Введение в Android Firmware
Телефоны и планшеты Android, как правило, намного более открытые, чем их аналоги с такими операционным системами, как iOS, Tizen или Windows 10 Mobile. Если вам не нравится прошивка, установленная изготовителем устройства на вашем устройстве Android, вы можете заменить ее собственной. CyanogenMod, Paranoid Android и проект Pure Nexus — примеры пользовательских прошивок, которые пользуются большой популярностью среди пользователей Android.
Пользовательская прошивка также является единственным способом установки новых версий Android на устройствах, которые больше не поддерживаются их производителями. Если вы не владеете устройством, принадлежащим к серии Nexus или Android One, я уверен, что вы уже это знали.
В этой статье я помогу вам понять, что такое Android-прошивка и как работает устройство Android. Я также расскажу вам об инструментах, которые вы можете использовать для замены прошивки на своём устройстве.
Предостережения
Замена прошивки — это рискованная операция, которая потенциально может привести к невозможности использования вашего устройства. В большинстве случаев это также снимает гарантию с вашего устройства. Перед тем, как продолжить, убедитесь, что у вас есть резервная копия ваших данных и копия исходного образа вашего устройства, и преступим к экспериментам с прошивкой.
1. Что такое прошивка для Android?
Первоначально прошивка была термином, используемым для обозначения крошечных критически важных программ, установленных в памяти, доступной только для чтения, или ПЗУ, на электронном устройстве. Изменение прошивки было либо невозможным, либо требовало специального оборудования, которое обычно было недоступно обычным конечным пользователям.
Однако прошивка для Android отличается от других. Она включает в себя всю операционную систему Android и хранится в записываемой памяти под флэш-памятью NAND, том же типе памяти, который используется на устройствах хранения, таких как USB-накопители и SD-карты. Слово прошивка используется только потому, что производители устройств не удосужились придумать новое слово для этого.
Прошивку Android также часто называют Android ROM, потому что по умолчанию пользователи не могут напрямую писать в нее.
2. Что содержит прошивка Android?
Прошивка, установленная на устройстве Android производителем, содержит сборку операционной системы Android и две дополнительные программы с закрытым исходным кодом, которые обычно незаменимы, загрузчик и радио прошивка.
Что такое загрузчики
Загрузчик Android представляет собой небольшой фрагмент проприетарного кода, который отвечает за запуск операционной системы Android, когда устройство включено. Однако загрузчик почти всегда выполняет еще одну задачу. Он проверяет подлинность операционной системы.
Как он решает, что является подлинным? Он проверяет, был ли загрузочный раздел подписан с использованием уникального ключа OEM, что является сокращением от ключа Original Equipment Manufacturer. Ключ OEM, конечно же, принадлежит производителю устройства, является закрытым, и вы не можете понять, что это такое.
Из-за проверки подлинности вы не можете напрямую установить пользовательский ПЗУ на устройстве Android. К счастью, в наши дни большинство производителей устройств позволяют пользователям отключать проверку. На Android-жаргоне они позволяют пользователям разблокировать загрузчик.
Конкретная процедура, которую вам нужно выполнить, чтобы разблокировать загрузчик, зависит от вашего устройства. Некоторые производители, такие как Sony и HTC, ожидают, что вы предоставите секретный токен разблокировки. Другие просто ожидают, что вы запустите фиксированный набор команд с помощью терминала.
Обычно для запуска команд разблокировки используется инструмент fastboot, который является частью Android SDK. Например, если у вас есть устройство Nexus, вы можете разблокировать его загрузчик, выполнив следующую команду:
В этой статье вы узнаете больше о fastboot. Обратите внимание, что если у вас есть устройство с загрузчиком, которое невозможно разблокировать, нет простого способа изменить или заменить его прошивку.
Что такое радио прошивка
Это может показаться вам неожиданностью, но ваш смартфон Android фактически запускает другую операционную систему на независимом процессоре, называемом процессором основной полосы. Радио прошивка относится к операционной системе, которая работает на процессоре основной полосы частот.
Как правило, это RTOS — операционная система реального времени отвечает за управление возможностями сотовой радиосвязи устройства. Другими словами, это то, что позволяет вашему устройству совершать звонки и подключаться к Интернету с использованием беспроводных технологий, таких как 2G, 3G и 4G LTE.
RTOS — это проприетарный кусок кода и популярные производители базовых процессоров, такие как Qualcomm, MediaTek и Spreadtrum держат его в секрете. Операционная система Android обычно взаимодействует с RTOS с использованием сокетов и обратных вызовов.
Как правило, замена радио прошивки вашего устройства — плохая идея.
Что такое билды Android
Android-сборка — это единственная часть прошивки, созданная с открытым исходным кодом. Следовательно, это единственная часть, которую вы можете изменить и расширить. Когда вы слышите, как энтузиасты Android говорят, что «я сделал новый ПЗУ на своем устройстве», вы можете быть уверены, что речь идет о новой сборке Android.
Сборка Android обычно используется в виде ZIP-файла, который может использоваться fastboot. Он имеет следующее содержимое:
android-info.txt — текстовый файл, определяющий предварительные условия сборки. Например, он может указывать номера версий загрузчика и радио прошивки, необходимые для сборки. Вот пример файла android-info.txt:
boot.img — это двоичный файл, содержащий как ядро Linux, так и ramdisk в виде архива GZIP. Ядро — это исполняемый файл zImage для загрузки, который может использоваться загрузчиком.
С другой стороны, ramdisk является файловой системой только для чтения, которая монтируется ядром во время процесса загрузки. Он содержит хорошо известный процесс init, первый процесс, который запускается любой операционной системой на базе Linux. Он также содержит различные демоны, такие как adbd и healthd, которые запускаются процессом init. Вот как выглядит дерево каталогов ramdisk:
system.img — образ раздела, который будет установлен в пустой каталог system, который вы можете увидеть в приведенном выше дереве. Он содержит исполняемые файлы, необходимые для запуска операционной системы Android. Он включает в себя системные приложения, шрифты, фреймворки JAR, библиотеки, медиакодеки и многое другое. Очевидно, что этот файл больше всего интересует пользователей Android, когда они запускают новый ПЗУ.
Системный образ также является файлом, который заставляет большинство пользователей Android проявлять интерес к пользовательской прошивки. Файлы системных образов, предоставляемые производителями устройств, часто заполняются ненужными приложениями и настройками, неофициально называемыми bloatware. Единственный способ удалить bloatware — заменить образ системы производителя на более желательный образ системы.
userdata.img — образ раздела, который будет установлен в пустой каталог data, который вы можете увидеть в дереве каталогов ramdisk. Когда вы загружаете пользовательский ПЗУ, этот образ обычно пустой, и он используется для сброса содержимого каталога data.
recovery.img очень похож на boot.img. Он имеет загрузочный исполняемый файл ядра, который может использовать загрузчик, и ramdisk. Следовательно, образ для восстановления также можно использовать для запуска устройства Android. Когда он используется, вместо Android запускается очень ограниченная операционная система, которая позволяет пользователю выполнять административные операции, такие как сброс пользовательских данных устройства, установка новой прошивки и создание резервных копий.
Процедура, необходимая для загрузки с использованием образа восстановления, зависит от устройства. Обычно это включает в себя запуск режима загрузчика, также называемый fastboot mode, путем нажатия комбинации аппаратных ключей, присутствующих на устройстве, а затем выбора опции Recovery. Например, на устройстве Nexus вам нужно нажать и удерживать кнопку питания в сочетании с кнопкой уменьшения громкости.
Кроме того, вы можете использовать adb, инструмент, включенный в Android SDK, для прямого входа в режим восстановления.
3. Использование fastboot
Самый простой способ загрузки новой прошивки на вашем устройстве — использовать инструмент fastboot. fastboot следует протоколу fastboot для связи с устройством Android. Однако это может произойти только при запуске устройства в режиме fastboot. Самый быстрый способ войти в режим fastboot — использовать adb:
Чтобы запустить пользовательский ПЗУ, который доступен в виде ZIP-файла, содержащего все файлы образов, упомянутые в предыдущем разделе, вы можете использовать команду fastboot update . Например, вот как вы могли бы загрузить ROM, присутствующий в файле с именем update.zip:
Если вы хотите загрузить только определенный образ, вы можете сделать это, используя команду quickboot flash . Например, вот как вы могли бы загрузить только образ системы:
Аналогичным образом, если вы хотите заменить только загрузочный образ, вы должны использовать следующую команду:
Всегда полезно проверить, работает ли загрузочный или восстановительный образ, прежде чем он начнет работать на вашем устройстве. Для этого вы можете использовать команду fastboot boot . Например, вот как вы можете проверить, совместим ли пользовательский образ восстановления с именем twrp.img с вашим устройством:
Обратите внимание, что ни одна из команд fastboot, упомянутых в этом разделе, не будет работать, если загрузчик вашего устройства не был разблокирован.
Заключение
Теперь вы знаете, что такое прошивка Android и как ее заменить. Я хочу, чтобы вы поняли, что замена прошивки — рискованная операция, которая потенциально может привести ваше устройство в непригодность. В большинстве случаев это также снимает гарантию с вашего устройства. Перед тем, как продолжить, убедитесь, что у вас есть резервная копия ваших данных и копия исходного образа вашего устройства, и начинайте экспериментировать с прошивкой.
Источник
Android, из чего состоит прошивка ROM 
Сегодня я постараюсь объяснить, что такое прошивка популярным языком, рассчитанным на неискушенного пользователя.
Для начала давайте определимся с происхождением самого этого термина.
Итак, что такое прошивка, в изначальном понимании этого термина. Давным давно, когда вычислительные устройства были большими и некоторые их экземпляры занимали целые комнаты, их встроенная (постоянная) память изготавливалась весьма оригинальным образом.
Каждая ее ячейка состояла из небольшого кольца, выполненного из специального материала – феррита, который легко намагничивается. И в каждое кольцо продевалось две петельки провода, предназначенные для записи (намагничивания), стирания (размагничивания) и считывания информации из этого кольца. А информации в нем хранилось всего лишь один бит: 0 – когда кольцо размагничено и 1, когда намагничено. Знаете, сколько таких колец нужно, чтобы обеспечить устройству 1 гигабайт встроенной памяти? Я вам скажу: всего лишь 8 589 934 592 штуки.
И вот процесс продевания проводов в эти кольца при изготовлении постоянной памяти для старых устройств так и назывался – прошивка.
А теперь вернемся к нашим планшетам и смартфонам. Они, как и любой современный компьютер работают под управлением операционной системы (Windows, Linux, iOS, Android и т.п), которая полностью отвечает за их работу. Иными словами, если внутреннее железо компьютера – это его мозг, то операционная система – это его сознание, которое управляет компьютером.
Без операционной системы любой компьютер, планшет или смартфон – набор мертвого железа. И если на компьютер, операционную систему мы устанавливаем, записывая ее на его жесткий диск, то в планшете или смартфоне операционная система хранится в его внутренней памяти, занимая часть тех 4, 8, 16, 32 или даже 64 гигабайт, которые имеют современные устройства.
Вы наверное уже догадались, что именно эта процедура «установки» операционной системы на планшет или смартфон и называется прошивкой, поскольку система записывается (прошивается) в его постоянную, внутреннюю память.
Теперь вы понимаете, что выражение «сменить пошивку» на планшете или телефоне означает примерно то же самое, что «переустановить Виндовс» на компьютере.
Кроме того, и сам файл с операционной системой, которая записывается на устройство называют прошивкой. Так как начинка или «мозги» у каждого планшета или телефона разные, прошивка создается для каждого устройства отдельно. Прошивки бывают двух типов:
1. Официальные, выпущенные производителем устройства, которые или автоматически загружаются на планшет или телефон через интернет подключение (так называемые прошивки по «воздуху»). Их также чаще всего можно скачать на планшет с сайта производителя и установить вручную. Этот тип прошивок еще часто называют обновлением системы.
2. Самодельные прошивки, их еще называют «кастомные» или «альтернативные». Обычно это улучшенные или доработанные независимыми разработчиками официальные прошивки. К ним также относятся прошивки основанные на официальных версиях «чистой» операционной системы Android от компании Google, такие как CyanogenMod или MIUI.
Рассмотрим состав прошивки , на примере состава прошивки от ZTE , в принципе она с небольшими изменениями идентична на всех Android устройствах
0.25 Мб.) — предзагрузчик. Обеспечивает связь телефона с FlashTool-ом в «режиме USB» для прошивки, а также обеспечивает запуск устройства. Предположительно грузит в оперативную память uboot и передаёт ему управление.
dsp_bl (
0.75 Мб.) — Малоизвестная вещь. Судя по названию микропрограмма процессора. Порча его превращает телефон в планшет без комуникаций. Какими потом прошивками не прошивай телефон беспроводные сети работать не будут. Решение: прошить рабочий dsp_bl. (Только MT65x3, MT65x5, MT65x7!)
nvram (
3.0 Мб.) — хранит калибровки железок, IMEI, MAC-адреса BT и WIFI и другое. Точка монтирования /data/nvram.
seccnfg (
0,125Мб.) — неизвестная штука, обычно содержит только пустоту «FF FF. «.
uboot (
0.375 Мб.) — загрузчик операционной системы + драйверы для инициализации основного оборудования (дисплей, процессор, GPIO).
boot (
6.0 Мб.) — ядро и драйверы операционной системы (камеры, датчики, сенсоры). Точка монтирования /.
recovery (
6.0 Мб.) — минисистема (система в ядре) функцией которой является только резервирование/восстановление приложений системы, сброс до заводских установок. В расширенном recovery функционал конечно же намного богаче.
secstatic (
1.156 Мб.) — sec_ro , зачем нужно не понятно, при стирании на Android 2.2.1 и 2.3.5 ничего не происходит. На Android 2.2.2 (преимущественно у Fly-ying) этот раздел занимает хороший кусок ROM и в нём находятся службы Google. Точка монтирования /system/secro. Файловая система yaffs2.
misc (
0.375 Мб.) — неизвестная штука, обычно содержит только пустоту «FF FF. «.
logo (
3.0 Мб.) — Первая картинка при включении, картинка зарядки. На 95% содержит только пустоту «FF FF. «.
expdb (
0.65 Мб.) — неизвестная штука, обычно содержит только пустоту «FF FF. «.
system (
160-210 Мб.) — системный раздел Android. Тут всё что относится к функционированию аппарата, от «морды» до поддерживаемых функций операционной системы. Всё, что здесь изменяется не подлежит востановлению заводским сбросом. Точка монтирования /system. Файловая система yaffs2.
cache (
62.0 Мб.) — раздел для расположения временных файлов. Обычно используется приложениями («Маркет», «ROM Manager» . ). При утрате содержимого раздела функционирование системы не пострадает. Неверное же содержимое может привести к зависанию при загрузке устройства. Полностью стирается при заводском сбросе. Точка монтирования /cache. Файловая система yaffs2.
userdata (
220-290 Мб.) — data, это раздел для установки программ календарей, телефонок, профилей, настроек различных программ и системы. При утрате содержимого раздела обычно* функционирование системы не страдает. Неверное же содержимое может привести к зависанию при загрузке устройства. Полностью стирается при заводском сбросе. Точка монтирования /data. Файловая система yaffs2.
Источник
