Android OTA晋级（1）：编译升级全包_Android

Android OTA升级（1）：编译升级全包

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】：

$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET):$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $(OTATOOLS)                @echo"Package OTA: $@"                $(hide)./build/tools/releasetools/ota_from_target_files -v \                   -p $(HOST_OUT) \          -k $(KEY_CERT_PAIR) \          $(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】：

$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE):\              $(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) \              $(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET) \              $(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET)\              $(INSTALLED_SYSTEMIMAGE) \              $(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET)\              $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET)\              $(built_ota_tools) \              $(APKCERTS_FILE) \              $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config\              | $(ACP)       @echo "Package target files:$@"       $(hide) rm -rf $@ $(zip_root)       $(hide) mkdir -p $(dir $@) $(zip_root)       @# Components of the recovery image       $(hide) mkdir -p $(zip_root)/RECOVERY       $(hide) $(call package_files-copy-root, \              $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT),$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK)ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET       $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)$(zip_root)/RECOVERY/kernelendififdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET       $(hide) $(ACP) \              $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET)$(zip_root)/RECOVERY/secondendififdef BOARD_KERNEL_CMDLINE       $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/RECOVERY/cmdlineendififdef BOARD_KERNEL_BASE       $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/RECOVERY/baseendififdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE       $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)"> $(zip_root)/RECOVERY/pagesizeendif       @# Components of the boot image       $(hide) mkdir -p $(zip_root)/BOOT       $(hide) $(call package_files-copy-root, \              $(TARGET_ROOT_OUT),$(zip_root)/BOOT/RAMDISK)ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET       $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)$(zip_root)/BOOT/kernelendififdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET       $(hide) $(ACP) \              $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET)$(zip_root)/BOOT/secondendififdef BOARD_KERNEL_CMDLINE       $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/BOOT/cmdlineendififdef BOARD_KERNEL_BASE       $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/BOOT/baseendififdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE       $(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)" > $(zip_root)/BOOT/pagesizeendif       $(hide) $(foreach t,$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET),\                   mkdir -p $(zip_root)/RADIO; \                   $(ACP) $(t)$(zip_root)/RADIO/$(notdir $(t));)       @# Contents of the system image       $(hide) $(call package_files-copy-root, \              $(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR),$(zip_root)/SYSTEM)       @# Contents of the data image       $(hide) $(call package_files-copy-root, \              $(TARGET_OUT_DATA),$(zip_root)/DATA)       @# Extra contents of the OTA package       $(hide) mkdir -p $(zip_root)/OTA/bin       $(hide) $(ACP)$(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) $(zip_root)/OTA/       $(hide) $(ACP) $(PRIVATE_OTA_TOOLS)$(zip_root)/OTA/bin/       @# Files that do not end up in anyimages, but are necessary to       @# build them.       $(hide) mkdir -p $(zip_root)/META       $(hide) $(ACP) $(APKCERTS_FILE)$(zip_root)/META/apkcerts.txt       $(hide)       echo"$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)" > $(zip_root)/META/otakeys.txt       $(hide) echo"recovery_api_version=$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)" >$(zip_root)/META/misc_info.txtifdef BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE       $(hide) echo"blocksize=$(BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txtendififdef BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE       $(hide) echo"boot_size=$(BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txtendififdef BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE       $(hide) echo"recovery_size=$(BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txtendififdef BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE       $(hide) echo"system_size=$(BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txtendififdef BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE       $(hide) echo "userdata_size=$(BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE)">> $(zip_root)/META/misc_info.txtendif       $(hide) echo"tool_extensions=$(tool_extensions)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txtifdef mkyaffs2_extra_flags       $(hide) echo"mkyaffs2_extra_flags=$(mkyaffs2_extra_flags)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txtendif       @# Zip everything up, preserving symlinks       $(hide) (cd $(zip_root) && zip-qry ../$(notdir $@) .)       @# Run fs_config on all the system filesin the zip, and save the output       $(hide) zipinfo -1 $@ | awk -F/ 'BEGIN {OFS="/" } /^SYSTEM\// {$$1 = "system"; print}' |$(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/filesystem_config.txt       $(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：

def WriteFullOTAPackage(input_zip, output_zip):  # TODO:how to determine this?  We don't knowwhat version it will  # beinstalled on top of.  For now, we expectthe API just won't  # changevery often.  script =edify_generator.EdifyGenerator(3, OPTIONS.info_dict)   metadata= {"post-build": GetBuildProp("ro.build.fingerprint",input_zip),             "pre-device": GetBuildProp("ro.product.device",input_zip),              "post-timestamp":GetBuildProp("ro.build.date.utc", input_zip),             }  device_specific = common.DeviceSpecificParams(     input_zip=input_zip,     input_version=OPTIONS.info_dict["recovery_api_version"],     output_zip=output_zip,     script=script,     input_tmp=OPTIONS.input_tmp,     metadata=metadata,     info_dict=OPTIONS.info_dict,     trusted_boot=OPTIONS.trusted_boot) #  if not OPTIONS.omit_prereq:#    ts =GetBuildProp("ro.build.date.utc", input_zip)#   script.AssertOlderBuild(ts) # AppendAssertions(script, input_zip)# device_specific.FullOTA_Assertions()  script.ShowProgress(0.9, 16)   if OPTIONS.wipe_user_data:   script.FormatPartition("/data")  script.FormatPartition("/system") script.Mount("/system")# script.UnpackPackageDir("recovery", "/system") script.UnpackPackageDir("system", "/system")   symlinks= CopySystemFiles(input_zip, output_zip) script.MakeSymlinks(symlinks) # boot_img = common.File("boot.img", common.BuildBootableImage(#     os.path.join(OPTIONS.input_tmp, "BOOT")))# recovery_img = common.File("recovery.img",common.BuildBootableImage(#     os.path.join(OPTIONS.input_tmp, "RECOVERY")))# MakeRecoveryPatch(output_zip, recovery_img, boot_img) Item.GetMetadata(input_zip) Item.Get("system").SetPermissions(script) # common.CheckSize(boot_img.data, "boot.img", OPTIONS.info_dict)# common.ZipWriteStr(output_zip, "boot.img", boot_img.data)# script.ShowProgress(0.2, 0) # script.ShowProgress(0.2, 10)# script.WriteRawImage("/boot", "boot.img") # script.ShowProgress(0.1, 0) device_specific.FullOTA_InstallEnd()   if OPTIONS.extra_script is not None:   script.AppendExtra(OPTIONS.extra_script)  script.UnmountAll() script.AddToZip(input_zip, output_zip)  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。