OTA a/b分区理解

OTA

OTA是Over-the-Air的简称，既空中下载的意思，具体指远程无线方式，OTA 技术可以理解为一种远程无线升级技术。

Android A/B分区系统

A/B系统升级，顾名思义是有两套系统，一套系统分区，另一套备份分区。这两套系统出厂时一样，此后可能不一样。一个新版本，另一个旧版本，旧版本升级至新版本，不断更新切换。A/B系统更新又称之为无缝更新(Seamless updates),具有以下几个特点：

1. OTA更新在系统后台运行，该过程中用户仍可以正常使用设备。待更新完成后，需重启一次方可进入新系统。

2. OTA更新失败后(OTA更新无法应用或应用后无法启动)，设备可重启回滚到旧分区继续使用，并重新尝试更新升级。

3. 可采用流式升级方式，即无需/data或/cache分区留出足够空间用于存储下载的升级包，也可进行OTA升级。

4. 确保在OTA更新期间磁盘上保留一套可以正常启动使用的系统，减少刷机变砖的可能性，减轻售后服务工作量。

A/B分区VS.普通分区

普通系统只需要一个boot存储空间和一个system存储空间，但是A/B分区系统需要开辟两个boot存储空间和两个system存储空间。 这是为了保证升级分区不对运行分区产生影响，保证系统OTA不宕机的一个保障。在原有分区名字后面添加_a 和 _b, 在刷机,或者系统启动的时候, 根据bootloader的参数添加后缀，选择正确的系统。misc分区在A/B系统中变成一个可有可无的存在, 因为其功能只是传递恢复出厂设置的参数, 而recovery的功能也只剩下恢复出厂设置, 所以, 本质上没必要再基misc传递参数了。

 

分区属性

bootloader为了判断一个系统(slot)是否为可以启动的状态, 需要为其定义对应的属性(状态). 其状态说明如下:

• 活动分区标识, 排他, 代表该分区为启动分区, bootloader总会选择该分区.
• 表示该slot的分区存在一套可能可以启动的系统.
• 表示该slot的系统能正常启动.
• 代表该分区损坏的, 无法启动, 在升级过程总被标记, 该标记等效于以上标记被清空. 而active标记会将该标记清空.

slot a 和 slot b, 只有一个是active, 它们可以同时有 bootable 和 successful 属性.

更新过程

更新步骤

 

1. bootloader检测到1个或者2个slot都是bootable的状态。

2. 选择active的slot或者选择successful的slot进行尝试启动。

3. 启动成功的标记是, dm-verity 成功。

4. 由于启动成功, 则该slot被标记为successful和active。

5. 由于启动失败, 则设置该slot为unbootable, 并设置另一个slot为active, 进行下一次尝试。

常见场景及状态变化整理如下

1.普通场景(Normal case)：

系统从当前slot启动(A或B)，当前系统所处slot状态为bootable,successful, active。

2.升级中(Update in progress)：

slot A检测到升级，在slot B中升级。将slot B标记为unbootable，清除successful标志；slot A仍为bootable, successful和active。

3.升级完成，等待重启(Update applied, reboot pending)：

slot A将B升级后，将B标记为bootable,重启前将B标记为active以便重启后从B启动，需重启验证B后才能将其设置为successful;A变为bootable, successful。

4.从新系统升级(System rebooted into new update):

重启后，bootloader将B标记为active,若A能正常启动运行，则将其标记为successful。重新回到普通场景。

升级包内容

% tar -ztvf otapackage-android-V01.00.02.20210201154115.zip
-rw-rw-r-- 0 0 0 569 1 1 2009 META-INF/com/android/metadata
-rw-rw-r-- 0 0 0 555 1 1 2009 care_map.pb
-rw-rw-r-- 0 0 0 660336513 1 1 2009 payload.bin
-rw-rw-r-- 0 0 0 154 1 1 2009 payload_properties.txt
-rw-rw-r-- 0 0 0 1484 1 1 2009 META-INF/com/android/otacert

%

下载&升级

升级流(包)的下载, 分为两个模式:下载zip包到data分区，再执行本地升级和下载升级流，边下边升级。

本地升级

update_engine_client --payload=file:///data/ota_package/payload.bin --update --headers="

FILE_HASH=qV4pGlSA8RvQHdrcxis5HsJ8THTjF/+8uKONoDyC97Y=

FILE_SIZE=585826548

METADATA_HASH=qBscrjxetcVPTY4unCoI/EopPa66HVar7s3HWF14Eag=

METADATA_SIZE=49341"

云端升级

update_engine_client --update --payload=file:///data/ota_package/otapackage-V01.00.01.zip --offset=1250 --size=585826916 --headers="

FILE_HASH=X+DdkxF2LBtOdvzYm3udb79FBMQoTTJvhIcWAid30Vs=

FILE_SIZE=585826916

METADATA_HASH=2THW35yZnxZCyb1Gc+8LchTeo3j69siLvnIbGw2fx4o=

METADATA_SIZE=49341"

查看日志

logcat -s bcm-bootc:v update_engine:v

升级成功后会打印出如下日志：

10-12 16:48:01.749 594 594 I update_engine: [1012/164801.749640:INFO:update_attempter_android.cc(462)] Update successfully applied, waiting to reboot.