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android編譯出來的鏡像

而已 amd 鏡像文件 功能 由於 開啟 可執行 命令 box

本文是《Android內核開發》的第四篇文章,主要介紹一下源碼編譯輸出的幾個重要的鏡像文件,這裏把bootloader源碼和Linux內核源碼的編譯輸出也算在其中,因為畢竟Android系統缺少了這兩個部分在設備上也是跑不起來的。

1. MLO, u-boot.img

任何操作系統的啟動,都離不開“引導程序”,比如桌面Windows系統的BIOS、桌面Linux系統常用的是Grub,而在嵌入式系統中,這個引導程序通常叫做“bootloader”,它通常由處理器的片上ROM中的引導代碼和u-boot兩部分組成(當然,也有其他類型的bootloader,這裏以最常用的u-boot為主)。

這些“引導程序”的功能,通常都是完成硬件系統的檢測和配置,然後到指定的位置去“加載並運行”操作系統內核,這個加載過程就是把指定的內核鏡像文件解壓到內存DDR中去,然後運行內核代碼,並交出CPU控制權。

由此我們知道,Android系統的啟動,第一個最重要的文件就是:“bootloader”。“bootloader”是與操作系統無關的,無論設備上跑的是Linux還是Android,都需要“bootloader”來啟動引導。

關於“bootloader”,需要解釋的是:處理器片上ROM中的引導代碼通常由處理器廠商實現,我們無法獲取也無法修改,u-boot則是具體的開發板/設備廠商實現,如果我們自己設計Android硬件設備,則也需要去修改標準的u-boot代碼適配我們自己的硬件模塊。

u-boot編譯輸出文件有2個,一個是MLO,另一個是u-boot.img,因此,對於很多Android開發板而言,一定存在一個boot分區(通常是fat32格式),該分區裏存放有MLO和u-boot.img這兩個重要的文件。

2. uImage

由於Android系統是基於Linux內核的,因此,與嵌入式Linux啟動過程一樣,“bootloader”完成硬件檢測和初始化配置後,第一步要做的也是加載並運行Linux內核鏡像,因此,在Android設備啟動過程中,除了MLO和u-boot.img文件外,另一個最重要的文件就是內核鏡像uImage文件了。

註:Linux內核編譯成功後,會在arch/arm/boot/目錄下生成zImage文件,通過mkimage命令,給zImage文件加上了64個字節的數據頭得到uImage文件,這樣才能被u-boot識別並正確引導。

3. ramdisk.img

在Linux內核啟動時,首先去創建虛擬的根文件系統,然後在指定位置尋址真正的根文件系統鏡像並加載到內存中,然後執行init可執行程序完成系統啟動過程。

對於嵌入式Linux系統而言,一般需要用busybox等工具專門創建一個根文件系統鏡像,而Android源碼中已經實現了一個根文件系統,即ramdisk.img,Android內核系統啟動時會首先加載ramdisk.img作為根文件系統,然後再執行init程序,解析init.rc腳本,掛載系統其他分區、開啟各個進程和服務等。

因此,Android系統啟動第三個必不可少的文件即ramdisk.img文件,它是Android系統的根文件系統鏡像。

4. boot.img

Android系統中,通常會把zImage和ramdisk.img打包到一起,生成一個boot.img鏡像文件,放到boot分區,由bootloader來引導啟動,其啟動過程本質也是和分開的uImage&ramdisk.img類似,只不過把兩個鏡像按照一定的格式合並為一個鏡像而已。

bootloader如何知道去哪加載Linux內核(zImage)和根文件系統(ramdisk.img)呢?通常是由命令行參數傳入bootloader程序,或者在bootloader代碼中給出啟動參數配置文件的路徑,具體的原理可以去參考bootloader啟動Linux內核相關的文章分析,這裏就不做詳細介紹了。

5. system.img

前面我們提到的鏡像如“bootloader”,“Linux Kernel”,“文件系統”都是不包含Android系統的核心文件,那麽,真正的Android操作系統核心部分在哪呢?其實就位於system.img中,它包含了Android系統的firmware、用戶界面、一系列的預編譯應用等等,會在內核啟動後被掛載到/system分區。因此,它也是Android系統啟動必不可少的鏡像之一。

6. userdata.img

前面介紹的system.img鏡像中包含的都是Android系統級別的數據,而“用戶”的“出廠”數據則都被放到了userdata.img鏡像中了,它會被掛載到文件系統的/data分區,用戶新存儲的數據、安裝的程序均會被放置到這個分區中,如果擦除這個分區,本質上則等同於手機恢復了出廠設置,它也是Android系統啟動必不可少的鏡像之一。

7. 其他的鏡像

前面介紹的幾個都是Android系統啟動涉及到的最重要的幾個鏡像文件,當然,編譯輸出還有其他的幾個文件包括:用來緩存最頻繁訪問的數據和應用的cache.img,用來恢復系統時使用的recovery.img等,這裏就不詳細講解了

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