Schnellstart zum Userspace

Fastboot ist der Name eines Bootloader-Moduls und -Modus. Android 10 und höher unterstützt veränderbare Partitionen, indem die Fastboot-Implementierung vom Bootloader in den Userspace verschoben wird. Durch diese Verschiebung kann der Flash-Code an einen gemeinsamen, wartungs- und testfähigen Speicherort verschoben werden, an dem nur die anbieterspezifischen Teile von Fastboot über eine Hardwareabstraktionsschicht (HAL) implementiert werden. Außerdem wird in Android 12 und höher das Flashen von RAM-Disks über einen zusätzlichen Fastboot-Befehl unterstützt.

Fastboot und Wiederherstellung zusammenführen

Da sich der Userspace-Fastboot und die Wiederherstellung ähneln, können Sie sie in einer Partition oder einem Binärprogramm zusammenführen. Das bietet Vorteile wie weniger Speicherplatz, insgesamt weniger Partitionen und einen gemeinsamen Kernel und Bibliotheken für Fastboot und Recovery.

Fastbootd ist der Name eines Userspace-Daemons und -Modus. Zur Unterstützung von fastbootd muss der Bootloader einen neuen BCB-Befehl (Boot Control Block) von boot-fastboot implementieren. Um den fastbootd-Modus aufzurufen, schreibt der Bootloader boot-fastboot in das Befehlsfeld der BCB-Nachricht und lässt das Feld recovery der BCB unverändert, um unterbrochene Wiederherstellungsaufgaben neu starten zu können. Die Felder status, stage und reserved bleiben ebenfalls unverändert. Der Bootloader lädt das Wiederherstellungs-Image und startet es, wenn er boot-fastboot im BCB-Befehlsfeld sieht. Die Wiederherstellung analysiert dann die BCB-Nachricht und wechselt in den fastbootd-Modus.

ADB-Befehle

In diesem Abschnitt wird der Befehl adb zur Einbindung von fastbootd beschrieben. Der Befehl hat unterschiedliche Auswirkungen, je nachdem, ob er vom System oder von der Wiederherstellung ausgeführt wird.

Fastboot-Befehle

In diesem Abschnitt werden die Fastboot-Befehle für die Integration von fastbootd beschrieben, einschließlich neuer Befehle zum Flashen und Verwalten logischer Partitionen. Einige Befehle haben unterschiedliche Ergebnisse, je nachdem, ob sie vom Bootloader oder von fastbootd ausgeführt wurden.

Fastboot und Bootloader

Der Bootloader flasht die Partitionen bootloader, radio und boot/recovery. Danach wird das Gerät in Fastboot (Userspace) gestartet und alle anderen Partitionen werden geflasht. Der Bootloader sollte die folgenden Befehle unterstützen.

Dynamische Partitionen

Der Bootloader darf das Flashen oder Löschen dynamischer Partitionen nicht zulassen und muss einen Fehler zurückgeben, wenn diese Vorgänge versucht werden. Bei Geräten mit nachträglich hinzugefügten dynamischen Partitionen unterstützen das Fastboot-Tool und der Bootloader einen Zwangsmodus, um eine dynamische Partition direkt im Bootloader-Modus zu flashen. Wenn system beispielsweise eine dynamische Partition auf dem nachgerüsteten Gerät ist, kann der Bootloader mit dem Befehl fastboot --force flash system (anstelle von fastbootd) die Partition flashen.

Laden im Aus-Modus

Wenn ein Gerät das Aufladen im ausgeschalteten Zustand unterstützt oder anderweitig automatisch in einen speziellen Modus startet, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, müssen diese speziellen Modi bei der Implementierung des Befehls fastboot oem off-mode-charge 0 umgangen werden, damit das Gerät so startet, als hätte der Nutzer die Ein‑/Aus-Taste gedrückt.

Fastboot OEM HAL

Damit der Bootloader-Fastboot vollständig ersetzt werden kann, muss Fastboot alle vorhandenen Fastboot-Befehle verarbeiten. Viele dieser Befehle stammen von OEMs und sind dokumentiert, erfordern jedoch eine benutzerdefinierte Implementierung. Viele OEM-spezifische Befehle sind nicht dokumentiert. Für die Verarbeitung solcher Befehle gibt die Fastboot HAL die erforderlichen OEM-Befehle an. OEMs können auch eigene Befehle implementieren.

Die Definition der Fastboot-HAL lautet:

import IFastbootLogger;

/**
 * IFastboot interface implements vendor specific fastboot commands.
 */
interface IFastboot {
    /**
     * Returns a bool indicating whether the bootloader is enforcing verified
     * boot.
     *
     * @return verifiedBootState True if the bootloader is enforcing verified
     * boot and False otherwise.
     */
    isVerifiedBootEnabled() generates (bool verifiedBootState);

    /**
     * Returns a bool indicating the off-mode-charge setting. If off-mode
     * charging is enabled, the device autoboots into a special mode when
     * power is applied.
     *
     * @return offModeChargeState True if the setting is enabled and False if
     * not.
     */
    isOffModeChargeEnabled() generates (bool offModeChargeState);

    /**
     * Returns the minimum battery voltage required for flashing in mV.
     *
     * @return batteryVoltage Minimum battery voltage (in mV) required for
     * flashing to be successful.
     */
    getBatteryVoltageFlashingThreshold() generates (int32_t batteryVoltage);

    /**
     * Returns the file system type of the partition. This is only required for
     * physical partitions that need to be wiped and reformatted.
     *
     * @return type Can be ext4, f2fs or raw.
     * @return result SUCCESS if the operation is successful,
     * FAILURE_UNKNOWN if the partition is invalid or does not require
     * reformatting.
     */
    getPartitionType(string partitionName) generates (FileSystemType type, Result result);

    /**
     * Executes a fastboot OEM command.
     *
     * @param oemCmd The oem command that is passed to the fastboot HAL.
     * @response result Returns the status SUCCESS if the operation is
     * successful,
     * INVALID_ARGUMENT for bad arguments,
     * FAILURE_UNKNOWN for an invalid/unsupported command.
     */
    doOemCommand(string oemCmd) generates (Result result);

};

Fastbootd aktivieren

So aktivierst du fastbootd auf einem Gerät:

1. Fügen Sie fastbootd zu PRODUCT_PACKAGES in device.mk hinzu: PRODUCT_PACKAGES += fastbootd.

2. Achten Sie darauf, dass das Fastboot HAL, das Boot Control HAL und das Health HAL Teil des Wiederherstellungs-Images sind.

3. Fügen Sie alle gerätespezifischen SEPolicy-Berechtigungen hinzu, die von fastbootd benötigt werden. Beispielsweise benötigt fastbootd Schreibzugriff auf eine gerätespezifische Partition, um diese zu flashen. Außerdem sind für die Fastboot-HAL-Implementierung möglicherweise gerätespezifische Berechtigungen erforderlich.

Führen Sie die Vendor Test Suite (VTS) aus, um den Userspace-Fastboot zu validieren.

RAM-Disks von Flash-Anbietern

Android 12 und höher unterstützen das Flashen von RAM-Disks mit einem zusätzlichen Fastboot-Befehl, der das vollständige vendor_boot-Image von einem Gerät abruft. Der Befehl fordert das hostseitige Fastboot-Tool auf, den Boot-Header des Anbieters zu lesen, das Image neu zu erstellen und das neue Image zu flashen.

Um das vollständige vendor_boot-Image abzurufen, wurde der Befehl fetch:vendor_boot sowohl dem Fastboot-Protokoll als auch der Fastbootd-Implementierung des Protokolls in Android 12 hinzugefügt. Beachten Sie, dass dies von fastbootd implementiert wird, aber möglicherweise nicht vom Bootloader selbst. OEMs können den Befehl fetch:vendor_boot ihrer Bootloader-Implementierung des Protokolls hinzufügen. Wenn der Befehl jedoch im Bootloader-Modus nicht erkannt wird, ist das Flashen einzelner RAM-Disks von Anbietern im Bootloader-Modus keine vom Anbieter unterstützte Option.

Änderungen am Bootloader

Die Befehle getvar:max-fetch-size und fetch:name sind in fastbootd implementiert. Wenn Sie Anbieter-RAM-Disks im Bootloader flashen möchten, müssen Sie diese beiden Befehle implementieren.

Änderungen an Fastbootd

getvar:max-fetch-size ähnelt max-download-size. Sie gibt die maximale Größe an, die das Gerät in einer DATA-Antwort senden kann. Der Treiber darf keine Größe größer als diesen Wert abrufen.

fetch:name[:offset[:size]] führt eine Reihe von Prüfungen auf dem Gerät durch. Wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind, gibt der Befehl fetch:name[:offset[:size]] Daten zurück:

• Auf dem Gerät wird ein debugbarer Build ausgeführt.
• Das Gerät ist entsperrt (Bootstatus orange).
• Der Name der abgerufenen Partition lautet vendor_boot.
• Der Wert size liegt im Bereich 0 < size <= max-fetch-size.

Wenn diese bestätigt sind, gibt fetch:name[:offset[:size]] die Partitionsgröße und den Offset zurück. Beachten Sie Folgendes:

• fetch:name entspricht fetch:name:0, was fetch:name:0:partition_size entspricht.
• fetch:name:offset entspricht fetch:name:offset:(partition_size - offset)

Daher ist fetch:name[:offset[:size]] = fetch:name:offset:(partition_size - offset).

Wenn offset oder partition_size (oder beide) nicht angegeben sind, werden die Standardwerte verwendet. Für offset ist das 0 und für size der berechnete Wert von partition_size - offset.

• Offset angegeben, Größe nicht angegeben: size = partition_size - offset
• Keine Angabe: Für beide werden die Standardwerte verwendet, size = partition_size = 0.

Mit fetch:foo wird beispielsweise die gesamte foo-Partition mit dem Offset 0 abgerufen.

Treiberänderungen

Dem Fastboot-Tool wurden Befehle hinzugefügt, um Treiberänderungen zu implementieren. Jeder Befehl ist mit seiner vollständigen Definition in der Tabelle der Fastboot-Befehle verknüpft.

• fastboot fetch vendor_boot out.img

  • Ruft getvar max-fetch-size auf, um die Größe des Chunks zu bestimmen.
  • Ruft getvar partition-size:vendor_boot[_a] auf, um die Größe der gesamten Partition zu ermitteln.
  • Ruft fastboot fetch vendor_boot[_a]:offset:size für jeden Chunk auf. Da die Blockgröße größer als die vendor_boot-Größe ist, gibt es normalerweise nur einen Block.
  • Die Daten werden zu out.img zusammengefügt.

• fastboot flash vendor_boot:default vendor-ramdisk.img

  Dies ist eine spezielle Variante des Befehls „flash“. Es ruft das vendor_boot-Image ab, als wäre fastboot fetch aufgerufen worden.

  • Wenn der Boot-Header des Anbieters die Version 3 hat, geschieht Folgendes:
    • Ersetzt das RAM-Disk des Anbieters durch das angegebene Image.
    • Das neue vendor_boot-Bild wird kurz eingeblendet.
  • Wenn der Boot-Header des Anbieters Version 4 hat, geschieht Folgendes:
    • Ersetzt das gesamte Anbieter-Ramdisk durch das angegebene Image, sodass das angegebene Image das einzige Anbieter-Ramdisk-Fragment im vendor_boot-Image wird.
    • Größe und Offset in der RAM-Disk-Tabelle des Anbieters werden neu berechnet.
    • Das neue vendor_boot-Bild wird kurz eingeblendet.

• fastboot flash vendor_boot:foo vendor-ramdisk.img

  Ruft vendor_boot image ab, als wäre fastboot fetch aufgerufen worden.

  • Wenn der Boot-Header des Anbieters Version 3 hat, wird ein Fehler zurückgegeben.

  • Wenn der Anbieter-Boot-Header Version 4 hat, geschieht Folgendes:

    • Sucht das Anbieter-Ramdisk-Fragment mit dem Namen ramdisk_<var>&lt;foo></var>. Wenn keine Übereinstimmung gefunden wird oder es mehrere Übereinstimmungen gibt, wird ein Fehler zurückgegeben.
    • Ersetzt das RAM-Disk-Fragment des Anbieters durch das angegebene Image.
    • Größe und Offset in der Anbieter-Ramdisk-Tabelle werden neu berechnet.
    • Das neue vendor_boot-Bild wird kurz eingeblendet.

  • Wenn <foo> nicht angegeben ist, wird versucht, ramdisk_ zu finden.

mkbootimg

Der Name default ist für die Benennung von Anbieter-Ramdisk-Fragmenten in Android 12 und höher reserviert. Die Semantik von flash vendor_boot:default für Fastboot bleibt gleich, aber Sie dürfen Ihre Ramdisk-Fragmente nicht default nennen.

SELinux-Änderungen

In fastbootd.te wurde eine Änderung vorgenommen, um das Flashen von Anbieter-Ramdisks zu unterstützen.