[Android]构建boot.img_transform-prebuilt-to-target-程序员宅基地

[Android]构建boot.img(一):root目录与ramdisk.img的生成

以TCC88XX为例,当在Android顶层源码目录使用make编译完成后,会生成这样一个目录:

out/target/product/tcc8800,该目录内部有我们需要的boot.img和system.img,boot.mg

使用kernel和out/target/product/tcc8800/root目录打包而成(广义的ramdisk),也就是说,

boot.img是由kernel和ramdisk.img生成得到,在本文中主要分析root目录和ramdisk.img的生成,

在Android编译框架中,把许多固定的、反复用到的目录路径定义为宏变量,而上述生成的目录

out/target/product/tcc8800的宏即为:PRODUCT_OUT

out/target/product/tcc8800/system的宏即为:TARGET_OUT

而out/target/product/tcc8800/root的宏即为:TARGET_ROOT_OUT,

out/target/product/tcc8800/root主要是由system/core/rootdir目录拷贝得到的,

为此我分析了system/core/rootdir目录中的Android.mk文件,具体情况是这样的:

copy_from := etc/dbus.conf   etc/hosts 

copy_from += etc/vold.fstab  

以上内容将需要拷贝的文件添加到copy_from变量中,以便后续处理。

拷贝到那里呢? 在看看copy_to的定义:

copy_to := $(addprefix $(TARGET_OUT)/,$(coby_from))

该语句即为copy_from中每个字符串片段添加一个TARGET_OUT前缀(即system),这样copy_to的

内容就很明了:

copy_to :=out/target/product/tcc8800/system/etc/dbus.conf ...之类,在此略掉。

之后,给copy_from添加路径前缀:

copy_from := $(addprefix $(LOCAL_PATH)/, $(copy_from)

之所以要添加前缀的原因是接下来马上要设置的拷贝语句: 

1 $(copy_to) : $(TARGET_OUT)/% : $(LOCAL_PATH)/% | $(ACP)
2   
3         $(transform-prebuilt-to-target)

上述语句会让Android在构建img前,自动完成拷贝工作,其中使用到符号%进行匹配,这也是为什么要

给copy_from添加前缀的原因。

随后,脚本将copy_to变量添加进 ALL_PREBUILT全局宏中:

ALL_PREBUILT += $(copy_to)

最后,在build/core/Makefile中看到copy_to的内容被提取到了另外一个全局宏 ,具体如下:

1 #build/core/Makefile 
2   
3 INTERNAL_SYSTEMIMAGE_FILES := $(filter $(TARGET_OUT)/%,$(ALL_PREBUILT) ......

由于上述4行内容设计到system.img的生成,在此不深究。

看来system/core/rootdir中的部分内容是拷贝到了out/target/product/tcc8800/system中的,并不是

完完全全拷贝到out/target/product/tcc8800/root目录中去的。

我们回头继续查看system/core/rootdir/Android.mk文件,该文件中剩下的内容才是与root密切相关的。

file := $(TARGET_ROOT_OUT)/init.rc 

然后也是经典的拷贝设置: 

1 $(file) : $(LOCAL_PATH)/% | $(ACP)
2   
3         $(transform-prebuilt-to-target)

接下来的脚本的内容是为生成boot.img而写的。

1 ALL_PREBUILT +=$(file)
2   
3 $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET):$(file)

看来原理也和上述system的拷贝相同,在build/core/Makefile中是由INTERNAL_RAMDISK_FILE提取的,

具体如下:INTERNAL_RAMDISK_FILES := $(filter $(TARGET_ROOT_OUT)/%, $(ALL_PREBUILT) ...

随后有一段很关键的句子直接道破了ramdisk.img的生成: 

1 INSTALLED_RAMDISK_TARGET=$(BUILT_RAMDISK_TARGET)
2   
3 $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET):$(MKBOOTFS $(INTERNAL_RAMDISK_FILES | $(MINIGZIP)
4   
5         $(hide) $(MKBOOTFS) $(TARGET_ROOT_OUT) | $(MINIGZIP) > $@

如此多的宏,让我们一一列出它们的值:

BUILT_RAMDISK_TARGET = $(PRODUCT_OUT/ramdisk.img 这是我们的目标

INSTALLED_RAMDISK_TARGET = BUILT_RAMDISK_TARGET 目标伪装了一下。

MKBOOTFS = mkbootfs 就是位于out/host/linux-x86/bin目录下的mkbootfs,这东西自然也有后话。

INTERNAL_RAMDISK_FILES = 所有TARGET_ROOT_OUT中的文件

由此可以看出root目录先被打包生成了ramdisk.img,然后才合并进boot.img的。

[Android]构建boot.img(二):kernel的拷贝与打包

上文已经对boot.img其中组成部分之一ramdisk.img做了分析,boot.img另外一个重要的组成部分就是kernel了,

这里所说的kernel,可以只理解为位于out/target/product/tcc8800/中的kernel文件,本文主要分析kernel的拷贝

过程以及如何被打包到boot.img中。经过分析得知位于out/target/product/tcc8800/中的kernel文件其实就是内核

编译后的Image文件,位于kernel/arch/arm/boot目录下,线索就是这个Image文件,经过搜索发现一处定义:

LOCAL_KERNEL :=  kernel/arch/arm/boot/Image

该定义位于devices/telechips/tcc88xx-common/BoardConfigCommon.mk中,紧接着,在同目录的Android.mk中

有以下一段定义:

 

1 PRODUCT_COPY_FILES += \
2   
3        $(LOCAL_KERNEL):kernel

意在将Image文件拷贝且重命名为kernel,随后的拷贝设置是在build/core/Makefile中完成的,在此略掉。

那么,拷贝完成后,kernel文件如何被打包到boot.img中呢?同样在build/core/Makefile中有以下一段内容:

INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS := ... --kernel $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)

现在的问题就是查看 INSTALLED_KERNEL_TARGET的定义,该宏位于build/target/board/Android.mk中:

INSTALLED_KERNEL_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/kernel

内容很明显了,至此,内核Image算是到位了。

 另外INSTALL_KERNEL_TARGET定义在build/target/board/Android.mk中有点怪怪的,

build/target/board/Android.mk在main.mk中通过subdir_makefiles抽取得到,并包含进main.mk中

[Android]构建boot.img(三):boot.img的生成与结构

2 在前两篇同一系列的文章中都提到了以下一段语句:
1 #build/core/Makefile
2   
3 INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS := \
4   
5             --kernel $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) \
6   
7             --ramdisk $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET)

显然,boot.img中包含了Image和ramdisk.img文件,但boot.img中的内容远不只这么多,本文将介绍

boot.img中的其它参数,boot.img的生成以及最终boot.img的组成格式.

INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS还包含以下内容:

1.附加的内核命令行(cmdline): BOARD_KERNEL_CMDLINE

同样在build/core/Makefile中,有以下一段内容(strip起到去除空格的作用):

1 BOARD_KERNEL_CMDLINE := $(strip $(BOARD_KERNEL_CMDLINE)
2   
3 ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE
4   
5     INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS += --cmdline"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)"
6   
7 #endif

而BOARD_KERNEL_CMDLINE则在文件device/telechips/tcc88xx-common/BoardConfigCommon.mk中定义: 

1 BOARD_KERNEL_CMDLINE := console=ttyTCC, 115200n8

2.内核加载的基地址,BOARD_KERNEL_BASE

同样在build/core/Makefile中,有以下一段内容:

 
1 BOARD_KERNEL_BASE := $(strip $(BOARD_KERNEL_BASE))
2   
3 ifdef BOARD_KERNEL_BASE
4   
5     INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS += --base $(BOARD_KERNEL_BASE)
6   
7 endif

而BOARD_KERNEL_BASE也在device/telechips/tcc88xx-common/BoardConfigCommon.mk中定义。

1 BOARD_KERNEL_BASE := 0x40000000

 

3.映像的页面大小:BOARD_KERNEL_PAGESIZE

同样在build/core/Makefile中,有以下一段内容:

1 BOARD_KERNEL_PAGESIZE:= $(strip $(BOARD_KERNEL_PAGESIZE))
2   
3 ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE
4   
5     INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS += --pagesize $(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)
6   
7 endif

而BOARD_KERNEL_PAGESIZE 却在device/telechips/tcc8800/BoardConfig.mk中定义:

1 BOARD_KERNEL_PAGESIZE := 8192

剩下的内容就是生成boot.img的关键语句,在 build/core/Makefile中,内容如下:

1 INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/boot.img
2   
3 $(INTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) : $(MKBOOTIMG) $(INTERNAL_BOOTIMAGE_FILE
4   
5       $(hide) $(MKBOOTIMG) $(INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS)  --output $@

到此,我们可以知道 INTERNAL_BOOTIMAGE_ARGS的内容是:

1 --kernel     out/target/product/tcc8800/kernel 
2 --ramdisk   out/target/product/tcc8800/ramdisk.img
3 --cmdline   console=ttyTCC,115200n8
4 --base 0x40000000  --pagesize 8192

而预知boot.img的格式,必须查看MKBOOTIMG这个程序,其实就是out/host/linux-x86/bin/mkbootimg中的mkbootimg程序。

mkbootimg程序由system/core/mkbootimg工程生成得到,为此我们来看看其中的mkbootimg.c文件,其中有这样一段:

01 //信息头部分
02 if(write(fd,&hdr,sizeof(hdr)) !=sizeof(hdr))goto fail;
03 if(write_padding(fd,pagesize,sizeof(hdr)))goto fail;
04   
05 //内核部分
06 if(write(fd,&kernel_data, hdr.kernel_size)!= hdr.kernel_size)
07    gotofail;
08 if(write_padding(fd,pagesize,hdr.kernel_size))goto fail;
09   
10 //文件系统部分
11 if(write(fd,&ramdisk_data,hdr.ramdisk_size)!= hdr.ramdisk_size)
12    gotofail;
13 if(wirte_padding(fd,pagesize,hdr.ramdisk_size))goto fail;

可见boot.img是由文件头信息,内核数据以及文件系统数据组成,它们之间非页面对齐部分用0填充(可以

查看write_padding的代码),文件头信息的具体结构可以在system/core/mkbootimg/bootimg.h中看到:

 
01 struct boot_img_hdr
02   
03 {
04   
05     unsigned char magic[BOOT_MAGIC_SIZE];
06   
07     unsigned  kernel_size;
08   
09     unsigned  kernel_addr;
10   
11     unsigned  ramdisk_size;
12   
13     unsigned  ramdisk_addr;
14   
15     unsigned  second_size;
16   
17     unsigned  second_addr;
18   
19     unsigned  tags_addr;
20   
21     unsigned  page_size;
22   
23     unsigned  unused[2];
24   
25     unsigned  char  name[BOOT_NAME_SIZE]
26   
27     unsigned  char cmdline[BOOT_ARGS_SIZE]
28   
29     unsigned id[8]; //存放时间戳,校验和,SHA加密等内容
30   
31 }

其它成员也很明了,由此可知boot.img的大致组成结构了

from http://my.oschina.net/armsky/blog/32018
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