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ubuntu&android双系统制作过程
发表于 2017-2-22 11:42:56
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ubuntu&android双系统制作过程
同样站在巨人的肩膀上总结制作过程，参（nian）考（tie）这个版主：点击跳转
硬件：rk3288cpu maligpu
软件：ubuntu16.04 & android4.4
双系统原理简单介绍：
android系统分区详解：
| 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 |
首先了解下android在进入急救模式时，或者说恢复出厂设置的时候都会去加载recovery分区里的内容，原本recovery分区就放着一个急救内核用来升级、恢复所用。目前双系统的原理的要点就是把启动ubuntu的内核放到recovery分区，这样只要androidjinru急救模式，就相当于切换到recovery分区执行ubuntu的kernel，最终成功引导ubuntu 根文件系统。
而正常情况下，开机是不会跑到recovery分区的，一般是uboot阶段会去加载misc分区，读取当中的字段，然后判断是否要加载recovery分区，misc.Img字段如下：
用 hexdump 命令可以方便地查看 misc.img 的内容：
- $ hexdump -C rkst/Image/misc.img
- 00000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
- *
- 00004000 62 6f 6f 74 2d 72 65 63 6f 76 65 72 79 00 00 00 |boot-recovery...|
- 00004010 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
- *
- 00004040 72 65 63 6f 76 65 72 79 0a 2d 2d 77 69 70 65 5f |recovery.--wipe_|
- 00004050 61 6c 6c 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |all.............|
- 00004060 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
- *
- 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，则进入了ubuntu系统；如果不是的话，直接加载kernel分区，进入了android系统。
所以要实现双系统的切换，只要实现向misc分区里面读写标志即可，即有下面的两种方法：
android->ubuntu ： 向misc分区写入 boot-recovery的标志
ubuntu->android ： 清空misc分区的内容
具体实现方案：
1.如何从android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。我这边制作过程中才用点选恢复出厂设置的方法进入ubuntu系统。
2.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：
- sudo dd if=/dev/zero of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16k count=3
- sudo reboot
复制代码
制作过程：
ubuntu根文件系统制作：
首先得有一个得以正常使用的ubuntu固件，之前的文档有讲述如何制作ubuntu 根文件系统。也就是现在你先运行一个单ubuntu系统的固件，在此基础上修改。在~目录下创建 b2android.sh
在里面添加以下内容：
sudo dd if=/dev/zero of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16k count=3
echo ; sleep 1
sudo sync
echo; sleep 1
sudo reboot
加上执行权限chmod +x b2android.sh
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，具体开机会执行的脚本first-boot-recovery.sh中修改成下面这样：
#!/bin/bash
clean_first_boot () {
rm -f /firstboot 2>/dev/null
sync
}
android_recovery () {
echo "=======Formatting userdata(/data)..."
mkfs.ext4 /dev/block/mtd/by-name/userdata
echo "=======Formatting metadata(/metadata)..."
mkfs.ext4 /dev/block/mtd/by-name/metadata
echo "=======Formatting cache(/cache)..."
mkfs.ext4 /dev/block/mtd/by-name/cache
if [ "$1" == "all" ]; then
echo "=======Formatting user(/sdcard)..."
for ((i=1;i<5;i++)); do
if mkfs.vfat /dev/block/mtd/by-name/user; then
break
fi
if grep -q "$(readlink -f /dev/block/mtd/by-name/user)" /proc/mounts; then
umount /dev/block/mtd/by-name/user
fi
sleep 1
echo "=======Retry: %i..."
done
fi
clean_first_boot
# reboot to android
dd if=/dev/zero of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16k count=3
sync
reboot
}
if [ -e /firstboot ]; then
echo "======Expanding the rootfs..."
resize2fs /dev/block/mtd/by-name/linuxroot
if [ -e /dev/block/mtd/by-name/system ]; then
android_recovery all
else
rm -f /usr/local/bin/b2android* \
/usr/share/applications/b2android.desktop \
/home/firefly/Desktop/b2android.desktop
fi
clean_first_boot
elif grep firefly-recovery /dev/block/mtd/by-name/misc >/dev/null 2>&1; then
android_recovery
fi
具体开机脚本参考：点击跳转
ok之后打包ubuntu固件，方法可参考：点击跳转
其实ubuntu只要做两件事，第一次刷完机启动时做了原本android该做的格式化工作；还有就是添加一个切换到android的脚本。
android源码不做任何修改。在打包时注意就可以。
打包过程：
简单暴力的方法：把官方的双系统固件下载下来然后出了一些打包脚本和可执行文件，其他全部换成自己东西。
下面是我截取出来的可用文件下载地址：
http://pan.baidu.com/s/1gf0wScb
然后可以把自己的misc.img boot.img system.img kernel.img resource.img linux-rootfs.img linux-boot.img 放进这个文件夹，然后点击mkupdate.bat 就能生成固件了。另外根据需求可自行修改parameter的分区大小，我这边将linuxroot修改为4g大的空间。
注意点：
1.ubuntu和android的kernel是否一定要求同一份源码编译？
经试验，可以不同源码编译而成，当这边只有一个resource分区而且只能是android用的，所以要想用两个不同的kernel，linux-boot.img的打包方式就要将ubuntu所需的resource,img也打包进去：
mkbootimg --kernel zImage --ramdisk initrd.img --second resource.img -o linux-boot.img
这样可以使得ubuntu kernel和android kernel分离开来，互不影响。
2.有时从android切到ubuntu后，执行reboot后又回到android系统
这种情况有可能就是misc分区又被清空了，导致uboot阶段没有加载recovery分区，解决方法是ubuntu开机脚本中加入
sudo dd if=/usr/local/bin/misc.img of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16k count=3
其中misc.img就是android编译出来的misc.img，直接拷到对应目录下，给其读写权限即可。
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厉害了，相当不错，谢谢！