Android OTA 升级之一：编译升级包
作者： 宋立新
Email：zjujoe@yahoo.com
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。