Giảm kích thước OTA

Trang này mô tả các thay đổi được thêm vào AOSP để giảm các thay đổi tệp không cần thiết giữa các bản dựng. Những người triển khai thiết bị duy trì hệ thống xây dựng của riêng họ có thể sử dụng thông tin này làm hướng dẫn để giảm kích thước của các bản cập nhật qua mạng không dây (OTA) của họ.

Các bản cập nhật OTA của Android đôi khi chứa các tệp đã thay đổi không tương ứng với các thay đổi về mã. Họ đang thực sự xây dựng hệ thống tạo tác. Điều này có thể xảy ra khi cùng một mã, được tạo vào các thời điểm khác nhau, từ các thư mục khác nhau hoặc trên các máy khác nhau tạo ra một số lượng lớn các tệp đã thay đổi. Các tệp dư thừa như vậy làm tăng kích thước của bản vá OTA và gây khó khăn cho việc xác định mã nào đã thay đổi.

Để làm cho nội dung của OTA minh bạch hơn, AOSP bao gồm các thay đổi hệ thống bản dựng được thiết kế để giảm kích thước của các bản vá OTA. Các thay đổi tệp không cần thiết giữa các bản dựng đã bị loại bỏ và chỉ các tệp liên quan đến bản vá mới được chứa trong các bản cập nhật OTA. AOSP cũng bao gồm một công cụ tìm khác biệt bản dựng , công cụ này lọc ra các thay đổi tệp phổ biến liên quan đến bản dựng để cung cấp một khác biệt tệp bản dựng sạch hơn và một công cụ ánh xạ khối giúp bạn duy trì phân bổ khối nhất quán.

Một hệ thống xây dựng có thể tạo ra các bản vá lớn không cần thiết theo nhiều cách. Để giảm thiểu điều này, trong Android 8.0 trở lên, các tính năng mới đã được triển khai để giảm kích thước bản vá cho từng tệp khác biệt. Các cải tiến giúp giảm kích thước gói cập nhật OTA bao gồm:

  • Sử dụng Brotli , thuật toán nén không mất dữ liệu, có mục đích chung cho hình ảnh đầy đủ trên các bản cập nhật thiết bị không phải A/B. Brotli có thể được tùy chỉnh để tối ưu hóa khả năng nén. Trên các bản cập nhật lớn hơn bao gồm hai hoặc nhiều khối trong hệ thống tệp (ví dụ: system.img ), nhà sản xuất thiết bị hoặc đối tác có thể thêm thuật toán nén của riêng họ và có thể sử dụng các thuật toán nén khác nhau trên các khối khác nhau của cùng một bản cập nhật.
  • Việc sử dụng giải nén Puffin , một công cụ vá xác định để giảm phát luồng, xử lý các chức năng nén và khác biệt để tạo bản cập nhật A/B OTA.
  • Thay đổi cách sử dụng công cụ tạo delta, chẳng hạn như cách thư viện bsdiff được sử dụng để nén các bản vá lỗi. Trong Android 9 trở lên, công cụ bsdiff chọn thuật toán nén sẽ mang lại kết quả nén tốt nhất cho một bản vá.
  • Các cải tiến đối với update_engine giúp tiêu thụ ít bộ nhớ hơn khi các bản vá được áp dụng cho các bản cập nhật thiết bị A/B.
  • Các cải tiến để chia nhỏ các tệp zip lớn cho các bản cập nhật OTA dựa trên khối. Một chế độ trong imgdiff chia nhỏ các tệp APK quá khổ, dựa trên tên mục nhập. Điều này tạo ra một bản vá nhỏ hơn so với việc chia nhỏ các tệp theo tuyến tính và sử dụng công cụ bsdiff để nén chúng.

Các phần sau thảo luận về các vấn đề khác nhau ảnh hưởng đến kích thước cập nhật OTA, giải pháp của chúng và ví dụ về triển khai trong AOSP.

Thứ tự tập tin

Sự cố : Hệ thống tệp không đảm bảo thứ tự tệp khi được yêu cầu danh sách tệp trong một thư mục, mặc dù nó thường giống nhau cho cùng một lần kiểm tra. Các công cụ như ls sắp xếp kết quả theo mặc định nhưng hàm ký tự đại diện được sử dụng bởi các lệnh như find và make không sắp xếp. Trước khi sử dụng các công cụ này, bạn phải sắp xếp các kết quả đầu ra.

Giải pháp : Khi bạn sử dụng các công cụ như find và make với chức năng ký tự đại diện, hãy sắp xếp đầu ra của các lệnh này trước khi sử dụng chúng. Khi sử dụng $(wildcard) hoặc $(shell find) trong các tệp Android.mk , hãy sắp xếp chúng. Một số công cụ, chẳng hạn như Java, thực hiện sắp xếp đầu vào, vì vậy trước khi bạn sắp xếp tệp, hãy xác minh rằng công cụ bạn đang sử dụng chưa thực hiện việc này.

Ví dụ: Nhiều phiên bản đã được sửa trong hệ thống xây dựng lõi bằng cách sử dụng macro all-*-files-under dựng sẵn, bao gồm all-cpp-files-under (vì một số định nghĩa đã được phổ biến trong các tệp tạo tệp khác). Để biết chi tiết, hãy tham khảo những điều sau đây:

Xây dựng thư mục

Sự cố: Việc thay đổi thư mục chứa mọi thứ có thể khiến các tệp nhị phân khác đi. Hầu hết các đường dẫn trong bản dựng Android là đường dẫn tương đối nên __FILE__ trong C/C++ không phải là vấn đề. Tuy nhiên, theo mặc định, các ký hiệu gỡ lỗi mã hóa tên đường dẫn đầy đủ và .note.gnu.build-id được tạo từ quá trình băm nhị phân được tách sẵn, do đó, nó sẽ thay đổi nếu các ký hiệu gỡ lỗi thay đổi.

Giải pháp: AOSP hiện tạo đường dẫn gỡ lỗi tương đối. Để biết chi tiết, hãy tham khảo CL: https://android.googlesource.com/platform/build/+/6a66a887baadc9eb3d0d60e26f748b8453e27a02 .

Dấu thời gian

Sự cố: Dấu thời gian trong đầu ra bản dựng dẫn đến các thay đổi tệp không cần thiết. Điều này có thể xảy ra ở các địa điểm sau:

  • __DATE__/__TIME__/__TIMESTAMP__ macro trong mã C hoặc C++.
  • Dấu thời gian được nhúng trong kho lưu trữ dựa trên zip.

Giải pháp/Ví dụ: Để xóa dấu thời gian khỏi đầu ra bản dựng, hãy sử dụng hướng dẫn được cung cấp bên dưới trong __DATE__/__TIME__/__TIMESTAMP__ trong C/C++. và Dấu thời gian nhúng trong kho lưu trữ .

__DATE__/__TIME__/__TIMESTAMP__ trong C/C++

Các macro này luôn tạo ra các đầu ra khác nhau cho các bản dựng khác nhau, vì vậy đừng sử dụng chúng. Dưới đây là một số tùy chọn để loại bỏ các macro này:

Dấu thời gian được nhúng trong kho lưu trữ (zip, jar)

Android 7.0 đã khắc phục sự cố dấu thời gian được nhúng trong kho lưu trữ zip bằng cách thêm -X vào tất cả các cách sử dụng lệnh zip . Thao tác này đã xóa UID/GID của trình tạo và dấu thời gian Unix mở rộng khỏi tệp zip.

Một công cụ mới, ziptime (nằm trong /platform/build/+/main/tools/ziptime/ ) đặt lại dấu thời gian bình thường trong các tiêu đề zip. Để biết chi tiết, hãy tham khảo tệp README .

Công cụ signapk đặt dấu thời gian cho các tệp APK có thể khác nhau tùy thuộc vào múi giờ của máy chủ. Để biết chi tiết, hãy tham khảo CL https://android.googlesource.com/platform/build/+/6c41036bcf35fe39162b50d27533f0f3bfab3028 .

chuỗi phiên bản

Sự cố: Các chuỗi phiên bản APK thường có BUILD_NUMBER được thêm vào các phiên bản được mã hóa cứng của chúng. Do đó, ngay cả khi không có gì khác thay đổi trong APK, APK vẫn sẽ khác.

Giải pháp: Xóa số bản dựng khỏi chuỗi phiên bản APK.

Ví dụ:

Bật tính toán xác thực trên thiết bị

Nếu dm-verity được bật trên thiết bị của bạn, thì các công cụ OTA sẽ tự động nhận cấu hình xác thực của bạn và bật tính toán xác thực trên thiết bị. Điều này cho phép các khối xác thực được tính toán trên thiết bị Android, thay vì được lưu trữ dưới dạng byte thô trong gói OTA của bạn. Khối Verity có thể sử dụng khoảng 16MB cho phân vùng 2GB.

Tuy nhiên, tính xác thực trên thiết bị có thể mất nhiều thời gian. Cụ thể, mã sửa lỗi chuyển tiếp có thể mất nhiều thời gian. Trên các thiết bị pixel, quá trình này có xu hướng mất tới 10 phút. Trên các thiết bị cấp thấp, có thể mất nhiều thời gian hơn. Nếu muốn tắt tính toán xác thực trên thiết bị, nhưng vẫn bật dm-verity, bạn có thể làm như vậy bằng cách chuyển --disable_fec_computation tới công cụ ota_from_target_files khi tạo bản cập nhật OTA. Cờ này vô hiệu hóa tính toán xác thực trên thiết bị trong quá trình cập nhật OTA. Nó giảm thời gian cài đặt OTA, nhưng tăng kích thước gói OTA. Nếu thiết bị của bạn chưa bật dm-verity, việc chuyển cờ này không có hiệu lực.

Công cụ xây dựng nhất quán

Sự cố: Các công cụ tạo tệp đã cài đặt phải nhất quán (một đầu vào nhất định phải luôn tạo ra cùng một đầu ra).

Giải pháp/Ví dụ: Các thay đổi được yêu cầu trong các công cụ xây dựng sau:

Sử dụng công cụ xây dựng khác biệt

Đối với những trường hợp không thể loại bỏ các thay đổi tệp liên quan đến bản dựng, AOSP bao gồm một công cụ tìm khác biệt bản dựng, target_files_diff.py để sử dụng trong việc so sánh hai gói tệp. Công cụ này thực hiện một khác biệt đệ quy giữa hai bản dựng, ngoại trừ các thay đổi tệp phổ biến liên quan đến bản dựng, chẳng hạn như

  • Những thay đổi dự kiến ​​trong đầu ra bản dựng (ví dụ: do thay đổi số bản dựng).
  • Thay đổi do sự cố đã biết trong hệ thống bản dựng hiện tại.

Để sử dụng công cụ tìm khác biệt bản dựng, hãy chạy lệnh sau:

target_files_diff.py dir1 dir2

dir1 và dir2 là các thư mục cơ sở chứa các tệp mục tiêu được trích xuất cho mỗi bản dựng.

Giữ phân bổ khối nhất quán

Đối với một tệp nhất định, mặc dù nội dung của nó vẫn giữ nguyên giữa hai bản dựng, nhưng các khối thực chứa dữ liệu có thể đã thay đổi. Do đó, trình cập nhật phải thực hiện I/O không cần thiết để di chuyển các khối xung quanh cho bản cập nhật OTA.

Trong bản cập nhật OTA A/B ảo, I/O không cần thiết có thể làm tăng đáng kể dung lượng lưu trữ cần thiết để lưu trữ ảnh chụp nhanh sao chép khi ghi. Trong bản cập nhật OTA không phải A/B, việc di chuyển các khối xung quanh để cập nhật OTA góp phần làm tăng thời gian cập nhật vì có nhiều I/O hơn do di chuyển khối.

Để giải quyết vấn đề này, trong Android 7.0, Google đã mở rộng công cụ make_ext4fs để giữ cho phân bổ khối nhất quán trên các bản dựng. Công cụ make_ext4fs chấp nhận cờ -d base_fs tùy chọn cố gắng phân bổ các tệp cho cùng một khối khi tạo hình ảnh ext4 . Bạn có thể trích xuất các tệp ánh xạ khối (chẳng hạn như tệp bản đồ base_fs ) từ tệp zip của tệp đích của bản dựng trước đó. Đối với mỗi phân vùng ext4 , có một tệp .map trong thư mục IMAGES (ví dụ: IMAGES/system.map tương ứng với phân vùng system ). Sau đó, các tệp base_fs này có thể được đăng ký và chỉ định qua PRODUCT_<partition>_BASE_FS_PATH , như trong ví dụ sau:

  PRODUCT_SYSTEM_BASE_FS_PATH := path/to/base_fs_files/base_system.map
  PRODUCT_SYSTEM_EXT_BASE_FS_PATH := path/to/base_fs_files/base_system_ext.map
  PRODUCT_VENDOR_BASE_FS_PATH := path/to/base_fs_files/base_vendor.map
  PRODUCT_PRODUCT_BASE_FS_PATH := path/to/base_fs_files/base_product.map
  PRODUCT_ODM_BASE_FS_PATH := path/to/base_fs_files/base_odm.map

Mặc dù điều này không giúp giảm kích thước gói OTA tổng thể, nhưng nó cải thiện hiệu suất cập nhật OTA bằng cách giảm số lượng I/O. Đối với cập nhật A/B ảo, nó giảm đáng kể dung lượng lưu trữ cần thiết để áp dụng OTA.

Tránh cập nhật ứng dụng

Ngoài việc giảm thiểu sự khác biệt của bản dựng, bạn có thể giảm kích thước bản cập nhật OTA bằng cách loại trừ bản cập nhật cho các ứng dụng nhận bản cập nhật thông qua các cửa hàng ứng dụng. APK thường chiếm một phần quan trọng trong các phân vùng khác nhau trên thiết bị. Việc đưa các phiên bản mới nhất của ứng dụng được cửa hàng ứng dụng cập nhật vào bản cập nhật OTA có thể có tác động lớn đến các gói OTA và mang lại ít lợi ích cho người dùng. Vào thời điểm người dùng nhận được gói OTA, họ có thể đã có ứng dụng được cập nhật hoặc phiên bản thậm chí mới hơn, được nhận trực tiếp từ các cửa hàng ứng dụng.