Android ROM开发(3) Android Nand Flash 分区

Andrew Huang 转载请注明作者及网址

  一般的嵌入式Linux开发人员是要清晰区分不同器材的作用和名称的。比如系统，内核所有保存在Nand Flash之上，断电后仍然存在，而运行后程序是装入SDRAM或Mobile DDR之类的内存设备运行。

 但一般用户不大明白这几个芯片的区别，一般是就用ROM来指Nand Flash,RAM来指SDRAM之类设备。虽然在嵌入式编程，是专门有称作ROM的器材，比如EEPROM。这里就是大家约定俗说法吧。因此这里的Android ROM实际就是指烧录Nand Flash的各种二进制文件。

 

 另外，卖数码产品的喜欢把Nand Flash称为内存,SD卡称为外存，所以交流也只好这样了。

  

 

从分区表看，

 <>

  

  <>

   %2C_Edit%2C_and_Re-Pack_Boot_Images

一.手机的分区说明

我的HTC G8信息是 ,注意这里是Android的LINUX内核能看到分区，并不表示Flash上的所有分区，我的理解Hboot和radio分区在toolbox就看不到。

    

E:\huisen\android\sdk\tools>adb shell cat /proc/mtd
dev: size erasesize name
mtd0: 000a0000 00020000 "misc"
mtd1: 00420000 00020000 "recovery"
mtd2: 002c0000 00020000 "boot"
mtd3: 0fa00000 00020000 "system"
mtd4: 02800000 00020000 "cache"
mtd5: 0af20000 00020000 "userdata"

MISC分区   

其中misc分区信息第一篇文章有解释:

     保存设备配置信息:CID (Carrier or Region ID),USB和其它硬件设备配置信息,大约20K的样子。

  引自 

http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=20543672&do=blog&id=94411

  可能结构是

         

0x00  CID

0x10  enter_bootloader

0x20  cold boot (DeviceWarmBoot)

0x30  goupdateloader

0x40  (NBH)

0x50  CE Serial InUse\0

0x60  Debug Cable Ena\0

0x70  CE USB InUse\0

0x80  (IMG)

0x90  ClearAutoImage \0

0xa0  *.**.***.*\0(HBoot version)

  recovery分区  

  recovery 分区即恢复分区，在正常分区被破坏后，仍可以进入这一分区进行备份和恢复.我的理解是这个分区保存一个简单的OS或底层软件，在Android的内核被破坏后可以用bootloader从这个分区引导进行操作。

boot 分区

  一般的嵌入式Linux的设备中.bootloader,内核，根文件系统被分为三个不同分区。在Android做得比较复杂，从这个手机分区和来看，这里boot分区是把内核和ramdisk file的根文件系统打包在一起了，是编译生成boot.img来烧录的。它有如下格式。

   

+-----------------+
| 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)

这里表示boot分区有四个部分，其中前三部分是必须的，而第四部分 second stage 可选。 每部分的大小是一个flash page的倍数，不足一页的需要加入空格字符补齐成一页。

其中bootl header是一些特定的数据结构。每种手机有细微的差别。但是它是有一个统一个数据结构

参见 bootloader/legacy/include/boot/bootimg.h 中 boot_img_hdr

typedef struct boot_img_hdr boot_img_hdr;

#define BOOT_MAGIC "ANDROID!"
#define BOOT_MAGIC_SIZE 8
#define BOOT_NAME_SIZE 16
#define BOOT_ARGS_SIZE 512

struct boot_img_hdr
{
    unsigned char magic[BOOT_MAGIC_SIZE];            /*幻数,一般固定为 ANDROID! */

    unsigned kernel_size;  /* size in bytes */        /*内核长度                */
    unsigned kernel_addr;  /* physical load addr */   /*内核装入地址             */

    unsigned ramdisk_size; /* size in bytes */       /*ramdisk 长度            */
    unsigned ramdisk_addr; /* physical load addr */  /* ramdisk 装入地址        */

    unsigned second_size;  /* size in bytes */        /* second stage 长度      */
    unsigned second_addr;  /* physical load addr */   /* second staget 装入地址  */

    unsigned tags_addr;    /* physical addr for kernel tags */ /*内核tags 即内核参数 物理地址 ? */
    unsigned page_size;    /* flash page size we assume */   /* flash页尺寸，取决于flash型号 */
    unsigned unused[2];    /* future expansion: should be 0 */ /* 保留未用字段 */

    unsigned char name[BOOT_NAME_SIZE]; /* asciiz product name */  /*产品名称 */

    unsigned char cmdline[BOOT_ARGS_SIZE];                   /* Linux 内核引导参数，*/

    unsigned id[8]; /* timestamp / checksum / sha1 / etc */   /*检验值   */
};

 

这里的内核tags，应该就是指内核命令行参数，在头文件里有如下注释注明了,bootloader在引导LINUX 内核时，将会把寄存器r2保存tags addr,而在ARM-LINUX定义里 r1是机器码，而r2就是引志命令行参数的偏移量,

** 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
而kernel 和ramdisk则是LINUX标准的zImage和zip格式，这里略掉其说明
文件系统分区. Linux必须有一个根文件系统分区，可以为多种格式，这里用的是可读的ramdisk 格式，它启动分隔一部分内存，挂载到/目录下。 然后再用分三个不同权限分区来装载不同子目录.这里二个子目录是 /system ,/userdata 并且内容是完全只读的它将必须用root用户 这种设计结构的出发点是这样考虑，内核和根文件系统的由手机制造商控制，不让用户修改，而且system的分区保存重要的系统命令和框架程序。由官方来升级，对于用户是只读的。而且userdata目录才是用户自行管理的，比如下载的应用。 而启动时最重要的root用户并未对用户公开，应用程序都是用普通用户的如 app_xx这样的帐号来运行。这样可以有效保护/system的程序。 但是第三方的自制rom往往要修改/system的内容，因此刷机时要通过破解方法来取得root用户权限。
system 分区 这里是挂载到/system目录下的分区，是一个yaffs2的文件系统，用普通的adb 命令是无法操作这个目录的。这里有 /system/bin 和 /system/sbin 保存很多系统命令。它是由编译出来的system.img来烧入。
userdata 分区 它也是一个yaffs2文件系统，它将挂载到 /data 目录下, 它是由编译出来的userdata.img来烧入。cache 分区 它也是一个yaffs2文件系统，它将挂载到 /cache 目录下,看一般解释，这里主要用升级的缓存，内容

由运行而定.

E:\huisen\android\sdk\tools>adb shell cat /proc/mounts
rootfs / rootfs ro,relatime 0 0            #根文件系统的格式，只读
tmpfs /dev tmpfs rw,relatime,mode=755 0 0
devpts /dev/pts devpts rw,relatime,mode=600 0 0
proc /proc proc rw,relatime 0 0
sysfs /sys sysfs rw,relatime 0 0
none /acct cgroup rw,relatime,cpuacct 0 0
tmpfs /mnt/asec tmpfs rw,relatime,mode=755,gid=1000 0 0
none /dev/cpuctl cgroup rw,relatime,cpu 0 0
/dev/block/mtdblock3 /system yaffs2 ro,relatime 0 0               #system分区,只读
/dev/block/mtdblock5 /data yaffs2 rw,nosuid,nodev,relatime 0 0    #data分区，可读写
/dev/block/mtdblock4 /cache yaffs2 rw,nosuid,nodev,relatime 0 0   #cache分区，可读写

其它隐藏分区：

  HBOOT 这里没有看，保存的bootloader HBOOT，从源码看不是u-boot的变种。

 

  Radio 分区保存是基带芯片的固件代码，Linux不认识其格式，在手机启动时装入特定内存中用于驱动芯片。所有与电信网络交互就是靠它了，一般往往用专用开发环境来开发。

  这里启动画面，如splash分区也没看到。

  SD卡分区

    一般默认的是挂载在/sdcard目录，从我的机器看，好象没有挂上。

 

  

E:\huisen\android\sdk\tools>adb shell ls -l /sdcard

lrwxrwxrwx root     root              2011-08-23 14:22 sdcard -> /mnt/sdcard 

  SD卡扩展分区

    它的目录名是 /sd-ext ,它不是一个标准的Android分区，是运行APP2D软件扩展出来分区。目的是为了多扩展一个安装程序空间，这个对于Flash空间（或者说ROM空间）不够，又喜欢安装软件的人是有用应用。

二.各分区详细分析

  各个分区的内容，可以用cat命令直接导出，用一般的二进制的软件来分析，我一般用WinHex,并且自己写了几个模板。

  导出分区内容,如果用adb 导出，必须有root权限，