關重要。

對於唯讀 ext4 映像，如果未指定硬編碼分割區大小，建置系統會自動指派最小大小。建置系統適合映像，以便檔案系統具有盡可能少的未使用空間。這可確保設備不會浪費可用於 OTA 的空間。

此外，可以透過啟用區塊級重複資料刪除來進一步壓縮 ext4 映像。若要啟用此功能，請使用下列配置：

BOARD_EXT4_SHARE_DUP_BLOCKS := true

如果不希望自動分配分割區最小大小，則有兩種方法可以控制分割區大小。您可以使用BOARD_ partition IMAGE_PARTITION_RESERVED_SIZE指定最小可用空間量，也可以指定BOARD_ partition IMAGE_PARTITION_SIZE以強制動態分割為特定大小。除非必要，否則不建議使用這兩種方法。

例如：

BOARD_PRODUCTIMAGE_PARTITION_RESERVED_SIZE := 52428800

這會強制product.img中的檔案系統具有 50 MiB 的未使用空間。

系統作為 root 的更改

使用 Android 10 啟動的裝置不得使用 system-as-root。

具有動態分區的設備（無論是使用動態分區啟動還是改裝動態分區）不得使用系統作為根。 Linux 核心無法解釋super分割區，因此無法自行掛載system 。 system現在由駐留在 ramdisk 中的第一階段init掛載。

不要設定BOARD_BUILD_SYSTEM_ROOT_IMAGE 。在Android 10中， BOARD_BUILD_SYSTEM_ROOT_IMAGE標誌僅用於區分系統是由核心掛載還是由ramdisk中的第一階段init掛載。

當PRODUCT_USE_DYNAMIC_PARTITIONS也為true時，將BOARD_BUILD_SYSTEM_ROOT_IMAGE設為true會導致產生錯誤。

當BOARD_USES_RECOVERY_AS_BOOT設定為 true 時，復原映像會建置為 boot.img，其中包含已復原的 ramdisk。以前，引導程式使用skip_initramfs核心命令列參數來決定引導到哪種模式。對於 Android 10 設備，引導程式不得將skip_initramfs傳遞到核心命令列。相反，引導程式應該傳遞androidboot.force_normal_boot=1來跳過恢復並啟動正常的 Android。使用 Android 12 或更高版本啟動的裝置必須使用 bootconfig 來傳遞androidboot.force_normal_boot=1 。

AVB 配置更改

使用Android Verified Boot 2.0時，如果裝置未使用鍊式分割區描述符，則無需進行任何變更。但是，如果使用連結分區，並且已驗證的分區之一是動態的，則需要進行更改。

以下是為system和vendor分區連結vbmeta的設備的範例配置。

BOARD_AVB_SYSTEM_KEY_PATH := external/avb/test/data/testkey_rsa2048.pem
BOARD_AVB_SYSTEM_ALGORITHM := SHA256_RSA2048
BOARD_AVB_SYSTEM_ROLLBACK_INDEX := $(PLATFORM_SECURITY_PATCH_TIMESTAMP)
BOARD_AVB_SYSTEM_ROLLBACK_INDEX_LOCATION := 1

BOARD_AVB_VENDOR_KEY_PATH := external/avb/test/data/testkey_rsa2048.pem
BOARD_AVB_VENDOR_ALGORITHM := SHA256_RSA2048
BOARD_AVB_VENDOR_ROLLBACK_INDEX := $(PLATFORM_SECURITY_PATCH_TIMESTAMP)
BOARD_AVB_VENDOR_ROLLBACK_INDEX_LOCATION := 1

透過此配置，引導程式期望在system和vendor分區的末端找到vbmeta 頁腳。由於這些分割區對引導程式不再可見（它們駐留在super中），因此需要進行兩處變更。

• 將vbmeta_system和vbmeta_vendor分區加入設備的分區表。對於 A/B 設備，新增vbmeta_system_a 、 vbmeta_system_b 、 vbmeta_vendor_a和vbmeta_vendor_b 。如果增加一個或多個這些分區，它們的大小應與vbmeta分區相同。
• 透過新增VBMETA_重新命名配置標誌並指定連結擴展到哪些分區：

  BOARD_AVB_VBMETA_SYSTEM := system
  BOARD_AVB_VBMETA_SYSTEM_KEY_PATH := external/avb/test/data/testkey_rsa2048.pem
  BOARD_AVB_VBMETA_SYSTEM_ALGORITHM := SHA256_RSA2048
  BOARD_AVB_VBMETA_SYSTEM_ROLLBACK_INDEX := $(PLATFORM_SECURITY_PATCH_TIMESTAMP)
  BOARD_AVB_VBMETA_SYSTEM_ROLLBACK_INDEX_LOCATION := 1
  
  BOARD_AVB_VBMETA_VENDOR := vendor
  BOARD_AVB_VBMETA_VENDOR_KEY_PATH := external/avb/test/data/testkey_rsa2048.pem
  BOARD_AVB_VBMETA_VENDOR_ALGORITHM := SHA256_RSA2048
  BOARD_AVB_VBMETA_VENDOR_ROLLBACK_INDEX := $(PLATFORM_SECURITY_PATCH_TIMESTAMP)
  BOARD_AVB_VBMETA_VENDOR_ROLLBACK_INDEX_LOCATION := 1
  

設備可能正在使用這些分區中的一個、兩個或一個都不使用。僅當連結到邏輯分割區時才需要進行更改。

AVB 引導程式更改

如果引導程式嵌入了libavb ，請包含以下補丁：

• 818cf56740775446285466eda984acedd4baeac0 —“libavb：僅在命令列需要時查詢分區 GUID。”
• 5abd6bc2578968d24406d834471adfd995a0c2e9 —“允許系統分區不存在”
• 9ba3b6613b4e5130fa01a11d984c6b5f0eb3af05 —“修復 AvbSlotVerifyData->cmdline 可能為 NULL”

如果使用連結分割區，請包含附加補丁：

• 49936b4c0109411fdd38bd4ba3a32a01c40439a9 —“libavb：支援分區開頭的 vbmeta blob.”

內核命令列更改

必須將新參數androidboot.boot_devices加入到核心命令列中。 init使用它來啟用/dev/block/by-name符號連結。它應該是ueventd建立的底層以/dev/block/platform/ device-path /by-name/ partition-name 。使用 Android 12 或更高版本啟動的裝置必須使用 bootconfig 將androidboot.boot_devices傳遞給init 。

例如，如果超級分區按名稱符號連結為/dev/block/platform/ soc/100000.ufshc /by-name/super ，則可以在 BoardConfig.mk 檔案中新增命令列參數，如下所示：

BOARD_KERNEL_CMDLINE += androidboot.boot_devices=soc/100000.ufshc

您可以在BoardConfig.mk 檔案中加入bootconfig 參數，如下所示：

BOARD_BOOTCONFIG += androidboot.boot_devices=soc/100000.ufshc

fstab 更改

設備樹和設備樹覆蓋不得包含 fstab 條目。使用將成為 ramdisk 一部分的 fstab 檔案。

必須對邏輯分區的 fstab 檔案進行更改：

• fs_mgr flags 欄位必須包含logical標誌和 Android 10 中引入的first_stage_mount標誌，該標誌表示分區將在第一階段掛載。
• 分割區可以指定avb= vbmeta partition name為fs_mgr標誌，然後在嘗試掛載任何裝置之前，第一階段init會初始化指定的vbmeta分割區。
• dev欄位必須是分割區名稱。

以下 fstab 條目將系統、供應商和產品設定為遵循上述規則的邏輯分區。

#<dev>  <mnt_point> <type>  <mnt_flags options> <fs_mgr_flags>
system   /system     ext4    ro,barrier=1        wait,slotselect,avb=vbmeta,logical,first_stage_mount
vendor   /vendor     ext4    ro,barrier=1        wait,slotselect,avb,logical,first_stage_mount
product  /product    ext4    ro,barrier=1        wait,slotselect,avb,logical,first_stage_mount

將 fstab 檔案複製到第一階段 ramdisk 中。

SELinux 的變化

超級分區塊設備必須標示為標籤super_block_device 。例如，如果超級分割區按名稱符號連結為/dev/block/platform/ soc/100000.ufshc /by-name/super ，請將以下行加入file_contexts ：

/dev/block/platform/soc/10000\.ufshc/by-name/super   u:object_r:super_block_device:s0

快速啟動

引導程式（或任何非用戶空間刷新工具）不理解動態分割區，因此無法刷新它們。為了解決這個問題，裝置必須使用 fastboot 協定的用戶空間實現，稱為 fastbootd。

有關如何實現 fastbootd 的更多信息，請參閱將 Fastboot 移至用戶空間。

亞銀重新安裝

對於使用 eng 或 userdebug 建置的開發人員來說， adb remount對於快速迭代非常有用。動態分區會為adb remount帶來問題，因為每個檔案系統中不再有可用空間。為了解決這個問題，設備可以啟用overlayfs。只要超級分割區內有可用空間， adb remount就會自動建立一個臨時動態分割區並使用overlayfs 寫入。臨時分區名為scratch ，因此請勿將此名稱用於其他分區。

有關如何啟用overlayfs的更多信息，請參閱AOSP中的overlayfs README 。

升級安卓設備

如果您將設備升級到 Android 10，並希望在 OTA 中包含動態分區支持，則無需更改內建分區表。需要一些額外的配置。

設備配置變更

若要改進動態分割區，請在device.mk中加入下列標誌：

PRODUCT_USE_DYNAMIC_PARTITIONS := true
PRODUCT_RETROFIT_DYNAMIC_PARTITIONS := true

主機板配置變更

您需要設定以下板變數：

• 將BOARD_SUPER_PARTITION_BLOCK_DEVICES設定為用於儲存動態分區範圍的區塊裝置清單。這是設備上現有實體分區的名稱清單。
• 將BOARD_SUPER_PARTITION_ partition _DEVICE_SIZE分別設定為BOARD_SUPER_PARTITION_BLOCK_DEVICES中每個區塊裝置的大小。這是設備上現有實體分區的大小清單。在現有的主機板配置中，這通常是BOARD_ partition IMAGE_PARTITION_SIZE 。
• 取消設定BOARD_SUPER_PARTITION_BLOCK_DEVICES中所有分區的現有BOARD_ partition IMAGE_PARTITION_SIZE 。
• 將BOARD_SUPER_PARTITION_SIZE設定為BOARD_SUPER_PARTITION_ partition _DEVICE_SIZE的總和。
• 將BOARD_SUPER_PARTITION_METADATA_DEVICE設定為儲存動態分區元資料的區塊裝置。它必須是BOARD_SUPER_PARTITION_BLOCK_DEVICES之一。通常，它會設定為system 。
• 分別設定BOARD_SUPER_PARTITION_GROUPS 、 BOARD_ group _SIZE和BOARD_ group _PARTITION_LIST 。有關詳細信息，請參閱新設備上的主機板配置變更。

例如，如果設備已有系統分區和供應商分區，並且您希望將它們轉換為動態分區並在更新期間新增新的產品分區，請設定以下板配置：

BOARD_SUPER_PARTITION_BLOCK_DEVICES := system vendor
BOARD_SUPER_PARTITION_METADATA_DEVICE := system

# Rename BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE to BOARD_SUPER_PARTITION_SYSTEM_DEVICE_SIZE.
BOARD_SUPER_PARTITION_SYSTEM_DEVICE_SIZE := <size-in-bytes>

# Rename BOARD_VENDORIMAGE_PARTITION_SIZE to BOARD_SUPER_PARTITION_VENDOR_DEVICE_SIZE
BOARD_SUPER_PARTITION_VENDOR_DEVICE_SIZE := <size-in-bytes>

# This is BOARD_SUPER_PARTITION_SYSTEM_DEVICE_SIZE + BOARD_SUPER_PARTITION_VENDOR_DEVICE_SIZE
BOARD_SUPER_PARTITION_SIZE := <size-in-bytes>

# Configuration for dynamic partitions. For example:
BOARD_SUPER_PARTITION_GROUPS := group_foo
BOARD_GROUP_FOO_SIZE := <size-in-bytes>
BOARD_GROUP_FOO_PARTITION_LIST := system vendor product

SELinux 的變化

超級分區塊裝置必須使用屬性super_block_device_type進行標記。例如，如果裝置已經具有system和vendor分區，您希望將它們用作區塊裝置來儲存動態分區的範圍，並且它們的名稱符號連結被標記為system_block_device ：

/dev/block/platform/soc/10000\.ufshc/by-name/system   u:object_r:system_block_device:s0
/dev/block/platform/soc/10000\.ufshc/by-name/vendor   u:object_r:system_block_device:s0

然後，將以下行加入device.te ：

typeattribute system_block_device super_block_device_type;

如需其他配置，請參閱在新裝置上實作動態分割區。

有關改造更新的更多信息，請參閱不帶動態分區的 A/B 設備的 OTA 。

工廠圖片

對於支援動態分割區啟動的設備，請避免使用使用者空間快速啟動來刷新出廠映像，因為啟動到使用者空間比其他刷新方法慢。

為了解決這個問題， make dist現在建立了一個額外的super.img映像，可以直接刷新到超級分割區。它會自動捆綁邏輯分區的內容，這意味著除了super分區元資料之外，它還包含system.img 、 vendor.img等。此映像可以直接刷新到super分割區，無需任何額外的工具或使用 fastbootd。建置完成後， super.img被放置在${ANDROID_PRODUCT_OUT} 。

對於使用動態分割區啟動的 A/B 設備， super.img包含 A 槽中的映像。直接刷新超級映像後，在重新啟動裝置之前將插槽 A 標記為可開機。

對於改造設備， make dist建構一組super_*.img映像，可以直接刷新到對應的實體分割區。例如，當BOARD_SUPER_PARTITION_BLOCK_DEVICES是系統供應商時， make dist會建構super_system.img和super_vendor.img 。這些圖像放置在target_files.zip的 OTA 資料夾中。

設備映射器儲存設備調優

動態分區容納許多不確定的設備映射器物件。這些可能不會全部按預期實例化，因此您必須追蹤所有安裝，並更新所有關聯分區及其底層儲存裝置的 Android 屬性。

init內部的機制追蹤安裝並非同步更新 Android 屬性。所花費的時間不能保證在特定時間段內，因此您必須為所有on property觸發器提供足夠的時間來做出反應。這些屬性是dev.mnt.blk. <partition>例如<partition>其中dev.mnt.blk. <partition>是root 、 system 、 data或vendor 。每個屬性都與基本儲存設備名稱關聯，如下例所示：

taimen:/ % getprop | grep dev.mnt.blk
[dev.mnt.blk.data]: [sda]
[dev.mnt.blk.firmware]: [sde]
[dev.mnt.blk.metadata]: [sde]
[dev.mnt.blk.persist]: [sda]
[dev.mnt.blk.root]: [dm-0]
[dev.mnt.blk.vendor]: [dm-1]

blueline:/ $ getprop | grep dev.mnt.blk
[dev.mnt.blk.data]: [dm-4]
[dev.mnt.blk.metadata]: [sda]
[dev.mnt.blk.mnt.scratch]: [sda]
[dev.mnt.blk.mnt.vendor.persist]: [sdf]
[dev.mnt.blk.product]: [dm-2]
[dev.mnt.blk.root]: [dm-0]
[dev.mnt.blk.system_ext]: [dm-3]
[dev.mnt.blk.vendor]: [dm-1]
[dev.mnt.blk.vendor.firmware_mnt]: [sda]

init.rc語言允許將 Android 屬性作為規則的一部分進行擴展，並且平台可以根據需要使用以下命令來調整儲存裝置：

write /sys/block/${dev.mnt.blk.root}/queue/read_ahead_kb 128
write /sys/block/${dev.mnt.blk.data}/queue/read_ahead_kb 128

一旦命令處理在第二階段init中開始， epoll loop就會激活，並且值開始更新。但是，由於屬性觸發器直到init才處於活動狀態，因此無法在初始引導階段使用它們來處理root 、 system或vendor 。您可能會期望核心預設的read_ahead_kb足夠了，直到init.rc腳本可以在early-fs中覆蓋（當各種守護程序和設施啟動時）。因此，Google 建議您使用on property功能，再加上init.rc控制的屬性（如sys.read_ahead_kb ）來處理操作計時並防止競爭條件，如下例所示：

on property:dev.mnt.blk.root=* && property:sys.read_ahead_kb=*
    write /sys/block/${dev.mnt.blk.root}/queue/read_ahead_kb ${sys.read_ahead_kb:-2048}

on property:dev.mnt.blk.system=* && property:sys.read_ahead_kb=*
    write /sys/block/${dev.mnt.blk.system}/queue/read_ahead_kb ${sys.read_ahead_kb:-2048}

on property:dev.mnt.blk.vendor=* && property:sys.read_ahead_kb=*
    write /sys/block/${dev.mnt.blk.vendor}/queue/read_ahead_kb ${sys.read_ahead_kb:-2048}

on property:dev.mnt.blk.product=* && property:sys.read_ahead_kb=*
    write /sys/block/${dev.mnt.blk.system_ext}/queue/read_ahead_kb ${sys.read_ahead_kb:-2048}

on property:dev.mnt.blk.oem=* && property:sys.read_ahead_kb=*
    write /sys/block/${dev.mnt.blk.oem}/queue/read_ahead_kb ${sys.read_ahead_kb:-2048}

on property:dev.mnt.blk.data=* && property:sys.read_ahead_kb=*
    write /sys/block/${dev.mnt.blk.data}/queue/read_ahead_kb ${sys.read_ahead_kb:-2048}

on early-fs:
    setprop sys.read_ahead_kb ${ro.read_ahead_kb.boot:-2048}

on property:sys.boot_completed=1
   setprop sys.read_ahead_kb ${ro.read_ahead_kb.bootcomplete:-128}