定制 Android 固件

前言

定制 Android 固件，有两种方法：  改源码，然后编译生成固件。  在现有固
件的基础上进行裁剪。

前一种方法，可以从各个层面去定制 Android，自由度大，但对编译环境和技术
要求比较高，参见

《编译 Android 固件》

一文。现在介绍后一种方法，分为解包、定制和打包三个阶段。主机操作系统为
Linux，采用的工具为开源软件。

固件格式

统一固件 release_update.img，内含启动加载器 loader.img 和真正的固件数
据 update.img

   release_update.img
   |- loader.img
   `- update.img

update.img 是个复合文件，内含多个文件，由 package-file 描述。一个典型
的 package-file 为：

   # NAME          Relative path
   #
   #HWDEF          HWDEF
   package-file    package-file
   bootloader      rk3128MiniLoaderAll(L)_V2.20.bin
   parameter       rk312x.parameter.txt
   uboot           Image/uboot.img
   misc            Image/misc.img
   resource        Image/resource.img
   kernel          Image/kernel.img
   boot            Image/boot.img
   recovery        Image/recovery.img
   system          Image/system.img
   backup          RESERVED
   update-script   update-script
   recover-script  recover-script

package-file

update.img 的打包说明文件，update.img 里也含有一份 package-file。

rk3128MiniLoaderAll(L)_V2.20.bin, Image/uboot.img

启动加载器，即 bootloader。

rk312x.parameter.txt

参数文件，可以设定内核启动参数，里面有重要的分区信息。

Image/misc.img

misc 分区的映像，用来控制 Android 是正常启动，还是进入急救模式（
Recovery Mode）。

Image/kernel.img

Android 内核。

Image/resource.img

资源映像，内有内核开机图片和内核设备树信息（Device Tree Blob)。

Image/boot.img

Android 内核的内存启动盘（initrd)，是内核启动后最先加载的根文件系统，
包含重要的初始化动作，一般不需要改动。

Image/recovery.img

Android 急救模式的映像，内含内核和急救模式的根文件系统。

Image/system.img

对应于 Android 的 /system 分区，是以下的定制对象。

解包，就是提取 release_update.img 里的 update.img, 然后解压出内含
package-file 所声明的多个文件。打包，则是个逆过程，将 package-file 将
所列的多个文件合成 update.img，加进 loader.img，最终生成
release_update.img 。

工具准备

   git clone https://github.com/TeeFirefly/rk2918_tools.git
   cd rk2918_tools
   make
   sudo cp afptool img_unpack img_maker mkkrnlimg /usr/local/bin

解包

解压 release_update.img

   $ cd /path/to/your/firmware/dir
   $ img_unpack Fireprime_Android5.1.img img

解压 update.img

   $ cd img
   $ afptool -unpack update.img update
   Check file...OK
   ------- UNPACK -------
   package-file	0x00000800	0x00000285
   rk3128MiniLoaderAll(L)_V2.20.bin	0x00001000	0x0004694E
   rk312x.parameter.txt	0x00048000	0x000005A1
   Image/misc.img	0x00048800	0x0000C000
   Image/kernel.img	0x00055000	0x00578E3C
   Image/resource.img	0x005CE000	0x0001C400
   Image/uboot.img	0x005EA800	0x0011F6CF
   Image/boot.img	0x005EA800	0x0011F6CF
   Image/recovery.img	0x0070A000	0x0040F6AE
   Image/system.img	0x00B19800	0x180EF000
   RESERVED	0x00000000	0x00000000
   update-script	0x18C09000	0x000003A5
   recover-script	0x18C09800	0x0000010A
   UnPack OK!

查看 update 目录下的文件树

   $ cd update/
   $ tree
   .
   ├── Image
   │   ├── boot.img
   │   ├── kernel.img
   │   ├── misc.img
   │   ├── recovery.img
   │   ├── resource.img
   │   ├── uboot.img
   │   └── system.img
   ├── package-file
   ├── recover-script
   ├── RESERVED
   ├── rk312x.parameter.txt
   ├── rk3128MiniLoaderAll(L)_V2.20.bin
   └── update-script

这样，固件就解包成功了，下面就开始定制吧。

定制

定制 system.img

system.img 是个 ext4 文件系统格式的映像文件，可以直接挂载到系统进行修
改：

   sudo mkdir -p /mnt/system
   sudo mount -o loop Image/system.img /mnt/system
   cd /mnt/system
   # 修改里面的东西，注意剩余空间，不能添加太多的 APK
   # 修改完毕，要卸载
   cd /
   sudo umount /mnt/system

注意，该 system.img 的剩余空间基本为 0, 如果不是删除文件，就需要对
system.img 进行扩容，并根据最后的文件大小，相应地调整 parameter 文件里
的分区设置。以下是如何扩展空间的示例，在扩展前，先运行 mount 来查看系
统挂载情况，确保 system.img 已经卸载：

   # 增加 128M 的空间
   dd if=/dev/zero bs=1M count=128 >> Image/system.img
   # 扩展文件系统信息
   e2fsck -f Image/system.img
   resize2fs Image/system.img

打包

首先要检查一下 system.img 的大小，对照 parameter 文件的分区情况(可参考
文档

Parameter 文件格式

），作必要的大小调整。例如，rk312x.parameter.txt 文件里的 system 分区
大小，可以找到 CMDLINE 一行，然后找到 system 字符串：

   0x00180000@0x00092000(system)

@ 前面就是分区的大小，单位是 512 字节，这样该 system 分区的大小就是：

   $ echo $(( 0x00180000 * 512 / 1024 / 1024))M
   768M

只要 system.img 的大小不超过 768M，parameter 文件就不用更改。如果分区
不用更改，可以直接用烧写工具将新的 system.img 烧写到开发板的 system 分
区上做试验。否则，需要制作新固件并烧写后再行测试。以下是打包成统一固件
update.img 所需要的步骤：

合成 update.img ：

   # 当前的目录仍然为 update/ ，内有 package-file, package-file 所列的文件均存在
   # 将参数文件拷贝一份到 paramter, 因为 afptool 默认要用到
   $ cp rk312x.parameter.txt parameter
   $ afptool -pack . ../update_new.img
   ------ PACKAGE ------
   Add file: ./package-file
   Add file: ./rk3128MiniLoaderAll(L)_V2.20.bin
   Add file: ./rk312x.parameter.txt
   Add file: ./Image/uboot.img
   Add file: ./Image/misc.img
   Add file: ./Image/kernel.img
   Add file: ./Image/resource.img
   Add file: ./Image/boot.img
   Add file: ./Image/recovery.img
   Add file: ./Image/system.img
   Add file: ./RESERVED
   Add file: ./update-script
   Add file: ./recover-script
   Add CRC...
   ------ OK ------
   Pack OK!

合成 release_update.img ：

   $ img_maker -rk31 loader.img update_new.img release_update_new.img
   generate image...
   append md5sum...
   success!

release_update_new.img 即为最终生成的可烧写的统一固件文件。

常见问题

固件的版本在哪设置

在 parameter 文件中找到下行并修改即可，注意版本号为数字，中间两个点号
不能省略。

   FIRMWARE_VER:5.0.2