Android rom 刷機包制作研究（2）boot.img和recovery.img的編輯和修改【轉】

http://www.eoeandroid.com/thread-52481-1-1.html

以下是偶翻譯的關于boot.img和recovery.img的編輯和修改方面的文章，希望能夠為感興趣的朋友節約一些看資料的時間。感謝本文的作者：Alansj, DarkriftX, RyeBrye, Will, Try OP9, Tonyb486, Timmmm, Lxrose還有好多不知名的作者們在wiki上的不懈努力。
如何解包／編輯／大包boot.img文件

很多人用自己的方式解決了boot.img的解包／編輯／打包的問題，有人要求我來寫一篇關于boot和recovery映像的文件結構和如何對其編輯的文章，于是就有了下面這篇文章。

目錄
1、背景知識
2、boot和recovery映像的文件結構
3、對映像文件進行解包、編輯、打包的常規方法
3.1、另一種解包、編輯、打包的方法
4、將新的映像刷回到手機
5、解包、編輯、打包為我們帶來了什么
6、本文講的內容與使用update.zip刷機包不是一碼事

正文
1、背景知識

Android手機的文件系統有許多存儲器組成，以下是在adb shell下面的輸出：
#cat /proc/mtd
dev:    size   erasesize  name
mtd0: 00040000 00020000 "misc"
mtd1: 00500000 00020000 "recovery"
mtd2: 00280000 00020000 "boot"
mtd3: 04380000 00020000 "system"
mtd4: 04380000 00020000 "cache"
mtd5: 04ac0000 00020000 "userdata"
注意，不同的手機在上述存儲設備的順序可能會各不相同!一定要檢查您的手機，確定在以下的操作中選擇正確的設備號（mtdX，這個X的序號一定要檢查清楚）。

在本向導中，我們主要描述對"recovery"和"boot"的存儲設備進行操作；"system"存儲設備保存了android系統目錄的所有數據（在系統啟動后會掛載到“system/”目錄）；“userdata”存儲設備將保存了android數據目錄中的所有數據（在系統啟動后會掛載到“data/”目錄，里面是會有很多應用數據以及用戶的preference之類的配置數據）。

從上面的輸出可以看出來，recovery和boot分區對應著/dev/mtd/mtd1和/dev/mtd/mtd2，在你您開始做任何修改之前一定要做兩件事情，第一件事情，一定要先對這兩個分區進行備份。
可以使用如下命令進行備份：
# cat /dev/mtd/mtd1 > /sdcard/recovery.img
# cat /dev/mtd/mtd2 > /sdcard/boot.img
（注意added by lxros，只有手機獲取了ROOT權限以后才能夠執行上述的備份命令）

第二件事情，你您應該把你您最喜歡的update.zip刷機包放置到你您的sd卡的根目錄上面。如此一來，即使你您在后續的操作中出了問題，也可以啟動到recovery模式進行恢復。

另外一個你您需要知道的重要文件是在android系統目錄下的/system/recovery.img，此文件是mtd1存儲設備的完全拷貝。這個文件在每次關機的時候，會自動地被寫回到mtd1存儲設備里面。

這會意味著兩個事情：
(1)任何對/dev/mtd/mtd1中數據的直接修改都會在下一次重啟手機以后消失。
(2)如果希望對/dev/mtd/mtd1進行修改，最簡單的做法是用你您自己的recovery.img替換掉/system/recovery.img。當你您創建自己的update.zip刷機包的時候（特別是在做刷機包的適配的時候），如果你您忘記替換這個/system/recovery.img,這個recovery.img就會在關機的時候被燒寫到mtd1里面去或許會變磚。一定要注意這一點！

（譯者的話，關于這個/system/recovery.img文件，在2.1的android的平臺里面并沒有找到，或許這個機制已經out了？！或者偶本人對這段話的理解不夠深入？！希望明白的朋友不吝斧正）

2、boot和recovery映像的文件結構
boot和recovery映像并不是一個完整的文件系統，它們是一種android自定義的文件格式，該格式包括了2K的文件頭，后面緊跟著是用gzip壓縮過的內核，再后面是一個ramdisk內存盤，然后緊跟著第二階段的載入器程序（這個載入器程序是可選的，在某些映像中或許沒有這部分）。此類文件的定義可以從源代碼android-src/system/core/mkbootimg找到一個叫做bootimg.h的文件。

（譯者的話，原文是一個叫做mkbootimg.h的文件，但從Android 2.1的代碼來看，該文件名應該是改為bootimg.h了）。

/*
** +-----------------+ 
** | boot header     | 1 page
** +-----------------+
** | kernel          | n pages  
** +-----------------+
** | ramdisk         | m pages  
** +-----------------+
** | second stage    | o pages
** +-----------------+
**
** n = (kernel_size + page_size - 1) / page_size
** m = (ramdisk_size + page_size - 1) / page_size
** o = (second_size + page_size - 1) / page_size
**
** 0. all entities are page_size aligned in flash
** 1. kernel and ramdisk are required (size != 0)
** 2. second is optional (second_size == 0 -> no second)
** 3. load each element (kernel, ramdisk, second) at
**    the specified physical address (kernel_addr, etc)
** 4. prepare tags at tag_addr.  kernel_args[] is
**    appended to the kernel commandline in the tags.
** 5. r0 = 0, r1 = MACHINE_TYPE, r2 = tags_addr
** 6. if second_size != 0: jump to second_addr
**    else: jump to kernel_addr
*/

ramdisk映像是一個最基礎的小型文件系統，它包括了初始化系統所需要的全部核心文件，例如:初始化init進程以及init.rc（可以用于設置很多系統的參數）等文件。如果你您希望了解更多關于此文件的信息可以參考以下網址：
http://git.source.android.com/?p=kernel/common.git;a=blob;f=Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt
以下是一個典型的ramdisk中包含的文件列表：
./init.trout.rc
./default.prop
./proc
./dev
./init.rc
./init
./sys
./init.goldfish.rc
./sbin
./sbin/adbd
./system
./data

recovery映像包含了一些額外的文件，例如一個叫做recovery的二進制程序，以及一些對該程序支持性的資源圖片文件（當你您按下home+power組合鍵的時候就會運行這個recovery程序）。
典型的文件列表如下：
./res
./res/images
./res/images/progress_bar_empty_left_round.bmp
./res/images/icon_firmware_install.bmp
./res/images/indeterminate3.bmp
./res/images/progress_bar_fill.bmp
./res/images/progress_bar_left_round.bmp
./res/images/icon_error.bmp
./res/images/indeterminate1.bmp
./res/images/progress_bar_empty_right_round.bmp
./res/images/icon_firmware_error.bmp
./res/images/progress_bar_right_round.bmp
./res/images/indeterminate4.bmp
./res/images/indeterminate5.bmp
./res/images/indeterminate6.bmp
./res/images/progress_bar_empty.bmp
./res/images/indeterminate2.bmp
./res/images/icon_unpacking.bmp
./res/images/icon_installing.bmp
./sbin/recovery

3、對映像文件進行解包、編輯、打包的常規方法
（注意，下面我給你您介紹的是手工命令行方式進行解包以及重新打包的方法，但是我仍然創建了兩個perl腳本，這兩個腳本可以讓你您的解包和打包工作變得輕松許多。可以參考本文的附件unpack-bootimg.zip和repack-bootimg.zip）

如果你您很擅長使用16進制編輯器的話，你您可以打開boot.img或者recovery.img，然后跳過開始的2K的頭數據，然后尋找一大堆0的數據，在這一堆0的數據后面，緊跟著1F 8B這兩個數字（1F 8B是gzip格式的文件的結束標記）。從此文件開始的地方（跳過2K的頭），一大堆0后面緊跟著到1F 8B這兩個數字為止的全部數據，就是gzip壓縮過的linux內核。從1F 8B后面緊跟著的數據一直到文件的結尾包含的全部數據，就是ramdisk內存盤的數據。你您可以把把內核和ramdisk兩個文件分別保存下來，在進行分別的修改和處理。我們可以通過un-cpio和un-gzip操作來讀取ramdisk文件中的數據，可以使用如下的命令來實現這個目的，以下操作會生成一個目錄，直接cd進去就可以看到ramdisk中的數據了：

gunzip -c ../your-ramdisk-file | cpio -i

此命令可以將ramdisk中的所有的文件解包到當前的工作目錄下面，然后就可以對它進行編輯了。

當需要重新打包ramdisk的時候，就需要re-cpio然后re-gzip這些數據和目錄，可以通過如下命令來實現：（cpio會把所有當前目錄下面的文件都打包進去，因此，在進行此步驟之前，請把不需要的文件都清除掉。）

find . | cpio -o -H newc | gzip > ../newramdisk.cpio.gz

最后一步就是通過mkbootimg這個工具，把kernel和ramdisk打包在一起，生成一個boot.img：

mkbootimg --cmdline 'no_console_suspend=1 console=null' --kernel your-kernel-file --ramdisk newramdisk.cpio.gz -o mynewimage.img

這里的mkbootimg工具會在編譯android的源代碼的時候會在~/android-src/out/host/linux-x86/bin目錄下面自動生成。
下載地址：
http://git.source.android.com/?p=platform/system/core.git;a=tree;f=mkbootimg

現在，如果不想背這些復雜的命令或者擺弄那個讓人眩暈的16進制編輯器的話，可以嘗試使用我編寫的用于解包和打包的perl腳本了。希望這些腳本能夠節約各位的鍵盤。

3.1、另一種解包、編輯、打包的方法
下載split_bootimg.zip文件（譯者注，會在本文的附件中提供），在此zip文件中包含一個perl文件，split_bootimg.pl腳本，該腳本可以讀取boot.img頭（根據Android源碼中的bootimg.h讀取）將kernel和ramdisk讀取出來，此腳本也會輸出內核命令行和板子名字。

（注意，不要使用從/dev/mtd/mtd2直接拷貝出來的boot.img，此映像可能在讀取過程遭到損壞。）
下面是一個從TC4-RC28更新中提取出來的boot.img進行解包操作：
% ./split_bootimg.pl boot.img 
Page size: 2048 (0x00000800)
Kernel size: 1388548 (0x00153004)
Ramdisk size: 141518 (0x000228ce)
Second size: 0 (0x00000000)
Board name: 
Command line: no_console_suspend=1
Writing boot.img-kernel ... complete.
Writing boot.img-ramdisk.gz ... complete.

解包ramdisk的命令如下：
% mkdir ramdisk
% cd ramdisk
% gzip -dc ../boot.img-ramdisk.gz | cpio -i
% cd ..

解碼完畢后，就可以修改了（例如，在default.prop設置ro.secure=0等等）

使用mkbootfs工具（mkbootfs工具是編譯完畢Android源代碼以后，就會在~/android-src/out/host/linux-x86/bin自動生成）來重新創建ramdisk，可以使用如下命令來操作：
% mkbootfs ./ramdisk | gzip > ramdisk-new.gz

使用mkbootimg來重新創建boot.img，mkbootimg也可以在~/android-src/out/host/linux-x86/bin目錄中可以找到：
% mkbootimg --cmdline 'no_console_suspend=1 console=null' --kernel boot.img-kernel --ramdisk ramdisk-new.gz -o boot-new.img
（注意：console=null的命令行選現是從TC4-RC30的boot.img引入的，用以去掉root shell）

4、將新的映像刷回到手機
可以將recovery.img拷貝到/system目錄下面，然后重新啟動手機，讓手機自動為你您刷寫到mtd里面（工作原理在上面已經提過了）。對于boot.img可以通過將其拷貝到sd卡的根目錄，然后通過手機內的刷寫工具將此映像寫入到手機中。

例如，使用adb工具將boot.img拷貝到手機的sd卡的根目錄：
adb push ./mynewimage.img /sdcard
然后通過adb shell登錄手機的shell交互模式，利用命令行進行交互：
# cat /dev/zero > /dev/mtd/mtd2
   write: No space left on device [this is ok, you can ignore]
# flash_image boot /sdcard/mynewimage.img
然后重啟手機。

如果手機能夠正常啟動，那么祝賀你您，你您的修改和替換已經成功了；如果不能夠順利啟動，則需要重新啟動進入recovery模式，并且使用update.zip來恢復。

5、解包、編輯、打包為我們帶來了什么
可以修改手機開機啟動時候的畫面，具體的操作的地址為：
http://forum.xda-developers.com/showthread.php?t=443431

6、本文講的內容與使用update.zip刷機包不是一碼事
您可以很容易地在其他論壇上看到關于如何自制update.zip刷機包的方法，也可以下載到很多在網絡上共享的自制刷機包。例如：近期的多數刷機包都來自對rc30包的修改和調整。在update.zip刷機包里面會包括新的boot.img，recovery.img以及整個system/目錄下的若干文件的替換和更新。如果您希望自己自制boot.img以及recovery.img，建議您選取相對較新的更新和版本。（選用較老的映像的話，或許會出現兼容性問題）。