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标题: Firefly-RK3288 双系统启动的设计和实现 [打印本页]

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作者: busybee    时间: 2014-10-22 10:57
标题: Firefly-RK3288 双系统启动的设计和实现


前言

如何在安卓系统里加入 Linux 系统，实现双系统的共存和切换呢？

安卓有所谓的急救(recovery)模式，急救模式所用到的映像是独立的内核和初始内存根文件系统(initramfs)，放在 recovery 分区里。这个 recovery 分区就是最好的放置 Linux 的地方。


分区

我们先来看看纯安卓的存储分区情况。分区信息在 parameter 文件里的 CMDLINE 行：

1. FIRMWARE_VER:4.4.2
   
2. MACHINE_MODEL:rk30sdk
   
3. MACHINE_ID:007
   
4. MANUFACTURER:RK30SDK
   
5. MAGIC: 0x5041524B
   
6. ATAG: 0x60000800
   
7. MACHINE: 3066
   
8. CHECK_MASK: 0x80
   
9. PWR_HLD: 0,0,A,0,1
   
10. #KERNEL_IMG: 0x62008000
    
11. #FDT_NAME: rk-kernel.dtb
    
12. #RECOVER_KEY: 1,1,0,20,0
    
13. CMDLINE:console=ttyFIQ0 androidboot.hardware=rk30board androidboot.console=ttyFIQ0 board.ap_has_alsa=0 init=/init initrd=0x62000000,0x00800000 mtdparts=rk29xxnand:0x00002000@0x00002000(uboot),0x00002000@0x00004000(misc),0x00008000@0x00006000(resource),0x00008000@0x0000e000(kernel),0x00010000@0x00016000(boot),0x00010000@0x00026000(recovery),0x0001a000@0x00036000(backup),0x00040000@0x00050000(cache),0x00002000@0x00090000(kpanic),0x00180000@0x00092000(system),0x00002000@0x00212000(metadata),0x00200000@0x00214000(userdata),0x00020000@0x00414000(radical_update),-@0x00434000(user)

复制代码

CMDLINE 是传递到内核的命令行，参数 mtdparts 就含有分区信息，其格式是：

1. 0x00002000@0x00002000(uboot)
   
2.   大小         偏移     分区名称
   
3. 
   
4. 单位是 512 字节（即传统磁盘的扇区大小）。

复制代码

转换成表格比较直观些：

分区大小（字节）	分区名称
4M	uboot
4M	misc
16M	resource
16M	kernel
32M	boot
32M	recovery
52M	backup
128M	cache
4M	kpanic
768M	system
4M	metadata
1G	userdata
64M	radical_update
总容量-2152M	user

• uboot ：是用来存放第二阶段(stage two) u-boot，开发板用的是 eMMC 分区，其 u-boot 不需要分阶段，所以此处没用上。
• misc ：非常有用的一个分区，下面会介绍到，用来控制启动模式的。
• resource ：存放内核的开机图片和设备树(Device Tree)信息。
• kernel ：存放安卓的内核
• boot : 存放安卓的正常系统启动的初始内存文件系统(initramfs)。注意，如果在 OTA 方式下， boot 分区跟 recovery 分区一样，含有内核和初始内存文件系统，此时 kernel 分区不作使用。
• recovery : 存放安卓急救模式所使用到的内核和初始内存文件系统。
• backup : RK 设计的用来存放备份固件的分区, Firefly-RK3288 没有用到。
• cache : 安卓的缓存分区
• kpanic : 安卓的 kernel panic 分区（？）
• system : 安卓的系统分区（挂载于 /system ）
• metadata : RK 的元数据分区，使用情况不详
• userdata : 安卓的数据分区（挂载于 /data ）
• radical_update : RK 的升级分区，使用情况不详
• user : 安卓的内部存储分区（挂载于 /mnt/sdcard ）
  

我们需要增加一个名为 'linuxroot' 的新分区，用来存放 Linux 的根文件系统。为了使分区保持兼容，我们选择了替换 radical_update 分区，容量给够 3G ：

1G	userdata
3136M	linuxroot
总容量-5224M	user

这样，修改后的 parameter 文件，其 CMDLINE 更改为：

1. CMDLINE:console=ttyFIQ0 androidboot.hardware=rk30board androidboot.console=ttyFIQ0 board.ap_has_alsa=0 root=/dev/block/mtd/by-name/linuxroot rw rootfstype=ext4 init=/sbin/init initrd=0x62000000,0x00800000 mtdparts=rk29xxnand:0x00002000@0x00002000(uboot),0x00002000@0x00004000(misc),0x00008000@0x00006000(resource),0x00008000@0x0000e000(kernel),0x00010000@0x00016000(boot),0x00010000@0x00026000(recovery),0x0001a000@0x00036000(backup),0x00040000@0x00050000(cache),0x00002000@0x00090000(kpanic),0x00180000@0x00092000(system),0x00002000@0x00212000(metadata),0x00200000@0x00214000(userdata),0x00620000@0x00414000(linuxroot),-@0x00a34000(user)

复制代码

如何进入 Linux

接下来的事情是解决如何进入 Linux, 因为我们将 Linux 放在 recovery 分区，因此，问题等价于如何进入安卓的急救模式。以下有几种方式：

• 拔掉 USB 线，按住开发板的 recovery 键开机（无论是初次上电、重启或按 reset 键开机都可以）。这是临时性的切换，下次开机不按，还是会进入 Linux 。
• 在安卓系统的设置里选择恢复出厂设置。实际上，恢复出厂设备这个功能已被阉割了，重启后会进入 Linux。
• Firefly-RK3288 在安卓系统的关机菜单（点底部工具栏的关机按钮进入）增加了一项切换系统的选择，非常人性化。当然，它是检测到 linuxroot 分区才会出现，也就是说单系统是不会出现的。
• 将 SDK 里的 rkst/Image/misc.img  刷进到 misc 分区。
  

2~4 项都是通过写 misc 分区，达到切换到 recovery，这里也即是 Linux 的目的。

用 hexdump 命令可以方便地查看 misc.img 的内容：

1. $ hexdump -C rkst/Image/misc.img
   
2. 00000000  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
   
3. *
   
4. 00004000  62 6f 6f 74 2d 72 65 63  6f 76 65 72 79 00 00 00  |boot-recovery...|
   
5. 00004010  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
   
6. *
   
7. 00004040  72 65 63 6f 76 65 72 79  0a 2d 2d 77 69 70 65 5f  |recovery.--wipe_|
   
8. 00004050  61 6c 6c 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |all.............|
   
9. 00004060  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
   
10. *
    
11. 0000c000

复制代码

可见，前 16K (0x4000) 字节都是 0，然后是一个 "boot-recovery" 命令，后面又跟着 "recovery", "--wipe_all" 这些动作和参数。

启动加载器(bootloader, 这里是 u-boot)，会读出这个分区的内容，如果是 "boot-recovery"，则加载 recovery 分区。


第一次启动

虽然说去掉了安卓恢复出厂设置的功能，但初始设置还是不可缺少的。

我们在 Linux 的根文件系统里增加了一个标志文件 /firstboot 。当 Linux 启动，检测到此文件存在，便判断这是第一次启动，需要做以下安卓系统的初始化动作：

• 使用 resize2fs 扩展根文件系统，修正文件系统的容量信息
• 格式化 userdata 分区
• 格式化 cache 分区
• 格式化 metadata 分区
• 格式化 user 分区
• 删除标志文件 /firstboot
• 重启回安卓系统
  

实现细节在在 /etc/rc.local 里:

1. /usr/local/bin/mtd-by-name.sh
   
2. 
   
3. if [ -e /firstboot ]; then
   
4.     echo "======Expanding the rootfs..."
   
5.     resize2fs /dev/block/mtd/by-name/linuxroot
   
6.     if [ -e /dev/block/mtd/by-name/userdata ]; then
   
7.         echo "=======Formatting userdata(/data)..."
   
8.         mkfs.ext4 /dev/block/mtd/by-name/userdata
   
9. 
   
10.         echo "=======Formatting metadata(/metadata)..."
    
11.         mkfs.ext4 /dev/block/mtd/by-name/metadata
    
12. 
    
13.         echo "=======Formatting cache(/cache)..."
    
14.         mkfs.ext4 /dev/block/mtd/by-name/cache
    
15. 
    
16.         echo "=======Formatting user(/sdcard)..."
    
17.         mkfs.vfat /dev/block/mtd/by-name/user
    
18. 
    
19.         # reboot to android
    
20.         dd if=/dev/zero of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16k count=3
    
21.         rm -f /firstboot
    
22.         sync
    
23.         reboot
    
24.     fi
    
25.     rm -f /firstboot
    
26. fi

复制代码

如何从 Linux 切换回 Android

很简单，写个脚本将 misc 分区清空，然后重启即可：

1. sudo dd if=/dev/zero of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16k count=3
   
2. sudo reboot

复制代码

/usr/local/bin/b2android.sh 脚本正是干这事的。

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作者: jpchen    时间: 2014-10-22 17:06
哇~~~长见识了

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作者: connet    时间: 2014-11-6 12:42
android 下mtd 分区可以直接 dd 写？ linux 的 flash 操作貌似都要先 flash_erase， 然后才能写

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作者: sunlh    时间: 2015-5-8 16:30
請問如此的 Linux 是使用原先安卓的同一個內核嘛?

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作者: busybee    时间: 2015-5-13 09:59
两个系统所使用的内核，源码相同，内核配置有所不同，因此不是用同一个内核。

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作者: cjr198300    时间: 2015-12-2 21:59
请教版主，双系统中ubuntu的kernel如何才能更新呢？

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作者: guoke5    时间: 2016-9-14 14:25
见长识了，自己晚上回去尝试下

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作者: dreamsong2046    时间: 2016-10-12 23:28
请教版主：
两个系统所使用的内核，源码相同，内核配置有所不同，因此不是用同一个内核。
---》这个如何做

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作者: magic8421    时间: 2016-11-2 11:29
菜鸟求助》》 刷linux内核应该刷到哪个分区里面呢？ 。。。

1. mtdparts=rk29xxnand:0x00002000@0x00002000(uboot),0x00002000@0x00004000(misc),0x00008000@0x00006000(resource),0x00008000@0x0000e000(kernel),0x00010000@0x00016000(boot),0x00010000@0x00026000(recovery),0x0001a000@0x00036000(backup),0x00040000@0x00050000(cache),0x00002000@0x00090000(kpanic),0x00300000@0x00092000(system),0x00008000@0x00392000(metadata),0x00002000@0x0039A000(baseparamer),0x00200000@0x0039C000(userdata),0x00620000@0x0059C000(linuxroot),-@0x00BBC000(user)

复制代码

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作者: busybee    时间: 2016-11-2 15:29

安卓有所谓的急救(recovery)模式，急救模式所用到的映像是独立的内核和初始内存根文件系统(initramfs)，放在 recovery 分区里。这个 recovery 分区就是最好的放置 Linux 的地方。

(linux kernel + initrd)  --合成--> linux-boot.img --烧写--> recovery 分区

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作者: orbbec-wmy    时间: 2017-2-20 11:15
问题请教：android进入linux你提供了四个方法，关于这一点Firefly-RK3288 在安卓系统的关机菜单（点底部工具栏的关机按钮进入）增加了一项切换系统的选择，非常人性化。当然，它是检测到 linuxroot 分区才会出现，也就是说单系统是不会出现的。 请问这部分代码已经集成到firefly提供的android代码中了吗 比如百度网盘上的4.4的代码？

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