mkimage.sh 分析 boot.img recovery.img system.img制作方法

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一.  mkimage.sh
1. android目录下的mkimage.sh

#!/bin/bash
set -e

. build/envsetup.sh >/dev/null && setpaths

export PATH=$ANDROID_BUILD_PATHS:$PATH

TARGET="withoutkernel"
if [ "$1"x != ""x ]; then
         TARGET=$1
fi
rm -rf rockdev/Image
mkdir -p rockdev/Image

 //在init.rk30board.rc中搜索字符串mtd@system,发现其分区类型为ext4

FSTYPE=`grep 'mtd@system' $OUT/root/init.rk30board.rc | head -n 1 | awk '{ print $2 }'`
if [ "$FSTYPE" = "" ]; then
       FSTYPE=`grep 'mtd@system' $OUT/root/init.rc | head -n 1 | awk '{ print $2 }'`
fi
echo system filesysystem is $FSTYPE

BOARD_CONFIG=device/rockchip/rk30sdk/device.mk
//KERNLE_SRC_PATH为空
KERNEL_SRC_PATH=`grep TARGET_PREBUILT_KERNEL ${BOARD_CONFIG} |grep "^\s*TARGET_PREBUILT_KERNEL *:= *[\w]*\s" |awk '{print $3}'`
[ $(id -u) -eq 0 ] || FAKEROOT=fakeroot

BOOT_OTA="ota"
echo "TARGET=$TARGET"
[ $TARGET != $BOOT_OTA -a $TARGET != "withoutkernel" ] && echo "unknow target[${TARGET}],exit!" && exit 0

    if [ ! -f $OUT/kernel ]   //这个文件存在不执行以下
    then
     echo "kernel image not fount![$OUT/kernel] "
        read -p "copy kernel from TARGET_PREBUILT_KERNEL[$KERNEL_SRC_PATH] (y/n) n to exit?"
        if [ "$REPLY" == "y" ]
        then
            [ -f $KERNEL_SRC_PATH ] || \
                echo -n "fatal! TARGET_PREBUILT_KERNEL not eixit! " || \
                echo -n "check you configuration in [${BOARD_CONFIG}] " || exit 0

            cp ${KERNEL_SRC_PATH} $OUT/kernel

        else
            exit 0
        fi
    fi

   //1.boot.img的生成过程

if [ $TARGET == $BOOT_OTA ]   //TARGET=withoutkernel, BOOT_OTA=ota不相等,执行else
then
    echo "make ota images... "
    echo -n "create boot.img with kernel... "
    [ -d $OUT/root ] && \
    mkbootfs $OUT/root | minigzip > $OUT/ramdisk.img && \
    mkbootimg --kernel $OUT/kernel --ramdisk $OUT/ramdisk.img --output $OUT/boot.img && \
    cp -a $OUT/boot.img rockdev/Image/
    echo "done."
else
    echo -n "create boot.img without kernel... "
    [ -d $OUT/root ] && \                                    //目录out/target/product/rk30sdk/root存在
    mkbootfs $OUT/root | minigzip > $OUT/ramdisk.img && \    //1.将root下的每个文件加上cpio头+每个文件的内容,打包成cpios格式
    rkst/mkkrnlimg $OUT/ramdisk.img rockdev/Image/boot.img   //2. 将这个cpio文件用gzip压缩后写到文件ramdisk.img中, //3. mkkrnlimg会对ramdisk.img加上8个字节的头标志 4b 52 4e 4c e9 96 0f 00 ,尾部加上4个字节 02 6e e6 55。
    echo "done."
fi

 
out/target/..../kernel   多 kernel/kernel.img  首4b 52 4e 4c 24 d0 6c 00  尾：fb 90 e5 ca 
################boot.img = （out/ramdisk.img + mkkrnling加入头尾标）
                            =>out/ramdisk.img = out/root压缩.
                                                 =>out/root =空文件夹（data,dev,proc,sys,system）+res(里面几张电源图片)+sbin(里面带adbd,e2fsck mkdosfs mke2fs resize2fs ueventd,watchdogd等二进制文件) +charger,init可执行文件+一些文件，具体如下：
-rwxr-xr-x  1 android android 264100 2014-07-22 18:01 charger*
drwxr-xr-x  2 android android   4096 2014-07-22 16:10 data/
-rw-r--r--  1 android android    905 2014-07-22 16:13 default.prop
drwxr-xr-x  2 android android   4096 2014-07-22 16:10 dev/
-rwxr-xr-x  1 android android   7667 2014-07-22 17:05 drmboot.ko*
-rwxr-xr-x  1 android android 113644 2014-07-22 18:01 init*
-rw-r--r--  1 android android   2487 2014-07-22 17:05 init.goldfish.rc
-rwxr-xr-x  1 android android  20012 2014-07-24 17:27 init.rc*
-rw-r--r--  1 android android    394 2014-07-22 17:05 init.rk30board.bootmode.emmc.rc
-rw-r--r--  1 android android    327 2014-07-22 17:05 init.rk30board.bootmode.unknown.rc
-rwxr-xr-x  1 android android  11770 2014-07-22 17:05 init.rk30board.rc*
-rwxr-xr-x  1 android android   6122 2014-07-22 17:05 init.rk30board.usb.rc*
-rw-r--r--  1 android android   1795 2014-07-22 17:05 init.trace.rc
-rw-r--r--  1 android android   2562 2014-07-22 17:05 init.usb.rc
drwxr-xr-x  2 android android   4096 2014-07-22 16:10 proc/
drwxr-xr-x  3 android android   4096 2014-07-22 17:06 res/
-rwxr-xr-x  1 android android 150405 2014-07-22 17:05 rk30xxnand_ko.ko.3.0.36+*
-rwxr-xr-x  1 android android 145284 2014-07-22 17:05 rk30xxnand_ko.ko.3.0.8+*
drwxr-xr-x  2 android android   4096 2014-07-22 18:01 sbin/
drwxr-xr-x  2 android android   4096 2014-07-22 16:10 sys/
drwxr-xr-x  2 android android   4096 2014-07-22 16:10 system/
-rw-r--r--  1 android android    272 2014-07-22 17:05 ueventd.goldfish.rc
-rwxr-xr-x  1 android android   4547 2014-07-22 17:05 ueventd.rc*
-rwxr-xr-x  1 android android   3106 2014-07-22 17:05 ueventd.rk30board.rc*

总结：boot.img由 out/.../root/里面的文件通过minizip压缩后，在经过rkkrnlimg 加入头尾标志而生成的。
   boot_ota.img则多一个out/../kernel 文件。

    //2.recovery.img的生成过程
    echo -n "create recovery.img with kernel... "
    [ -d $OUT/recovery/root ] && \
    mkbootfs $OUT/recovery/root | minigzip > $OUT/ramdisk-recovery.img && \
    mkbootimg --kernel $OUT/kernel --ramdisk $OUT/ramdisk-recovery.img --output $OUT/recovery.img && \
    cp -a $OUT/recovery.img rockdev/Image/
    echo "done."

    总结：recovery.img 由out/.../recovery/root 压缩并加入 out/.../kernel 得到的。 而recovery/root和 上面的root/里面对比多了几个文件而已。

     // misc.img 的生成过程

    echo -n "create misc.img.... "
    cp -a rkst/Image/misc.img rockdev/Image/misc.img
    cp -a rkst/Image/pcba_small_misc.img rockdev/Image/pcba_small_misc.img
    cp -a rkst/Image/pcba_whole_misc.img rockdev/Image/pcba_whole_misc.img
    echo "done."
misc.img 一般用来游戏或软件的图像文件

   //3.system.img的生成过程
if [ -d $OUT/system ]
then
    echo -n "create system.img... "
    if [ "$FSTYPE" = "cramfs" ]
    then
        chmod -R 777 $OUT/system
        $FAKEROOT mkfs.cramfs $OUT/system rockdev/Image/system.img
    elif [ "$FSTYPE" = "squashfs" ]
    then
        chmod -R 777 $OUT/system
        mksquashfs $OUT/system rockdev/Image/system.img -all-root >/dev/null
    elif [ "$FSTYPE" = "ext3" ] || [ "$FSTYPE" = "ext4" ]
    then                                                      //ext3或ext4的生成过程
        delta=5120
        num_blocks=`du -sk $OUT/system | tail -n1 | awk '{print $1;}'`
        num_blocks=$(($num_blocks + $delta))

        num_inodes=`find $OUT/system | wc -l`
        num_inodes=$(($num_inodes + 500))

        ok=0
        while [ "$ok" = "0" ]; do
            genext2fs -a -d $OUT/system -b $num_blocks -N $num_inodes -m 0 rockdev/Image/system.img >/dev/null 2>&1 && \
            tune2fs -j -L system -c -1 -i 0 rockdev/Image/system.img >/dev/null 2>&1 && \
            ok=1 || num_blocks=$(($num_blocks + $delta))
        done
        e2fsck -fy rockdev/Image/system.img >/dev/null 2>&1 || true

        delta=1024
        num_blocks=`resize2fs -P rockdev/Image/system.img 2>&1 | tail -n1 | awk '{print $7;}'`
        rm -f rockdev/Image/system.img
        ok=0
        while [ "$ok" = "0" ]; do
            genext2fs -a -d $OUT/system -b $num_blocks -N $num_inodes -m 0 rockdev/Image/system.img >/dev/null 2>&1 && \
            tune2fs -O dir_index,filetype,sparse_super -j -L system -c -1 -i 0 rockdev/Image/system.img >/dev/null 2>&1 && \
            ok=1 || num_blocks=$(($num_blocks + $delta))
        done
        e2fsck -fyD rockdev/Image/system.img >/dev/null 2>&1 || true
    else
        mkdir -p rockdev/Image/2k rockdev/Image/4k
        mkyaffs2image -c 2032 -s 16 -f $OUT/system rockdev/Image/2k/system.img
        mkyaffs2image -c 4080 -s 16 -f $OUT/system rockdev/Image/4k/system.img
    fi
    echo "done."
fi

chmod a+r -R rockdev/Image/

总结：system.img 用的就是out/..../system/ 里面的的。1、先用genext2fs 将out/.../system/文件夹制作成一个ext2文件系统镜像。2、tune2fs是调整和查看ext2/ext3文件系统的文件系统参数，Windows下面如果出现意外断电死机情况，下次开机一般都会出现系统自检。Linux系统下面也有文件系统自检，而且是可以通过tune2fs命令，自行定义自检周期及方式。
3、e2fsck检查ext2、ext3、ext4等文件系统的正确性。

2. mkbootfs分析
mkbootfs在system/core/cpio/mkbootfs.c中
mkbootfs $OUT/root
    main 
       --> archive(*argv, x); //*argv 要打包的源文件路径, x是打包后的文件路径
        --> _archive_dir(in, out, strlen(in), strlen(out)); //in要打包的源文件路径, out是打包后的文件路径

static void _archive_dir(char *in, char *out, int ilen, int olen)
{
    int i, t;
    DIR *d;
    struct dirent *de;
    DIR* d = opendir(in);  //打开目录

    int size = 32;
    int entries = 0;
    char** names = malloc(size * sizeof(char*)); //每次分配32个文件名的内存
    //将./out/target/product/rk30sdk/root目录下所有的文件名存在name数组中
    while((de = readdir(d)) != 0){
        if(de->d_name[0] == '.') continue;       //跳过.目录
        if(!strcmp(de->d_name, "root")) continue; //排除root,这是为了什么?
        if (entries >= size) {
          size *= 2;                 //如果超出32个文件名,则再多分配32*2个,依次类推
          names = realloc(names, size * sizeof(char*));  //realloc,又学习了一招
        }
        names[entries] = strdup(de->d_name);   //strdup可以分配内存并复制
        ++entries;
    }
    //对name数组中的文件名进行排序
    qsort(names, entries, sizeof(char*), compare);

    for (i = 0; i < entries; ++i) {
        t = strlen(names[i]);
        in[ilen] = '/';
        memcpy(in + ilen + 1, names[i], t + 1);

        if(olen > 0) {                  //out为空
            out[olen] = '/';
            memcpy(out + olen + 1, names[i], t + 1);
            _archive(in, out, ilen + t + 1, olen + t + 1);
        } else {
            memcpy(out, names[i], t + 1);       //将文件名复制到out中
            _archive(in, out, ilen + t + 1, t); //将这个文件打包到ramdisk.img中
        }

        in[ilen] = 0;
        out[olen] = 0;

        free(names[i]);
    }
    free(names);
}

mkbootfs $OUT/root
    main 
       --> archive(*argv, x); //*argv 要打包的源文件路径, x是打包后的文件路径
        --> _archive_dir(in, out, strlen(in), strlen(out)); //in要打包的源文件路径, out是打包后的文件路径
        --> _archive    //对普通文件 目录  链接分开处理

static void _archive(char *in, char *out, int ilen, int olen)
{
    struct stat s;
    if(S_ISREG(s.st_mode)){       //1.对普通文件的处理
        int fd = open(in, O_RDONLY);
        char* tmp = (char*) malloc(s.st_size);
        read(fd, tmp, s.st_size);
        _eject(&s, out, olen, tmp, s.st_size);
        free(tmp);
        close(fd);
    } else if(S_ISDIR(s.st_mode)) {  //2.对目录的处理
        _eject(&s, out, olen, 0, 0);
        _archive_dir(in, out, ilen, olen);
    } else if(S_ISLNK(s.st_mode)) {  //3.对链接文件的处理
        char buf[1024];
        int size;
        size = readlink(in, buf, 1024);    //调用readlink读符号链接的大小及内容
        _eject(&s, out, olen, buf, size);
    } else {
        die("Unknown '%s' (mode %d)?\n", in, s.st_mode);
    }
}

注: 符号链接
假设有这样的符号连接
ln -s /home/cong/Desktop/record.txt link 
则调用readlink后,buf="/home/cong/Desktop/record.txt", size=sizeof("/home/cong/Desktop/record.txt");
即realink所读到的就是link所指向的路径的内容及长度

函数的作用是:把文件的信息与文件的内容写到ramdisk.img中去
mkbootfs $OUT/root
    main 
       --> archive(*argv, x); //*argv 要打包的源文件路径, x是打包后的文件路径
        --> _archive_dir(in, out, strlen(in), strlen(out)); //in要打包的源文件路径, out是打包后的文件路径
        --> _archive    //对普通文件 目录  链接分开处理
            --> _eject   //将文件信息与内容写入到ramdisk.img中去

static void _eject(struct stat *s, char *out, int olen, char *data, unsigned datasize)
{
    static unsigned next_inode = 300000;

    while(total_size & 3) {
        total_size++;
        putchar(0);
    }

    fix_stat(out, s);
    //这儿的printf实际上是要写入到ramdisk.img中去的
    printf("%06x%08x%08x%08x%08x%08x%08x"
           "%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%s%c",
           0x070701,                   <<<<---   标志
           next_inode++, // s.st_ino,    //inode_number
           s->st_mode,                   //mode
           0, // s.st_uid,               //uid
           0, // s.st_gid,               //gid
           1, // s.st_nlink,             //链接数
           0, // s.st_mtime,             //最后修改时间
           datasize,                     //文件长度
           0, // volmajor                //主号
           0, // volminor                //次号
           0, // devmajor                //主设备号
           0, // devminor,               //次设备号
           olen + 1,                     //name_len名字长度
           0,                         --->>>>
           out,
           0
           );

    total_size += 6 + 8*13 + olen + 1;


    while(total_size & 3) {
        total_size++;
        putchar(0);
    }

    if(datasize) {
        fwrite(data, datasize, 1, stdout);   //这是文件的内容
        total_size += datasize;
    }
}

 最后写入一个结束标志:

static void _eject_trailer()
{
    struct stat s;
    memset(&s, 0, sizeof(s));
    _eject(&s, "TRAILER!!!", 10, 0, 0);

    while(total_size & 0xff) {
        total_size++;
        putchar(0);
    }
}

注: CPIO 的结构包括:
                   110字节的Head(6 + 8*13) 
                     不定长的文件名(文件名的长度是olen)
                     结束字符 \0
                     文件的内容
                     .... //重复上面4个
                   最后的文件名是一个 TRAILER!!!

附1. ramdisk.img的解压过程

cong@ubuntu:/tmp/test$ file ./bak/ramdisk.img
./bak/ramdisk.img: gzip compressed data, from Unix
cong@ubuntu:/tmp/test$ cp ./bak/ramdisk.img ./bak/ramdisk.img_bak.gz  //重新copy一份
cong@ubuntu:/tmp/test$ gunzip ./bak/ramdisk.img_bak.gz                //gunzip解压缩
cong@ubuntu:/tmp/test$ ls ./bak/
ramdisk.img ramdisk.img_bak ramdisk.img.gz
cong@ubuntu:/tmp/test$ file ./bak/ramdisk.img_bak                     //解压后的文件就是cpio格式的
./bak/ramdisk.img_bak: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
cong@ubuntu:/tmp/test$ cpio -i -F ./bak/ramdisk.img_bak               //解压cpio格式
463 blocks
cong@ubuntu:/tmp/test$ ls                                             //这就能看到所有文件了
bak data default.prop dev forlinx.rc init init.goldfish.rc init.rc linuxrc proc sbin sys system ueventd.goldfish.rc ueventd.rc
cong@ubuntu:/tmp/test$