Android OTA升级（1）：编译升级全包


http://blog.csdn.net/thl789/article/details/8743743


田海立@CSDN

2013-3-23

     Android原生系统中就已经支持OTA升级。所谓OTA升级就是通过空中接口获取升级包，然后更新系统固件。一般地，升级包无论如何获取，哪怕是直接TCard本地升级，也被称为OTA升级。

     OTA升级首要是生成OTA升级包，升级包又分为升级全包和升级差分包（或要增量包）。升级全包是编译当前系统得到的软件包，这个包很大，有上百兆，但是不依赖与当前手机里的软件版本；升级差分包是对手机两个软件版本做差分，在第一个版本上打patch，得到第二个升级包，所以差分包只能对第一个版本的机器进行升级。

    本文主要讲述升级全包的生成过程。

编译升级全包，用下面指令：

#make otapackage

最终生成INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET，也就是$(PRODUCT_OUT)/$(name).zip。

一、升级全包（$(PRODUCT_OUT)/$(name).zip）的生成


INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET依赖于BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE

生成规则【在build/core/Makefile中】：

[python] view plain copy
  1. $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET):$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $(OTATOOLS)  
  2.                 @echo"Package OTA: $@"  
  3.                 $(hide)./build/tools/releasetools/ota_from_target_files -v   
  4.                    -p $(HOST_OUT)   
  5.           -k $(KEY_CERT_PAIR)   
  6.           $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $@  

ota_from_target_files是Python脚本，需要中间文件$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE)。所以，在分析完中间文件的生成之后再看最终升级全包的生成过程。

二、中间文件包（$(TARGET_PRODUCT)-target_files-$(FILE_NAME_TAG).zip）的生成


BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE是$(intermediates)/$( TARGET_PRODUCT)-target_files-$(FILE_NAME_TAG).zip

形如：out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/<product>-target_files-<eng>.haili.tian

生成规则【在build/core/Makefile中】：

[python] view plain copy
  1. $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE):  
  2.               $(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET)   
  3.               $(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET)   
  4.               $(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET)  
  5.               $(INSTALLED_SYSTEMIMAGE)   
  6.               $(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET)  
  7.               $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET)  
  8.               $(built_ota_tools)   
  9.               $(APKCERTS_FILE)   
  10.               $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config  
  11.               | $(ACP)  
  12.        @echo "Package target files:$@"  
  13.        $(hide) rm -rf $@ $(zip_root)  
  14.        $(hide) mkdir -p $(dir $@) $(zip_root)  
  15.        @# Components of the recovery image  
  16.        $(hide) mkdir -p $(zip_root)/RECOVERY  
  17.        $(hide) $(call package_files-copy-root,   
  18.               $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT),$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK)  
  19. ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET  
  20.        $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)$(zip_root)/RECOVERY/kernel  
  21. endif  
  22. ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET  
  23.        $(hide) $(ACP)   
  24.               $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET)$(zip_root)/RECOVERY/second  
  25. endif  
  26. ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE  
  27.        $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/RECOVERY/cmdline  
  28. endif  
  29. ifdef BOARD_KERNEL_BASE  
  30.        $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/RECOVERY/base  
  31. endif  
  32. ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE  
  33.        $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)"> $(zip_root)/RECOVERY/pagesize  
  34. endif  
  35.        @# Components of the boot image  
  36.        $(hide) mkdir -p $(zip_root)/BOOT  
  37.        $(hide) $(call package_files-copy-root,   
  38.               $(TARGET_ROOT_OUT),$(zip_root)/BOOT/RAMDISK)  
  39. ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET  
  40.        $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)$(zip_root)/BOOT/kernel  
  41. endif  
  42. ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET  
  43.        $(hide) $(ACP)   
  44.               $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET)$(zip_root)/BOOT/second  
  45. endif  
  46. ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE  
  47.        $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/BOOT/cmdline  
  48. endif  
  49. ifdef BOARD_KERNEL_BASE  
  50.        $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/BOOT/base  
  51. endif  
  52. ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE  
  53.        $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)" > $(zip_root)/BOOT/pagesize  
  54. endif  
  55.        $(hide) $(foreach t,$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET),  
  56.                    mkdir -p $(zip_root)/RADIO;   
  57.                    $(ACP) $(t)$(zip_root)/RADIO/$(notdir $(t));)  
  58.        @# Contents of the system image  
  59.        $(hide) $(call package_files-copy-root,   
  60.               $(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR),$(zip_root)/SYSTEM)  
  61.        @# Contents of the data image  
  62.        $(hide) $(call package_files-copy-root,   
  63.               $(TARGET_OUT_DATA),$(zip_root)/DATA)  
  64.        @# Extra contents of the OTA package  
  65.        $(hide) mkdir -p $(zip_root)/OTA/bin  
  66.        $(hide) $(ACP)$(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) $(zip_root)/OTA/  
  67.        $(hide) $(ACP) $(PRIVATE_OTA_TOOLS)$(zip_root)/OTA/bin/  
  68.        @# Files that do not end up in anyimages, but are necessary to  
  69.        @# build them.  
  70.        $(hide) mkdir -p $(zip_root)/META  
  71.        $(hide) $(ACP) $(APKCERTS_FILE)$(zip_root)/META/apkcerts.txt  
  72.        $(hide)       echo"$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)" > $(zip_root)/META/otakeys.txt  
  73.        $(hide) echo"recovery_api_version=$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)" >$(zip_root)/META/misc_info.txt  
  74. ifdef BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE  
  75.        $(hide) echo"blocksize=$(BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt  
  76. endif  
  77. ifdef BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE  
  78.        $(hide) echo"boot_size=$(BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt  
  79. endif  
  80. ifdef BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE  
  81.        $(hide) echo"recovery_size=$(BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt  
  82. endif  
  83. ifdef BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE  
  84.        $(hide) echo"system_size=$(BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt  
  85. endif  
  86. ifdef BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE  
  87.        $(hide) echo "userdata_size=$(BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE)">> $(zip_root)/META/misc_info.txt  
  88. endif  
  89.        $(hide) echo"tool_extensions=$(tool_extensions)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt  
  90. ifdef mkyaffs2_extra_flags  
  91.        $(hide) echo"mkyaffs2_extra_flags=$(mkyaffs2_extra_flags)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt  
  92. endif  
  93.        @# Zip everything up, preserving symlinks  
  94.        $(hide) (cd $(zip_root) && zip-qry ../$(notdir $@) .)  
  95.        @# Run fs_config on all the system filesin the zip, and save the output  
  96.        $(hide) zipinfo -1 $@ | awk -F/ 'BEGIN {OFS="/" } /^SYSTEM// {$$1 = "system"; print}' |$(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/filesystem_config.txt  
  97.        $(hide) (cd $(zip_root) && zip -q../$(notdir $@) META/filesystem_config.txt)  

其中，变量定义：

-         TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT也就是$(TARGET_RECOVERY_OUT)/root；TARGET_RECOVERY_OUT是$(PRODUCT_OUT)/recovery；PRODUCT_OUT是out/target/product/<product>。所以，TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT也就是out/target/product/<product>/recovery/root；

-         zip_root是$(intermediates)/$( TARGET_PRODUCT)-target_files-$(FILE_NAME_TAG)路径，也就是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/<product>-target_files-<eng>.haili.tian；

-         TARGET_ROOT_OUT是$(PRODUCT_OUT)/root，也就是out/target/product/<product>/root；

-         INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET；

-         SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR是$(TARGET_OUT)，也就是out/target/product/<product>/system/；

-         TARGET_OUT_DATA是$(PRODUCT_OUT)/data，也就是out/target/product/<product>/data；

-         INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET是$(PRODUCT_OUT)/android-info.txt，也就是out/target/product/<product>/android-info.txt；

-         PRIVATE_OTA_TOOLS是$(built_ota_tools)，也就是包含了：

    out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/applypatch_intermediates/applypatch

    out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/applypatch_static_intermediates/applypatch_static

    out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/check_prereq_intermediates/check_prereq

    out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/updater_intermediates/updater

-         APKCERTS_FILE是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/apkcerts_intermediates/<product>-apkcerts-<eng>.haili.tian.txt

-         PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS目前为空；

-         PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION也就是RECOVERY_API_VERSION，RecoveryAPI的版本号；

-         tool_extensions如果定义了TARGET_RELEASETOOLS_EXTENSIONS，tool_extensions也就是TARGET_RELEASETOOLS_EXTENSIONS；

-         DEFAULT_SYSTEM_DEV_CERTIFICATE目前为空；

-         HOST_OUT_EXECUTABLES是$(HOST_OUT)/bin，也就是out/host/linux-x86/bin；

脚本的执行：

1.      #清理以前残存的目录和文件，并创建$(zip_root)目录（也就是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/<product>-target_files-<eng>.haili.tian）；

2.      创建$(zip_root)/RECOVERY目录，把$(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT)（也就是out/target/product/<product>/recovery/root）下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK/下；

3.      创建$(zip_root)/BOOT目录，然后把$(TARGET_ROOT_OUT)（也就是out/target/product/<product>/root）下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/BOOT/RAMDISK/下；

4.      创建$(zip_root)/RADIO目录，然后把$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET)下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/ RADIO/下；

5.      把$(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR)【也就是out/target/product/<product>/system/】下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/SYSTEM/下；

6.      把$(TARGET_OUT_DATA)【也就是out/target/product/<product>/data】下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/DATA/下；

7.      创建$(zip_root)/OTA/bin目录，然后把INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET【也就是out/target/product/<product>/android-info.txt】放到$(zip_root)/OTA/下；

8.      把PRIVATE_OTA_TOOLS【也就是applypatch、applypatch_static、check_prereq、updater】放到$(zip_root)/OTA/bin下。

9.      创建$(zip_root)/META目录，搜集META信息并保存到文件里：

    把APKCERTS_FILE【也就是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/apkcerts_intermediates/<product>-apkcerts-<eng>.haili.tian.txt】放到$(zip_root)/META/apkcerts.txt；

    把$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)追加到$(zip_root)/META/otakeys.txt；【】

    把recovery_api_version=$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)这行追加到$(zip_root)/META/misc_info.txt；

    把tool_extensions=$(tool_extensions)这行追加到$(zip_root)/META/misc_info.txt；

    把default_system_dev_certificate=$(DEFAULT_SYSTEM_DEV_CERTIFICATE)这行追加到$(zip_root)/META/misc_info.txt；

10.  拷贝Image文件

    把$(PRODUCT_OUT)/ramdisk.img放到$(zip_root)/下；

    把$(PRODUCT_OUT)/ramdisk-recovery.img放到(zip_root)/

    把$(PRODUCT_OUT)/../../../../boot/out/u-boot.bin放到$(zip_root)/

    把$(PRODUCT_OUT)/../../../../kernel/out/uImage放到(zip_root)/

11.  进入$(zip_root)，把$(zip_root)下所有的内容打进zip包<product>-target_files-<eng>.haili.tian.zip；

12.  用$(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config获取文件系统信息并保存在文件里

     “SYSTEM/”下的文件系统信息保存在$(zip_root)/META/filesystem_config.txt中；

     “BOOT/RAMDISK/”下的文件系统信息保存在$(zip_root)/META/boot_filesystem_config.txt中；

     “RECOVERY/RAMDISK/”下的文件系统信息保存在$(zip_root)/META/recovery_filesystem_config.txt中；

13.  把META/*filesystem_config.txt文件打到zip包<product>-target_files-<eng>.haili.tian.zip里。

三、ota_from_target_file分析


Ota_from_target_file是python脚本，从main()开始分析。

3.1 生成总过程 – main()

Main()里主要做下列工作：

1.      从参数和环境中解析OPTIONS；

2.      从中间zip包里的META/misc_info.txt中解析出{<key>=<value>}OPTIONS对，比如recovery_api_version=3；tool_extensions=device/<company>/<product>/recovery；

3.      从OPTIONS对里找到tool_extensions，赋值给OPTIONS.device_specific；

4.      input_zip为上文的中间zip包；output_zip为最终生成的临时zip包；

5.      对于全包升级包，调用WriteFullOTAPackage(input_zip,output_zip)；

6.      签名临时包，生成最终签过名的最终全包升级包。

上述过程中，我们最关注的是WriteFullOTAPackage(input_zip,output_zip)做的工作。


3.2 生成全包 – WriteFullOTAPackage()


WriteFullOTAPackage[file:build/tools/releasetools/ota_from_target_files]的定义如下：

[python] view plain copy
  1. def WriteFullOTAPackage(input_zip, output_zip):  
  2.   # TODO:how to determine this?  We don't knowwhat version it will  
  3.   # beinstalled on top of.  For now, we expectthe API just won't  
  4.   # changevery often.  
  5.   script =edify_generator.EdifyGenerator(3, OPTIONS.info_dict)  
  6.    
  7.   metadata= {"post-build": GetBuildProp("ro.build.fingerprint",input_zip),  
  8.              "pre-device": GetBuildProp("ro.product.device",input_zip),  
  9.               "post-timestamp":GetBuildProp("ro.build.date.utc", input_zip),  
  10.              }  
  11.    
  12.  device_specific = common.DeviceSpecificParams(  
  13.      input_zip=input_zip,  
  14.      input_version=OPTIONS.info_dict["recovery_api_version"],  
  15.      output_zip=output_zip,  
  16.      script=script,  
  17.      input_tmp=OPTIONS.input_tmp,  
  18.      metadata=metadata,  
  19.      info_dict=OPTIONS.info_dict,  
  20.      trusted_boot=OPTIONS.trusted_boot)  
  21.    
  22. #  if not OPTIONS.omit_prereq:  
  23. #    ts =GetBuildProp("ro.build.date.utc", input_zip)  
  24. #   script.AssertOlderBuild(ts)  
  25.    
  26. # AppendAssertions(script, input_zip)  
  27. # device_specific.FullOTA_Assertions()  
  28.    
  29.  script.ShowProgress(0.9, 16)  
  30.    
  31.   if OPTIONS.wipe_user_data:  
  32.    script.FormatPartition("/data")  
  33.    
  34.  script.FormatPartition("/system")  
  35.  script.Mount("/system")  
  36. # script.UnpackPackageDir("recovery", "/system")  
  37.  script.UnpackPackageDir("system", "/system")  
  38.    
  39.   symlinks= CopySystemFiles(input_zip, output_zip)  
  40.  script.MakeSymlinks(symlinks)  
  41.    
  42. # boot_img = common.File("boot.img", common.BuildBootableImage(  
  43. #     os.path.join(OPTIONS.input_tmp, "BOOT")))  
  44. # recovery_img = common.File("recovery.img",common.BuildBootableImage(  
  45. #     os.path.join(OPTIONS.input_tmp, "RECOVERY")))  
  46. # MakeRecoveryPatch(output_zip, recovery_img, boot_img)  
  47.  Item.GetMetadata(input_zip)  
  48.  Item.Get("system").SetPermissions(script)  
  49.    
  50. # common.CheckSize(boot_img.data, "boot.img", OPTIONS.info_dict)  
  51. # common.ZipWriteStr(output_zip, "boot.img", boot_img.data)  
  52. # script.ShowProgress(0.2, 0)  
  53.    
  54. # script.ShowProgress(0.2, 10)  
  55. # script.WriteRawImage("/boot", "boot.img")  
  56.    
  57. # script.ShowProgress(0.1, 0)  
  58.  device_specific.FullOTA_InstallEnd()  
  59.    
  60.   if OPTIONS.extra_script is not None:  
  61.    script.AppendExtra(OPTIONS.extra_script)  
  62.    
  63.  script.UnmountAll()  
  64.  script.AddToZip(input_zip, output_zip)  
  65.   WriteMetadata(metadata,output_zip)  


OTA全包生成的过程：

1.      script用来生成Edify脚本，在edify_generator.py中实现；

2.      script中增加语句：显示进度；

3.      script中增加语句：擦除“/system”分区；

4.      script中增加语句：安装system分区到“/system”；

5.      script中增加语句：把system中的内容复制到/system下；

6.      把input_zip包/system中的内容，复制到output_zip包中，不包含其中的link文件；

7.      对于link文件，script中增加指向链接的语句；

8.      从input_zip包的META/filesystem_config.txt中获取其中描述的/system下各个文件的权限信息；

9.      script中增加语句：设置/system下文件的权限和属主信息；

10.  调用具体device特定的函数FullOTA_InstallEnd。

     main()函数中已经获取OPTIONS.device_specific为/device/<company>/<product>/recovery；这里的device_specific是common.DeviceSpecificParams。

     common实现在common.py中，在判断出OPTIONS.device_specific为目录时，用该目录下的releasetools.py脚本。所以这里执行releasetools.py中的FullOTA_InstallEnd。

11.  如果特别指定了其他脚本，script中加入；

12.  通过script.AddToZip()写META-INF

    把前面所有的脚本，写入到output_zip里的META-INF/com/google/android/updater-script这个edify脚本中；

    把input_zip里的OTA/bin/updater写入到output_zip里的META-INF/com/google/android/update-binary

13.  把metadata的内容写入到output_zip里的META-INF/com/android/metadata

总结


    本文分析了Android OTA全包的编译生成过程。首先生成中间包，这个包是后续全包生成的基础，也是差分包生成的基础，接着解析了生成最终升级全包的过程。通过分析知道升级包中update-binary和updater-script的来源，对于后续分析OTA升级的过程至关重要。

    差分包的生成在介绍完整个OTA的过程之后，再进一步阐述。


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