2013-3-23
Android原生系统中就已经支持OTA升级。所谓OTA升级就是通过空中接口获取升级包，然后更新系统固件。一般地，升级包无论如何获取，哪怕是直接TCard本地升级，也被称为OTA升级。
OTA升级首要是生成OTA升级包，升级包又分为升级全包和升级差分包（或要增量包）。升级全包是编译当前系统得到的软件包，这个包很大，有上百兆，但是不依赖与当前手机里的软件版本；升级差分包是对手机两个软件版本做差分，在第一个版本上打patch，得到第二个升级包，所以差分包只能对第一个版本的机器进行升级。
本文主要讲述升级全包的生成过程。
编译升级全包，用下面指令：
#make otapackage
最终生成INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET，也就是$(PRODUCT_OUT)/$(name).zip。
一、升级全包（$(PRODUCT_OUT)/$(name).zip）的生成
INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET依赖于BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE
生成规则【在build/core/Makefile中】：
$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET):$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $(OTATOOLS)
@echo"Package OTA: $@"
$(hide)./build/tools/releasetools/ota_from_target_files -v \
-p $(HOST_OUT) \
-k $(KEY_CERT_PAIR) \
$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $@ota_from_target_files是python脚本，需要中间文件$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE)。所以，在分析完中间文件的生成之后再看最终升级全包的生成过程。
二、中间文件包（$(TARGET_PRODUCT)-target_files-$(FILE_NAME_TAG).zip）的生成
BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE是$(intermediates)/$( TARGET_PRODUCT)-target_files-$(FILE_NAME_TAG).zip
形如：out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/<product>-target_files-<eng>.haili.tian
生成规则【在build/core/Makefile中】：
$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE):\
$(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) \
$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET) \
$(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET)\
$(INSTALLED_SYSTEMIMAGE) \
$(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET)\
$(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET)\
$(built_ota_tools) \
$(APKCERTS_FILE) \
$(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config\
| $(ACP)
@echo "Package target files:$@"
$(hide) rm -rf $@ $(zip_root)
$(hide) mkdir -p $(dir $@) $(zip_root)
@# Components of the recovery image
$(hide) mkdir -p $(zip_root)/RECOVERY
$(hide) $(call package_files-copy-root, \
$(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT),$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK)
ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET
$(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)$(zip_root)/RECOVERY/kernel
endif
ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET
$(hide) $(ACP) \
$(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET)$(zip_root)/RECOVERY/second
endif
ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE
$(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/RECOVERY/cmdline
endif
ifdef BOARD_KERNEL_BASE
$(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/RECOVERY/base
endif
ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE
$(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)"> $(zip_root)/RECOVERY/pagesize
endif
@# Components of the boot image
$(hide) mkdir -p $(zip_root)/BOOT
$(hide) $(call package_files-copy-root, \
$(TARGET_ROOT_OUT),$(zip_root)/BOOT/RAMDISK)
ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET
$(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET)$(zip_root)/BOOT/kernel
endif
ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET
$(hide) $(ACP) \
$(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET)$(zip_root)/BOOT/second
endif
ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE
$(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/BOOT/cmdline
endif
ifdef BOARD_KERNEL_BASE
$(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/BOOT/base
endif
ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE
$(hide) echo"$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)" > $(zip_root)/BOOT/pagesize
endif
$(hide) $(foreach t,$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET),\
mkdir -p $(zip_root)/RADIO; \
$(ACP) $(t)$(zip_root)/RADIO/$(notdir $(t));)
@# Contents of the system image
$(hide) $(call package_files-copy-root, \
$(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR),$(zip_root)/SYSTEM)
@# Contents of the data image
$(hide) $(call package_files-copy-root, \
$(TARGET_OUT_DATA),$(zip_root)/DATA)
@# Extra contents of the OTA package
$(hide) mkdir -p $(zip_root)/OTA/bin
$(hide) $(ACP)$(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) $(zip_root)/OTA/
$(hide) $(ACP) $(PRIVATE_OTA_TOOLS)$(zip_root)/OTA/bin/
@# Files that do not end up in anyimages, but are necessary to
@# build them.
$(hide) mkdir -p $(zip_root)/META
$(hide) $(ACP) $(APKCERTS_FILE)$(zip_root)/META/apkcerts.txt
$(hide) echo"$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)" > $(zip_root)/META/otakeys.txt
$(hide) echo"recovery_api_version=$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)" >$(zip_root)/META/misc_info.txt
ifdef BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE
$(hide) echo"blocksize=$(BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
endif
ifdef BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE
$(hide) echo"boot_size=$(BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt
endif
ifdef BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE
$(hide) echo"recovery_size=$(BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt
endif
ifdef BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE
$(hide) echo"system_size=$(BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt
endif
ifdef BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE
$(hide) echo "userdata_size=$(BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE)">> $(zip_root)/META/misc_info.txt
endif
$(hide) echo"tool_extensions=$(tool_extensions)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt
ifdef mkyaffs2_extra_flags
$(hide) echo"mkyaffs2_extra_flags=$(mkyaffs2_extra_flags)" >>$(zip_root)/META/misc_info.txt
endif
@# Zip everything up, preserving symlinks
$(hide) (cd $(zip_root) && zip-qry ../$(notdir $@) .)
@# Run fs_config on all the system filesin the zip, and save the output
$(hide) zipinfo -1 $@ | awk -F/ 'BEGIN {OFS="/" } /^SYSTEM\// {$$1 = "system"; print}' |$(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/filesystem_config.txt
$(hide) (cd $(zip_root) && zip -q../$(notdir $@) META/filesystem_config.txt)其中，变量定义：
- TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT也就是$(TARGET_RECOVERY_OUT)/root；TARGET_RECOVERY_OUT是$(PRODUCT_OUT)/recovery；PRODUCT_OUT是out/target/product/<product>。所以，TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT也就是out/target/product/<product>/recovery/root；
- zip_root是$(intermediates)/$( TARGET_PRODUCT)-target_files-$(FILE_NAME_TAG)路径，也就是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/<product>-target_files-<eng>.haili.tian；
- TARGET_ROOT_OUT是$(PRODUCT_OUT)/root，也就是out/target/product/<product>/root；
- INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET；
- SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR是$(TARGET_OUT)，也就是out/target/product/<product>/system/；
- TARGET_OUT_DATA是$(PRODUCT_OUT)/data，也就是out/target/product/<product>/data；
- INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET是$(PRODUCT_OUT)/android-info.txt，也就是out/target/product/<product>/android-info.txt；
- PRIVATE_OTA_TOOLS是$(built_ota_tools)，也就是包含了：
out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/applypatch_intermediates/applypatch
out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/applypatch_static_intermediates/applypatch_static
out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/check_prereq_intermediates/check_prereq
out/target/product/<product>/obj/EXECUTABLES/updater_intermediates/updater
- APKCERTS_FILE是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/apkcerts_intermediates/<product>-apkcerts-<eng>.haili.tian.txt
- PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS目前为空；
- PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION也就是RECOVERY_API_VERSION，RecoveryAPI的版本号；
- tool_extensions如果定义了TARGET_RELEASETOOLS_EXTENSIONS，tool_extensions也就是TARGET_RELEASETOOLS_EXTENSIONS；
- DEFAULT_SYSTEM_DEV_CERTIFICATE目前为空；
- HOST_OUT_EXECUTABLES是$(HOST_OUT)/bin，也就是out/host/linux-x86/bin；
脚本的执行：
1. #清理以前残存的目录和文件，并创建$(zip_root)目录（也就是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/<product>-target_files-<eng>.haili.tian）；
2. 创建$(zip_root)/RECOVERY目录，把$(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT)（也就是out/target/product/<product>/recovery/root）下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK/下；
3. 创建$(zip_root)/BOOT目录，然后把$(TARGET_ROOT_OUT)（也就是out/target/product/<product>/root）下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/BOOT/RAMDISK/下；
4. 创建$(zip_root)/RADIO目录，然后把$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET)下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/ RADIO/下；
5. 把$(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR)【也就是out/target/product/<product>/system/】下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/SYSTEM/下；
6. 把$(TARGET_OUT_DATA)【也就是out/target/product/<product>/data】下的所有文件和目录都拷贝到$(zip_root)/DATA/下；
7. 创建$(zip_root)/OTA/bin目录，然后把INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET【也就是out/target/product/<product>/android-info.txt】放到$(zip_root)/OTA/下；
8. 把PRIVATE_OTA_TOOLS【也就是applypatch、applypatch_static、check_prereq、updater】放到$(zip_root)/OTA/bin下。
9. 创建$(zip_root)/META目录，搜集META信息并保存到文件里：
把APKCERTS_FILE【也就是out/target/product/<product>/obj/PACKAGING/apkcerts_intermediates/<product>-apkcerts-<eng>.haili.tian.txt】放到$(zip_root)/META/apkcerts.txt；
把$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)追加到$(zip_root)/META/otakeys.txt；【】
把recovery_api_version=$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)这行追加到$(zip_root)/META/misc_info.txt；
把tool_extensions=$(tool_extensions)这行追加到$(zip_root)/META/misc_info.txt；
把default_system_dev_certificate=$(DEFAULT_SYSTEM_DEV_CERTIFICATE)这行追加到$(zip_root)/META/misc_info.txt；
10. 拷贝Image文件
把$(PRODUCT_OUT)/ramdisk.img放到$(zip_root)/下；
把$(PRODUCT_OUT)/ramdisk-recovery.img放到(zip_root)/
把$(PRODUCT_OUT)/../../../../boot/out/u-boot.bin放到$(zip_root)/
把$(PRODUCT_OUT)/../../../../kernel/out/uImage放到(zip_root)/
11. 进入$(zip_root)，把$(zip_root)下所有的内容打进zip包<product>-target_files-<eng>.haili.tian.zip；
12. 用$(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config获取文件系统信息并保存在文件里
“SYSTEM/”下的文件系统信息保存在$(zip_root)/META/filesystem_config.txt中；
“BOOT/RAMDISK/”下的文件系统信息保存在$(zip_root)/META/boot_filesystem_config.txt中；
“RECOVERY/RAMDISK/”下的文件系统信息保存在$(zip_root)/META/recovery_filesystem_config.txt中；
13. 把META/*filesystem_config.txt文件打到zip包<product>-target_files-<eng>.haili.tian.zip里。
三、ota_from_target_file分析
Ota_from_target_file是python脚本，从main()开始分析。
3.1 生成总过程 – main()
Main()里主要做下列工作：
1. 从参数和环境中解析OPTIONS；
2. 从中间zip包里的META/misc_info.txt中解析出{<key>=<value>}OPTIONS对，比如recovery_api_version=3；tool_extensions=device/<company>/<product>/recovery；
3. 从OPTIONS对里找到tool_extensions，赋值给OPTIONS.device_specific；
4. input_zip为上文的中间zip包；output_zip为最终生成的临时zip包；
5. 对于全包升级包，调用WriteFullOTAPackage(input_zip,output_zip)；
6. 签名临时包，生成最终签过名的最终全包升级包。
上述过程中，我们最关注的是WriteFullOTAPackage(input_zip,output_zip)做的工作。
3.2 生成全包 – WriteFullOTAPackage()
WriteFullOTAPackage[file:build/tools/releasetools/ota_from_target_files]的定义如下：
def WriteFullOTAPackage(input_zip, output_zip):
# TODO:how to determine this? We don't knowwhat version it will
# beinstalled on top of. For now, we expectthe API just won't
# changevery often.
script =edify_generator.EdifyGenerator(3, OPTIONS.info_dict)
metadata= {"post-build": GetBuildProp("ro.build.fingerprint",input_zip),
"pre-device": GetBuildProp("ro.product.device",input_zip),
"post-timestamp":GetBuildProp("ro.build.date.utc", input_zip),
}
device_specific = common.DeviceSpecificParams(
input_zip=input_zip,
input_version=OPTIONS.info_dict["recovery_api_version"],
output_zip=output_zip,
script=script,
input_tmp=OPTIONS.input_tmp,
metadata=metadata,
info_dict=OPTIONS.info_dict,
trusted_boot=OPTIONS.trusted_boot)
# if not OPTIONS.omit_prereq:
# ts =GetBuildProp("ro.build.date.utc", input_zip)
# script.AssertOlderBuild(ts)
# AppendAssertions(script, input_zip)
# device_specific.FullOTA_Assertions()
script.ShowProgress(0.9, 16)
if OPTIONS.wipe_user_data:
script.FormatPartition("/data")
script.FormatPartition("/system")
script.Mount("/system")
# script.UnpackPackageDir("recovery", "/system")
script.UnpackPackageDir("system", "/system")
symlinks= CopySystemFiles(input_zip, output_zip)
script.MakeSymlinks(symlinks)
# boot_img = common.File("boot.img", common.BuildBootableImage(
# os.path.join(OPTIONS.input_tmp, "BOOT")))
# recovery_img = common.File("recovery.img",common.BuildBootableImage(
# os.path.join(OPTIONS.input_tmp, "RECOVERY")))
# MakeRecoveryPatch(output_zip, recovery_img, boot_img)
Item.GetMetadata(input_zip)
Item.Get("system").SetPermissions(script)
# common.CheckSize(boot_img.data, "boot.img", OPTIONS.info_dict)
# common.ZipWriteStr(output_zip, "boot.img", boot_img.data)
# script.ShowProgress(0.2, 0)
# script.ShowProgress(0.2, 10)
# script.WriteRawImage("/boot", "boot.img")
# script.ShowProgress(0.1, 0)
device_specific.FullOTA_InstallEnd()
if OPTIONS.extra_script is not None:
script.AppendExtra(OPTIONS.extra_script)
script.UnmountAll()
script.AddToZip(input_zip, output_zip)
WriteMetadata(metadata,output_zip)OTA全包生成的过程：
1. script用来生成Edify脚本，在edify_generator.py中实现；
2. script中增加语句：显示进度；
3. script中增加语句：擦除“/system”分区；
4. script中增加语句：安装system分区到“/system”；
5. script中增加语句：把system中的内容复制到/system下；
6. 把input_zip包/system中的内容，复制到output_zip包中，不包含其中的link文件；
7. 对于link文件，script中增加指向链接的语句；
8. 从input_zip包的META/filesystem_config.txt中获取其中描述的/system下各个文件的权限信息；
9. script中增加语句：设置/system下文件的权限和属主信息；
10. 调用具体device特定的函数FullOTA_InstallEnd。
main()函数中已经获取OPTIONS.device_specific为/device/<company>/<product>/recovery；这里的device_specific是common.DeviceSpecificParams。
common实现在common.py中，在判断出OPTIONS.device_specific为目录时，用该目录下的releasetools.py脚本。所以这里执行releasetools.py中的FullOTA_InstallEnd。
11. 如果特别指定了其他脚本，script中加入；
12. 通过script.AddToZip()写META-INF
把前面所有的脚本，写入到output_zip里的META-INF/com/google/android/updater-script这个edify脚本中；
把input_zip里的OTA/bin/updater写入到output_zip里的META-INF/com/google/android/update-binary
13. 把metadata的内容写入到output_zip里的META-INF/com/android/metadata
总结
本文分析了Android OTA全包的编译生成过程。首先生成中间包，这个包是后续全包生成的基础，也是差分包生成的基础，接着解析了生成最终升级全包的过程。通过分析知道升级包中update-binary和updater-script的来源，对于后续分析OTA升级的过程至关重要。
差分包的生成在介绍完整个OTA的过程之后，再进一步阐述。