Android系统的分区及img文件、移植烧写过程

一、引言
本章介绍Android的几个分区，已经编译后生成的.img镜像文件，对于大家移植整个Android有一定的帮助。本人也首次接触Android，有不正确的地方，欢迎指正！

二、Android的主要分区介绍
1、主要分区列表
Modem分区
bootloader分区
boot分区
recoverty分区
system分区
data分区
cache分区
misc分区
2、分区介绍
modem分区
实现手机必需的通信功能，大家通常所的刷RADIO就是刷写modem分区，在所有适配的ROM中这部分是不动，否则会造成通话不稳定；

bootloader分区
a) bootloader的primary bootloader部分，主要执行硬件检测，确保硬件能正常工作，然后将second bootloader拷贝到内存(RAM)开始执行。

b) Second bootloader会进行一些硬件初始化工作，获取内存大小信息等，然后根据用户的按键进入到某种启动模式。比如说大家所熟知的通过电源键和其它一些按键的组合，可以进入到recovery，fastboot或者选择启动模式的启动界面等。

fastboot模式：fastboot是android定义的一种简单的刷机协议，用户可以通过fastboot命令行工具来进行刷机。比如说fastboot flash boot boot.img这个命令就是把boot.img的内容刷写到boot分区中。一般的手机厂商不直接提供fastboot模式刷机，总是会提供自己专有的刷机工具和刷机方法。比如说三星的Odin，摩托的RSD，华为的粉屏等等。但是其本质实际上是相同的，都是将软件直接flash到各个分区中。这种通常称为线刷，是比较原始的方法。当手机处于开不了机的情况下，可以使用此厂家提供的工具进行刷入；

boot分区
当我们只是按下电源键开机时，会进入正常启动模式。Secondarystagebootloader会从boot分区开始启动。Boot分区的格式是固定的，首先是一个头部，然后是Linux内核，最后是用作根文件系统的ramdisk。当Linux内核启动完毕后，就开始执行根文件系统中的init程序，init程序会读取启动脚本文件(init.rc和init.xxxx.rc),执行脚本中指定的动作和命令，脚本中的一部分是运行system分区的程序

recoverty分区
recovery模式：recovery是android定义的一个标准刷机协议。当进入recovery模式时，second bootloader从recovery分区开始启动，recovery分区实际上是一个简单的Linux系统，当内核启动完毕后，开始执行第一个程序init(init程序是Linux系统所有程序的老祖宗)。init会启动一个叫做recovery的程序（recovery模式的名称也由此而来）。通过recovery程序，用户可以执行清除数据，安装刷机包等操作。一般的手机厂商都提供一个简单的recovery刷机，多只能进行upate的操作。不能进行卡刷；如果想要自已卡刷，则需要事先刷入第三方的Recovery，然后选择刷机包。

system分区
除linux Kernel部分位于boot分区外，在其上的Library、runtime、framework、core application都是处于system分区
0、/system/priv-app

特权App，比system_app权限还要高，其不仅System_app标识是true，同时还置了Priv-app标识。
1、/system/app
核心应用程序档(*.apk: Android应用程序包)，都是放在这。像是Phone、Alarm Clock, Browser, Contacts 等等。

2、/system/framework
这里放 Android 系统的核心程序库，就是上图中application framework部分的库。像是core.jar, framework-res.apk, framework.jar等等。

3、system/lib
存放Library部分的库，存放的是所有动态链接库(.so文件)，这些.SO是JNI层，Dalvik虚拟机，本地库，HAL层所需要的，因为系统应用/system/app下的apk是不会解压的SO到程序的目录下，所以其相应用的SO，都应放在/system/lib 下面。当一个系统apk的SO加载时，会从此目录下寻找对应用的SO文件；

4、/system/media/audio/(notification, alarms, ringtones, ui)
这里放系统的声音档，像是闹铃声，来电铃声等等。这些声音档，多是 ogg 格式。

5、/system/bin
存放的是一些可执行文件，基本上是由C/C++编写的。其中有一个重要的命令叫app_process。一般大家称之为Zygote。（Zygote是卵的意思，所有的Android进程都是由它生出来的)。Zygote首先会加载dalvik虚拟机，然后产生一个叫做system_server的进程。system_server顾名思义被称作Android的系统服务程序，它主要管理整个android系统。system_server启动完成后开始寻找一个叫做启动器的程序，找到之后由zygote开始启动执行启动器，这就是我们常见到的桌面程序。

6、system/xbin
存放的是一些扩展的可执行文件，既该目录可以为空。大家常用的busybox就放在该目录下。Busybox所建立的各种符号链接命令都是放在该目录。

7、system/build.prop
build.prop和上节说得根文件系统中的default.prop文件格式一样，都称为属性配置文件。它们都定义了一些属性值，代码可以读取或者修改这些属性值。属性值有一些命名规范：
　　ro开头的表示只读属性，即这些属性的值代码是无法修改的。
　　persist开头的表示这些属性值会保存在文件中，这样重新启动之后这些值还保留。
　　其它的属性一般以所属的类别开头，这些属性是可读可写的，但是对它们的修改重启之后不会保留。

8、system/etc
目录存放一些配置文件，和属性配置文件不一样，这下面的配置文件可能稍微没那么的有规律。一般来说，一些脚本程序，还有大家所熟悉GPS配置文件(gps.conf)和APN配置文件(apns-conf.xml)放在这个目录。像HTC将相机特效所使用的一些文件也放在这个目录下。

data分区
当我们开机进入桌面程序后，一般来说我们都会下载安装一些APP，这些APP都安装在data/app目录下。所有的Android程序生成的数据基本上都保存在data/data目录下。wipedata实质上就是格式化data分区，这样我们安装的所有APP和程序数据就都丢失了。
1、/data/app
放的是使用者自己安装的应用程式执行档(*.apk)。

2、/data/data/
当你在程式中用Context.openFileOutput() 所建立的档案，都放在这个目录下的files 子目录内。而用Context.getSharedPreferences() 所建立的preferences 档(*.xml) ，则是放在shared_pref 这个子目录中。

3、/data/anr/traces.txt
当你的应用程式发生ANR (Application is Not Responding) 错误时，Android 会自动将问题点的code stack list 写在这个档案内，你直接用cat 命令就可以看他的内容。

4、/data/system/dropbox/***.txt
主要是系统内apk发生crash时写的日志文件，主要有system_app_crash、data_app_crash等日志。

5、/data/location/gps
是给GPS location provider 用的。其中的 properties 档案的内容如下：

6、/data/system/location/location.gps
一般文字档。主要是记录最后的经纬度座标。 LocationManager.getLastKnownLocation() 就在来这抓值的。

7、/data/property/persist.sys.timezone
这个档案也是个一般文字档。主要是记录目前系统所使用的时区。在我的模拟器上，他记录着Asia/Taipei 这个字串。

cache分区
此分区是安卓系统缓存区，他保存系统最常访问的数据和应用程序。擦除这个分区，不会影响个人数据，只是删除了这个分区中已经保存的缓存内容，缓存内容会在后续手机使用过程中重新自动生成。

misc分区
misc分区中有Bootloader Control Block（BCB），主要是用于存放Recovery引导信息。

三、编译后生成的img文件介绍
在编译android 之后，会生成几个image 文件，这些文件是：

1.、ramdisk.img : 一个分区镜像文件，它会在kernel 启动的时候，以只读的方式被 mount ，这个文件中只是包含了 /init 以及一些配置文件，这个ramdisk 被用来调用init，以及把真正的root file system mount 起来。

2、system.img：是包含了整个系统，android 的framework，application 等等，会被挂接到 “/” 上，包含了系统中所有的二进制文件

3、userdata.img：将会被挂接到 /data 下，包含了所有应用相关的配置文件，以及用户相关的数据。

4、boot.img：
包括 boot header，kernel， ramdisk
boot镜像不是普通意义上的文件系统，而是一种特殊的Android定制格式，由文件头信息boot header，压缩的内核，文件系统数据ramdisk以及second stage loader（可选）组成，它们之间非页面对齐部分用0填充

5、update.img：
将所有的img文件，通过指定打包工具，制作update.img，批量生产中常用到此镜像文件

四、烧写过程
1、 Android系统的移植过程与移植linux很像
先移植bootloader，再移植linux内核，最后烧写文件系统，只是最后烧写文件系统的时候用system.img就行了。
流程：
bootloader.img -> boot.img -> system.img

Android 在启动的时候，会由 UBOOT 传入一个 init 参数，这个init 参数指定了开机的时候第一个运行的程序，默认就是 init 程序，这个程序在 ramdisk.img中。可以分析一下它的代码，看看在其中到底做了一些什么样的初始化任务，它的源文件在system/core/init/init.c 中。它会调用到 init.rc初始化文件，这个文件在 out/target/product/generic/root 下，我们在启动以后，会发现根目录是只读属性的，而且 sdcard 的 owner 是system，就是在这个文件中做了些手脚，可以将它改过来，实现根目录的可读写。
通过分析这几个文件，还可以发现，android 启动时首先加载 ramdisk.img 镜像，并挂载到/目录下，并进行了一系列的初始化动作，包括创建各种需要的目录，初始化 console，开启服务等。 System.img是在 init.rc中指定一些脚本命令，通过 init.c 进行解析并挂载到根目录下的/system 目录下的。

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