android編譯出來的鏡像

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本文是《Android核心開發》的第四篇文章，主要介紹一下源碼編譯輸出的幾個重要的鏡像檔案，這裡把bootloader源碼和Linux核心源碼的編譯輸出也算在其中，因為畢竟Android系統缺少了這兩個部分在裝置上也是跑不起來的。

 

 

1. MLO, u-boot.img

 

任何作業系統的啟動，都離不開“引導程式”，比如案頭Windows系統的BIOS、案頭Linux系統常用的是Grub，而在嵌入式系統中，這個引導程式通常叫做“bootloader”，它通常由處理器的片上ROM中的引導代碼和u-boot兩部分組成（當然，也有其他類型的bootloader，這裡以最常用的u-boot為主）。

 

這些“引導程式”的功能，通常都是完成硬體系統的檢測和配置，然後到指定的位置去“載入並運行”作業系統核心，這個載入過程就是把指定的核心鏡像檔案解壓到記憶體DDR中去，然後運行核心代碼，並交出CPU控制權。

 

由此我們知道，Android系統的啟動，第一個最重要的檔案就是：“bootloader”。“bootloader”是與作業系統無關的，無論裝置上跑的是Linux還是Android，都需要“bootloader”來啟動引導。  

 

關於“bootloader”，需要解釋的是：處理器片上ROM中的引導代碼通常由處理器廠商實現，我們無法擷取也無法修改，u-boot則是具體的開發板/裝置廠商實現，如果我們自己設計Android硬體裝置，則也需要去修改標準的u-boot代碼適配我們自己的硬體模組。 

 

u-boot編譯輸出檔案有2個，一個是MLO，另一個是u-boot.img，因此，對於很多Android開發板而言，一定存在一個boot分區（通常是fat32格式），該分區裡存放有MLO和u-boot.img這兩個重要的檔案。

 

2. uImage

 

由於Android系統是基於Linux核心的，因此，與嵌入式Linux啟動過程一樣，“bootloader”完成硬體檢測和初始化配置後，第一步要做的也是載入並運行Linux核心鏡像，因此，在Android裝置啟動過程中，除了MLO和u-boot.img檔案外，另一個最重要的檔案就是核心鏡像uImage檔案了。

 

註：Linux核心編譯成功後，會在arch/arm/boot/目錄下產生zImage檔案，通過mkimage命令，給zImage檔案加上了64個位元組的資料頭得到uImage檔案，這樣才能被u-boot識別並正確引導。

 

3. ramdisk.img

 

在Linux核心啟動時，首先去建立虛擬根檔案系統，然後在指定位置定址真正的根檔案系統鏡像並載入到記憶體中，然後執行init可執行程式完成系統啟動過程。

 

對於嵌入式Linux系統而言，一般需要用busybox等工具專門建立一個根檔案系統鏡像，而Android源碼中已經實現了一個根檔案系統，即ramdisk.img，Android核心系統啟動時會首先載入ramdisk.img作為根檔案系統，然後再執行init程式，解析init.rc指令碼，掛載系統其他分區、開啟各個進程和服務等。

 

因此，Android系統啟動第三個必不可少的檔案即ramdisk.img檔案，它是Android系統的根檔案系統鏡像。

 

4. boot.img

 

Android系統中，通常會把zImage和ramdisk.img打包到一起，產生一個boot.img鏡像檔案，放到boot分區，由bootloader來引導啟動，其啟動過程本質也是和分開的uImage&ramdisk.img類似，只不過把兩個鏡像按照一定的格式合并為一個鏡像而已。

 

bootloader如何知道去哪載入Linux核心(zImage)和根檔案系統(ramdisk.img)呢？通常是由命令列參數傳入bootloader程式，或者在bootloader代碼中給出啟動參數設定檔的路徑，具體的原理可以去參考bootloader啟動Linux核心相關的文章分析，這裡就不做詳細介紹了。

 

5. system.img

 

前面我們提到的鏡像如“bootloader”，“Linux Kernel”，“檔案系統”都是不包含Android系統的核心檔案，那麼，真正的Android作業系統核心部分在哪呢？其實就位於system.img中，它包含了Android系統的firmware、使用者介面、一系列的先行編譯應用等等，會在核心啟動後被掛載到/system分區。因此，它也是Android系統啟動必不可少的鏡像之一。

 

6. userdata.img

 

前面介紹的system.img鏡像中包含的都是Android系統層級的資料，而“使用者”的“出廠”資料則都被放到了userdata.img鏡像中了，它會被掛載到檔案系統的/data分區，使用者新儲存的資料、安裝的程式均會被放置到這個分區中，如果擦除這個分區，本質上則等同於手機恢複了出廠設定，它也是Android系統啟動必不可少的鏡像之一。

 

7. 其他的鏡像

 

前面介紹的幾個都是Android系統啟動涉及到的最重要的幾個鏡像檔案，當然，編譯輸出還有其他的幾個檔案包括：用來緩衝最頻繁訪問的資料和應用的cache.img，用來恢複系統時使用的recovery.img等，這裡就不詳細講解了

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