Di chuyển tính năng khởi động nhanh vào không gian người dùng

Fastboot là tên của mô-đun và chế độ trình tải khởi động. Android 10 trở lên hỗ trợ các phân vùng có thể đổi kích thước bằng cách di chuyển hoạt động triển khai khởi động nhanh từ trình tải khởi động sang không gian người dùng. Việc di chuyển này cho phép di chuyển mã cài đặt ROM vào một vị trí chung có thể bảo trì và kiểm thử, trong đó chỉ có các phần khởi động nhanh dành riêng cho nhà cung cấp được triển khai bằng một lớp trừu tượng phần cứng (HAL). Ngoài ra, Android 12 trở lên hỗ trợ cài đặt ROM qua ramdisk thông qua một lệnh khởi động nhanh được thêm vào.

Hợp nhất tính năng khởi động nhanh và khôi phục

Vì tính năng khởi động nhanh và khôi phục cho không gian người dùng là tương tự nhau, nên bạn có thể hợp nhất các tính năng này thành một phân vùng hoặc tệp nhị phân. Điều này mang lại các lợi ích như sử dụng ít dung lượng hơn, tổng thể có ít phân vùng hơn và tính năng khởi động nhanh và khôi phục chia sẻ hạt nhân và thư viện.

Fastbootd là tên của một trình nền và chế độ không gian người dùng. Để hỗ trợ fastbootd, trình tải khởi động phải triển khai một lệnh khối điều khiển khởi động (BCB) mới của boot-fastboot. Để chuyển sang chế độ fastbootd, trình tải khởi động sẽ ghi boot-fastboot vào trường lệnh của thông báo BCB và giữ nguyên trường recovery của BCB (để cho phép khởi động lại mọi tác vụ khôi phục bị gián đoạn). Các trường status, stage và reserved cũng không thay đổi. Trình tải khởi động sẽ tải và khởi động vào hình ảnh khôi phục khi thấy boot-fastboot trong trường lệnh BCB. Sau đó, tính năng khôi phục sẽ phân tích cú pháp thông báo BCB và chuyển sang chế độ fastbootd.

Lệnh ADB

Phần này mô tả lệnh adb để tích hợp fastbootd. Lệnh này có nhiều kết quả khác nhau, tuỳ thuộc vào việc lệnh được hệ thống thực thi hay quá trình khôi phục thực thi.

Lệnh	Mô tả
reboot fastboot	Khởi động lại vào fastbootd (hệ thống). Trực tiếp nhập fastbootd mà không cần khởi động lại (khôi phục).

Lệnh khởi động nhanh

Phần này mô tả các lệnh khởi động nhanh để tích hợp fastbootd, bao gồm cả các lệnh mới để cài đặt ROM và quản lý các phân vùng logic. Một số lệnh có kết quả khác nhau, tuỳ thuộc vào việc các lệnh đó do trình tải khởi động hay fastbootd thực thi.

Lệnh	Mô tả
reboot recovery	Khởi động lại vào chế độ khôi phục (trình tải khởi động). Chuyển trực tiếp sang chế độ khôi phục mà không cần khởi động lại (fastbootd).
reboot fastboot	Khởi động lại vào fastbootd.
getvar is-userspace	Trả về yes (fastbootd). Trả về no (trình tải khởi động).
getvar is-logical:<partition>	Trả về yes nếu phân vùng đã cho là phân vùng logic, nếu không thì trả về no. Các phân vùng logic hỗ trợ tất cả các lệnh được liệt kê bên dưới.
getvar super-partition-name	Trả về tên của phân vùng siêu. Tên này bao gồm hậu tố của khe hiện tại nếu phân vùng siêu là phân vùng A/B (thường không phải).
create-logical-partition <partition> <size>	Tạo một phân vùng logic có tên và kích thước đã cho. Tên này không được tồn tại dưới dạng một phân vùng logic.
delete-logical-partition <partition>	Xoá phân vùng logic đã cho (xoá sạch phân vùng một cách hiệu quả).
resize-logical-partition <partition> <size>	Thay đổi kích thước của phân vùng logic thành kích thước mới mà không thay đổi nội dung của phân vùng đó. Không thực hiện được thao tác đổi kích thước nếu không có đủ không gian để thực hiện việc đổi kích thước.
update-super <partition>	Hợp nhất các thay đổi đối với siêu dữ liệu phân vùng. Nếu không thể hợp nhất (ví dụ: định dạng trên thiết bị là phiên bản không được hỗ trợ), thì lệnh này sẽ không thành công. Tham số wipe không bắt buộc sẽ ghi đè siêu dữ liệu của thiết bị thay vì thực hiện việc hợp nhất.
flash <partition> [ <filename> ]	Ghi một tệp vào một phân vùng flash. Thiết bị phải ở trạng thái mở khoá.
erase <partition>	Xoá một phân vùng (không bắt buộc để xoá an toàn). Thiết bị phải ở trạng thái mở khoá.
getvar <variable> | all	Hiển thị một biến trình tải khởi động hoặc tất cả các biến. Nếu biến không tồn tại, hàm sẽ trả về lỗi.
set_active <slot>	Đặt khe khởi động A/B đã cho thành active. Trong lần khởi động tiếp theo, hệ thống sẽ khởi động từ khe được chỉ định. Đối với tính năng hỗ trợ A/B, các khe là các nhóm phân vùng trùng lặp có thể được khởi động độc lập. Các khe được đặt tên là a, b, v.v. và được phân biệt bằng cách thêm hậu tố _a, _b, v.v. vào tên phân vùng.
reboot	Khởi động lại thiết bị theo cách thông thường.
reboot-bootloader (hoặc reboot bootloader)	Khởi động lại thiết bị vào trình tải khởi động.
fastboot fetch vendor_boot <out.img>	Sử dụng trong Android 12 trở lên để hỗ trợ đổ rom cho ramdisk của nhà cung cấp. Lấy toàn bộ kích thước phân vùng và kích thước phân đoạn. Lấy dữ liệu cho mỗi phần, sau đó ghép dữ liệu lại với nhau thành <out.img> Để biết thông tin chi tiết, hãy xem fastboot fetch vendor_boot <out.img>.
fastboot flash vendor_boot:default <vendor-ramdisk.img>	Sử dụng trong Android 12 trở lên để hỗ trợ cài đặt ROM cho ramdisk của nhà cung cấp. Đây là một biến thể đặc biệt của lệnh flash. Phương thức này thực hiện hàm hình ảnh fetch vendor_boot, như thể fastboot fetch được gọi. Hình ảnh vendor_boot mới mà nó sẽ truyền tải phụ thuộc vào việc phiên bản tiêu đề khởi động là phiên bản 3 hay phiên bản 4. Để biết thông tin chi tiết, hãy xem fastboot flash vendor_boot:default <vendor-ramdisk.img>.
fastboot flash vendor_boot:<foo> <vendor-ramdisk.img>	Sử dụng trong Android 12 trở lên để hỗ trợ cài đặt ROM ổ đĩa ram của nhà cung cấp. Tìm nạp hình ảnh vendor_boot. Trả về lỗi nếu tiêu đề khởi động của nhà cung cấp là phiên bản 3. Nếu là phiên bản 4, công cụ này sẽ tìm đúng mảnh ramdisk của nhà cung cấp (nếu có). Phương thức này thay thế hình ảnh đã cho, tính toán lại kích thước và độ lệch, đồng thời cài đặt ROM vendor_boot image mới. Để biết thông tin chi tiết, hãy xem fastboot flash vendor_boot:<foo> <vendor-ramdisk.img>

Fastboot và trình tải khởi động

Trình tải khởi động sẽ cài đặt ROM cho các phân vùng bootloader, radio và boot/recovery, sau đó thiết bị sẽ khởi động vào chế độ khởi động nhanh (không gian người dùng) và cài đặt ROM cho tất cả các phân vùng khác. Trình tải khởi động phải hỗ trợ các lệnh sau.

Lệnh	Mô tả
download	Tải hình ảnh xuống để cài đặt ROM.
flash recovery <image>/ flash boot <image>/ flash bootloader <image>/	Truyền nhanh phân vùng recovery/boot và trình tải khởi động.
reboot	Khởi động lại thiết bị.
reboot fastboot	Khởi động lại bằng chế độ khởi động nhanh.
reboot recovery	Khởi động lại để khôi phục.
getvar	Lấy biến trình tải khởi động cần thiết để cài đặt ROM cho hình ảnh khôi phục/khởi động (ví dụ: current-slot và max-download-size).
oem <command>	Lệnh do OEM xác định.

Phân vùng động

Trình tải khởi động không được cho phép cài đặt ROM hoặc xoá các phân vùng động và phải trả về lỗi nếu bạn cố gắng thực hiện các thao tác này. Đối với các thiết bị phân vùng động được cải tiến, công cụ khởi động nhanh (và trình tải khởi động) hỗ trợ chế độ buộc để trực tiếp cài đặt ROM cho phân vùng động trong khi ở chế độ trình tải khởi động. Ví dụ: nếu system là một phân vùng động trên thiết bị được trang bị lại, thì việc sử dụng lệnh fastboot --force flash system sẽ cho phép trình tải khởi động (thay vì fastbootd) cài đặt ROM cho phân vùng đó.

Lưu ý: Chế độ buộc được thiết kế để mang lại sự linh hoạt trong quá trình cài đặt ROM gốc. AOSP không khuyến nghị nhà phát triển sử dụng tính năng này.

Sạc ở chế độ tắt

Nếu một thiết bị hỗ trợ tính năng sạc khi tắt nguồn hoặc tự động khởi động vào một chế độ đặc biệt khi được cấp nguồn, thì việc triển khai lệnh fastboot oem off-mode-charge 0 phải bỏ qua các chế độ đặc biệt này để thiết bị khởi động như thể người dùng đã nhấn nút nguồn.

HAL (Lớp trừu tượng phần cứng) cho tính năng khởi động nhanh

Để thay thế hoàn toàn tính năng khởi động nhanh của trình tải khởi động, tính năng khởi động nhanh phải xử lý tất cả các lệnh khởi động nhanh hiện có. Nhiều lệnh trong số này đến từ OEM và được ghi lại nhưng yêu cầu triển khai tuỳ chỉnh. Nhiều lệnh dành riêng cho OEM không được ghi lại. Để xử lý các lệnh như vậy, HAL khởi động nhanh chỉ định các lệnh OEM bắt buộc. Nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) cũng có thể triển khai các lệnh của riêng họ.

Định nghĩa về HAL khởi động nhanh như sau:

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);

};

Bật chế độ khởi động nhanh

Cách bật fastbootd trên thiết bị:

1. Thêm fastbootd vào PRODUCT_PACKAGES trong device.mk: PRODUCT_PACKAGES += fastbootd.

2. Đảm bảo rằng HAL khởi động nhanh, HAL điều khiển khởi động và HAL sức khoẻ được đóng gói trong hình ảnh khôi phục.

3. Thêm mọi quyền SEPolicy dành riêng cho thiết bị mà fastbootd yêu cầu. Ví dụ: fastbootd yêu cầu quyền ghi vào một phân vùng dành riêng cho thiết bị để ghi vào phân vùng đó. Ngoài ra, việc triển khai HAL khởi động nhanh cũng có thể yêu cầu các quyền dành riêng cho thiết bị.

Để xác thực tính năng khởi động nhanh không gian người dùng, hãy chạy Bộ kiểm thử nhà cung cấp (VTS).

Ổ đĩa flash của nhà cung cấp flash

Android 12 trở lên hỗ trợ việc cài đặt ROM trên ổ đĩa RAM bằng lệnh khởi động nhanh bổ sung, lệnh này sẽ lấy toàn bộ hình ảnh vendor_boot từ thiết bị. Lệnh này nhắc công cụ khởi động nhanh bên máy chủ đọc tiêu đề khởi động của nhà cung cấp, tạo lại hình ảnh và cài đặt ROM hình ảnh mới.

Để lấy toàn bộ hình ảnh vendor_boot, lệnh fetch:vendor_boot đã được thêm vào cả giao thức khởi động nhanh và cách triển khai giao thức khởi động nhanh trong Android 12. Xin lưu ý rằng fastbootd có triển khai tính năng này, nhưng bản thân trình tải khởi động có thể không triển khai. OEM có thể thêm lệnh fetch:vendor_boot vào quá trình triển khai trình tải khởi động của giao thức. Tuy nhiên, nếu lệnh không được nhận dạng ở chế độ trình tải khởi động, thì việc cài đặt ROM của từng nhà cung cấp ở chế độ trình tải khởi động sẽ không phải là tuỳ chọn được nhà cung cấp hỗ trợ.

Thay đổi về trình tải khởi động

Các lệnh getvar:max-fetch-size và fetch:name được triển khai trong fastbootd. Để hỗ trợ cài đặt ROM của nhà cung cấp trong trình tải khởi động, bạn phải triển khai hai lệnh sau.

Thay đổi về Fastbootd

getvar:max-fetch-size tương tự như max-download-size. Thuộc tính này chỉ định kích thước tối đa mà thiết bị có thể gửi trong một phản hồi DATA. Trình điều khiển không được tìm nạp kích thước lớn hơn giá trị này.

fetch:name[:offset[:size]] sẽ thực hiện một loạt các bước kiểm tra trên thiết bị. Nếu tất cả các điều kiện sau đây đều đúng, lệnh fetch:name[:offset[:size]] sẽ trả về dữ liệu:

• Thiết bị đang chạy một bản dựng có thể gỡ lỗi.
• Thiết bị đã mở khoá (trạng thái khởi động màu cam).
• Tên phân vùng được tìm nạp là vendor_boot.
• Giá trị size nằm trong khoảng 0 < size <= max-fetch-size.

Khi những giá trị này được xác minh, fetch:name[:offset[:size]] sẽ trả về kích thước và độ lệch của phân vùng. Xin lưu ý những điều sau:

• fetch:name tương đương với fetch:name:0, tương đương với fetch:name:0:partition_size.
• fetch:name:offset tương đương với fetch:name:offset:(partition_size - offset)

Do đó, fetch:name[:offset[:size]] = fetch:name:offset:(partition_size - offset).

Khi offset hoặc partition_size (hoặc cả hai) không được chỉ định, giá trị mặc định sẽ được sử dụng, trong đó offset là 0 và size là giá trị được tính toán của partition_size - offset.

• Đã chỉ định chênh lệch, kích thước không được chỉ định: size = partition_size - offset
• Không chỉ định giá trị nào: giá trị mặc định được sử dụng cho cả hai, size = partition_size – 0.

Ví dụ: fetch:foo tìm nạp toàn bộ phân vùng foo tại độ dời 0.

Thay đổi về trình điều khiển

Các lệnh đã được thêm vào công cụ khởi động nhanh để triển khai các thay đổi về trình điều khiển. Mỗi lệnh đều được liên kết với định nghĩa đầy đủ trong bảng lệnh Fastboot.

• fastboot fetch vendor_boot out.img

  • Gọi getvar max-fetch-size để xác định kích thước của đoạn.
  • Gọi getvar partition-size:vendor_boot[_a] để xác định kích thước của toàn bộ phân vùng.
  • Gọi fastboot fetch vendor_boot[_a]:offset:size cho mỗi khối. (Kích thước của đoạn lớn hơn kích thước vendor_boot, nên thường chỉ có một đoạn.)
  • Ghép dữ liệu lại với nhau, thành out.img.

• fastboot flash vendor_boot:default vendor-ramdisk.img

  Đây là một biến thể đặc biệt của lệnh flash. Phương thức này tìm nạp hình ảnh vendor_boot, như thể fastboot fetch được gọi.

  • Nếu khởi động của nhà cung cấp là tiêu đề phiên bản 3, thì tiêu đề này sẽ thực hiện những việc sau:
    • Thay thế ramdisk của nhà cung cấp bằng hình ảnh đã cho.
    • Nhấp nháy hình ảnh vendor_boot mới.
  • Nếu tiêu đề khởi động của nhà cung cấp là phiên bản 4, thì tiêu đề này sẽ thực hiện những việc sau:
    • Thay thế toàn bộ ổ đĩa RAM của nhà cung cấp bằng hình ảnh đã cho để hình ảnh đã cho trở thành mảnh ổ đĩa RAM của nhà cung cấp duy nhất trong hình ảnh vendor_boot.
    • Tính toán lại kích thước và độ dời trong bảng ramdisk của nhà cung cấp.
    • Làm chớp hình ảnh vendor_boot mới.

• fastboot flash vendor_boot:foo vendor-ramdisk.img

  Tìm nạp vendor_boot image, như thể fastboot fetch được gọi.

  • Nếu tiêu đề khởi động của nhà cung cấp là phiên bản 3, thì tiêu đề sẽ trả về lỗi.

  • Nếu tiêu đề khởi động của nhà cung cấp là phiên bản 4, thì tiêu đề này sẽ thực hiện những việc sau:

    • Tìm mảnh ramdisk của nhà cung cấp có tên ramdisk_<var>&lt;foo></var>. Nếu không tìm thấy hoặc nếu có nhiều kết quả trùng khớp, hàm này sẽ trả về lỗi.
    • Thay thế mảnh ramdisk của nhà cung cấp bằng hình ảnh đã cho.
    • Tính toán lại từng kích thước và độ lệch trong bảng ổ đĩa cứng của nhà cung cấp.
    • Làm chớp hình ảnh vendor_boot mới.

  • Nếu bạn không chỉ định <foo>, ứng dụng sẽ cố gắng tìm ramdisk_.

mkbootimg

Tên default được dành riêng để đặt tên cho các mảnh ramdisk của nhà cung cấp trong Android 12 trở lên. Mặc dù ngữ nghĩa của tính năng khởi động nhanh flash vendor_boot:default vẫn giữ nguyên, nhưng bạn không được đặt tên cho các mảnh ramdisk là default.

Thay đổi về SELinux

Chúng tôi đã thực hiện một thay đổi trong fastbootd.te để hỗ trợ cài đặt ROM cho ramdisk của nhà cung cấp.