Android OTA 升级之一：编译升级包

Android OTA 升级之一：编译升级包

作者： 宋立新

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前言

       OTA 升级是 Android 系统提供的标准软件升级方式。 它功能强大，提供了完全升级、增量升级模式，可以通过 SD 卡升级，也可以通过网络升级。

       这里，我们先研究最简单的情况，通过 SD 卡进行完全升级。

       如何执行升级就不多说了，网上有很多资料。（比如，介绍HTC手机如何升级）。我们感兴趣的是它是如何实现的，作为开发者，如何修改它以符合我们的定制化需求。

       首先，我们研究一下 ota 升级包的编译过程。

Quick start

       首先编译出android, 然后执行：

make otapackage

    即可获得：out/target/product/{product_name}/ {product_name}-ota-eng.{uid}.zip

    将该文件改名为update.zip放到T卡根目录, 即可开始recovery模式下的 OTA 升级。

编译过程研究

 

主要分两步，第一步， 会准备一个包，其中包含升级需要的内容(原材料)，比如，system 目录。

第二步，运行python 脚本 ./build/tools/releasetools/ota_from_target_files，以步骤一准备的ZIP包作为输入，最终生成需要的升级包。

 

步骤一

编译脚本如下:

(From: build/core/Makefile)

 

 1073 # Depending on the various images guarantees that the underlying 1074 # directories are up-to-date. 1075 $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): / 1076 $(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) / 1077 $(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET) / 1078 $(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET) / 1079 $(INSTALLED_FACTORYIMAGE_TARGET) / 1080 $(INSTALLED_SYSTEMIMAGE) / 1081 $(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET) / 1082 $(INSTALLED_SECROIMAGE_TARGET) / 1083 $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) / 1084 $(built_ota_tools) / 1085 $(APKCERTS_FILE) / 1086 $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config / 1087 | $(ACP) 1088 @echo "Package target files: $@" 1089 $(hide) rm -rf $@ $(zip_root) 1090 $(hide) mkdir -p $(dir $@) $(zip_root) 1091 @# Components of the recovery image 1092 $(hide) mkdir -p $(zip_root)/RECOVERY 1093 $(hide) $(call package_files-copy-root, / 1094 $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT),$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK) 1095 ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET 1096 $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) $(zip_root)/RECOVERY/kernel 1097 $(hide) $(ACP) $(recovery_ramdisk) $(zip_root)/RECOVERY/ramdisk 1098 endif 1099 ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET 1100 $(hide) $(ACP) / 1101 $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET) $(zip_root)/RECOVERY/second 1102 endif 1103 ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE 1104 $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/RECOVERY/cmdline 1105 endif 1106 ifdef BOARD_KERNEL_BASE 1107 $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/RECOVERY/base 1108 endif 1109 @# Components of the factory image 1110 $(hide) mkdir -p $(zip_root)/FACTORY 1111 $(hide) $(call package_files-copy-root, / 1112 $(TARGET_FACTORY_ROOT_OUT),$(zip_root)/FACTORY/RAMDISK) 1113 ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET 1114 $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) $(zip_root)/FACTORY/kernel 1115 endif 1116 ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET 1117 $(hide) $(ACP) / 1118 $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET) $(zip_root)/FACTORY/second 1119 endif 1120 ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE 1121 $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/FACTORY/cmdline 1122 endif 1123 ifdef BOARD_KERNEL_BASE 1124 $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/FACTORY/base 1125 endif 1126 @# Components of the boot image 1127 $(hide) mkdir -p $(zip_root)/BOOT 1128 $(hide) $(call package_files-copy-root, / 1129 $(TARGET_ROOT_OUT),$(zip_root)/BOOT/RAMDISK) 1130 ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET 1131 $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) $(zip_root)/BOOT/kernel 1132 $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET) $(zip_root)/BOOT/ramdisk 1133 endif 1134 ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET 1135 $(hide) $(ACP) / 1136 $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET) $(zip_root)/BOOT/second 1137 endif 1138 ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE 1139 $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/BOOT/cmdline 1140 endif 1141 ifdef BOARD_KERNEL_BASE 1142 $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/BOOT/base 1143 endif 1144 $(hide) $(foreach t,$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET),/ 1145 mkdir -p $(zip_root)/RADIO; / 1146 $(ACP) $(t) $(zip_root)/RADIO/$(notdir $(t));) 1147 @# Contents of the system image 1148 $(hide) $(call package_files-copy-root, / 1149 $(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR),$(zip_root)/SYSTEM) 1150 @# Contents of the data image 1151 $(hide) $(call package_files-copy-root, / 1152 $(TARGET_OUT_DATA),$(zip_root)/DATA) 1153 @# Extra contents of the OTA package 1154 $(hide) mkdir -p $(zip_root)/OTA/bin 1155 $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) $(zip_root)/OTA/ 1156 $(hide) $(ACP) $(PRIVATE_OTA_TOOLS) $(zip_root)/OTA/bin/ 1157 @# Files that do not end up in any images, but are necessary to 1158 @# build them. 1159 $(hide) mkdir -p $(zip_root)/META 1160 $(hide) $(ACP) $(APKCERTS_FILE) $(zip_root)/META/apkcerts.txt 1161 $(hide) echo "$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)" > $(zip_root)/META/otakeys.txt 1162 $(hide) echo "$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)" > $(zip_root)/META/recovery-api-version.txt 1163 $(hide) echo "blocksize $(BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE)" > $(zip_root)/META/imagesizes.txt 1164 $(hide) echo "boot $(call image-size-from-data-size,$(BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE))" >> $(zip_root)/META/imagesizes.txt 1165 $(hide) echo "recovery $(call image-size-from-data-size,$(BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE))" >> $(zip_root)/META/imagesizes.txt 1166 $(hide) echo "system $(call image-size-from-data-size,$(BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE))" >> $(zip_root)/META/imagesizes.txt 1167 $(hide) echo "secro $(call image-size-from-data-size,$(BOARD_SECROIMAGE_PARTITION_SIZE))" >> $(zip_root)/META/imagesizes.txt 1168 $(hide) echo "userdata $(call image-size-from-data-size,$(BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE))" >> $(zip_root)/META/imagesizes.txt 1169 $(hide) echo "$(tool_extensions)" > $(zip_root)/META/tool-extensions.txt 1170 @# Zip everything up, preserving symlinks 1171 $(hide) (cd $(zip_root) && zip -qry ../$(notdir $@) .) 1172 @# Run fs_config on all the system files in the zip, and save the output 1173 $(hide) zipinfo -1 $@ | awk -F/ 'BEGIN { OFS="/" } /^SYSTEM/// {$$1 = "system"; print}' | $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/filesystem_config.txt 1174 $(hide) (cd $(zip_root) && zip -q ../$(notdir $@) META/filesystem_config.txt)

 

可见往里面添加了很多内容。

L1089-1090 , 造一个目录。

L1091-1108，填充 RECOVERY 子目录的内容。用于生成recovery.img。包括：kernel 的image, recovery 根文件系统的 image, recovery 根文件系统的内容：

RECOVERY$ tree -L 2

├── kernel

├── ramdisk

└── RAMDISK

    ├── advanced_meta_init.rc

    ├── data

    ├── default.prop

    ├── dev

    ├── etc

    ├── init

    ├── init.factory.rc

    ├── init.goldfish.rc

    ├── init.mt6516.rc

    ├── init.rc

    ├── meta_init.rc

    ├── proc

    ├── res

    ├── sbin

    ├── sys

    ├── system

    └── tmp

L1109-1125, 填充 FACTORY 子目录的内容， 没有用到，包括：kernel 的image 

L1126-1143, 填充 BOOT子目录的内容，用于生成boot.img。和 RECOVERY目录类似，包括：kernel 的image,根文件系统的 image,根文件系统的内容：

BOOT$ tree -L 2

.

├── kernel

├── ramdisk

└── RAMDISK

    ├── advanced_meta_init.rc

    ├── data

    ├── default.prop

    ├── dev

    ├── init

    ├── init.factory.rc

    ├── init.goldfish.rc

    ├── init.mt6516.rc

    ├── init.rc

    ├── meta_init.rc

    ├── proc

    ├── res -> /system/res

    ├── sbin

    ├── sys

    └── system

L1144-1146, 填充 RADIO子目录的内容， 没有用到。

L1147-1149, 填充 SYSTEM子目录的内容。 这是升级的主要内容。

L1150-1152, 填充 DATA子目录的内容。缺省没有用到。

L1153-1156, 填充 OTA/bin子目录的内容,这是OTA升级自己使用的程序。后面会遇到。

OTA/bin$ tree

.

├── applypatch

├── applypatch_static

├── check_prereq

└── updater

L1159-1169, 填充 META子目录的内容,这里包含了OTA脚本需要的一些附加信息。

L1170-1171,将所有内容打包。供下一阶段使用。

L1173-1174,生成 META/filesystem_config.txt 并将其加入到 zip 包中。该文件保存了 system 目录下各目录、文件的权限及 owner.

$ head META/filesystem_config.txt 

system 0 0 755

system/usr 0 0 755

system/usr/srec 0 0 755

system/usr/srec/config 0 0 755

system/usr/srec/config/en.us 0 0 755

system/usr/srec/config/en.us/grammars 0 0 755

system/usr/srec/config/en.us/grammars/phone_type_choice.g2g 0 0 644

system/usr/srec/config/en.us/grammars/VoiceDialer.g2g 0 0 644

system/usr/srec/config/en.us/grammars/boolean.g2g 0 0 644

system/usr/srec/config/en.us/g2p 0 0 755

这里，目录由 zipinfo –l 提供， 而权限则由 fs_config 设定。此程序的源码位于：build/tools/fs_config, 其中fs_config 包含了一个头文件：

54 #include "private/android_filesystem_config.h"

这个文件(system/core/include/private/android_filesystem_config.h)以hardcoding 的方式设定了 system 下各目录、文件的权限、属主。比如：

152     { 00440, AID_ROOT,      AID_SHELL,     "system/etc/init.goldfish.rc" },

153     { 00550, AID_ROOT,      AID_SHELL,     "system/etc/init.goldfish.sh" },

154     { 00440, AID_ROOT,      AID_SHELL,     "system/etc/init.trout.rc" },

155     { 00550, AID_ROOT,      AID_SHELL,     "system/etc/init.ril" },

如果需要升级其它内容，比如 bootloader, 则可以在这里加入。

步骤二

编译脚本如下:

(From: build/core/Makefile)

1186 name := $(TARGET_PRODUCT) 1187 ifeq ($(TARGET_BUILD_TYPE),debug) 1188 name := $(name)_debug 1189 endif 1190 name := $(name)-ota-$(FILE_NAME_TAG) 1191 1192 INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/$(name).zip 1193 1194 $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET): KEY_CERT_PAIR := $(DEFAULT_KEY_CERT_PAIR) 1195 1196 ifeq ($(TARGET_OTA_SCRIPT_MODE),) 1197 # default to "auto" 1198 $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET): scriptmode := auto 1199 else 1200 $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET): scriptmode := $(TARGET_OTA_SCRIPT_MODE) 1201 endif 1202 1203 $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET): $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $(OTATOOLS) 1204 @echo "Package OTA: $@" 1205 $(hide) ./build/tools/releasetools/ota_from_target_files / 1206 -m $(scriptmode) / 1207 -p $(HOST_OUT) / 1208 -k $(KEY_CERT_PAIR) / 1209 $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $@

 

核心是一个python脚本: ota_from_target_files, 它以前一步骤生成的ZIP包作为输入，生成可用于OTA升级的zip包。 具体内容我们后文继续分析。