Android 分区布局详解

在 Android 10 中，根文件系统已不再包含在 ramdisk.img 中，而是合并到了 system.img（即在创建 system.img 时始终将 BOARD_BUILD_SYSTEM_ROOT_IMAGE 视为已设置）。搭载 Android 10 的设备：

system-as-root 配置的含义在 Android 9 和 Android 10 之间有所不同。在 Android 9 system-as-root 配置中，BOARD_BUILD_SYSTEM_ROOT_IMAGE 设为 true，这会强制编译将根文件系统合并到 system.img 中，然后将 system.img 作为根文件系统 (rootfs) 进行装载。此配置对于搭载 Android 9 的设备是强制性的，但对于升级到 Android 9 及搭载较低 Android 版本的设备是可选的。在 Android 10 system-as-root 配置中，编译始终将 $TARGET_SYSTEM_OUT 和 $TARGET_ROOT_OUT 合并到 system.img 中；此配置是搭载 Android 10 的所有设备的默认行为。

Android 10 进行了进一步更改来支持动态分区，这是一种可以通过无线下载 (OTA) 更新来创建、销毁分区或调整分区大小的用户空间分区系统。作为此更改的一部分，Linux 内核无法再在搭载 Android 10 的设备上装载逻辑系统分区，因此该操作由第一阶段的 init 处理。

以下部分介绍了系统专用 OTA 的 system-as-root 要求，提供了有关将设备更新为使用 system-as-root 的指导（包括分区布局更改以及 dm-verity 内核要求），并详细介绍了 Android 10 中对 ramdisk 的更改。

系统专用 OTA 需要 system-as-root 分区布局，可以让 Android 版本在不更改其他分区的情况下更新 system.img。搭载 Android 10 的所有设备都必须使用 system-as-root 分区布局来启用系统专用 OTA。

如需详细了解 A/B 设备和非 A/B 设备，请参阅 A/B（无缝）系统更新。

要将非 A/B 设备更新为使用 system-as-root，您必须更新 boot.img 和 system.img 的分区架构、设置 dm-verity，并移除特定于设备的根文件夹中的任何启动依赖项。

不同于将 /boot 改为 recovery 分区的 A/B 设备，非 A/B 设备必须保留单独的 /recovery 分区，因为它们没有后备插槽分区（例如从 boot_a 到 boot_b）。如果在非 A/B 设备上移除 /recovery 并使其与 A/B 架构类似，那么在 /boot 分区更新失败时，恢复模式可能无法正常工作。因此，在非 A/B 设备上，必须将 /recovery 分区与 /boot 分区分开，这意味着将继续延迟更新恢复映像（即和搭载 Android 9 之前版本的设备一样）。

下表列出了非 A/B 设备在使用 Android 9 前后的映像分区差异。

分区本身不会更改；ramdisk 和 system-as-root 都使用以下分区架构：

在 system-as-root 中，内核必须使用 dm-verity 在 /（装载点）下装载 system.img。AOSP 支持 system.img 的下列 dm-verity 实现。

vboot 1.0

对于 vboot 1.0，内核必须在 /system 上解析 Android 专用元数据，然后转换为 dm-verity 参数以设置 dm-verity（需要这些内核补丁程序）。下面的示例显示了内核命令行中 system-as-root 的 dm-verity 相关设置：

vboot 2.0

对于 vboot 2.0 (AVB)，引导加载程序必须先整合 external/avb/libavb，然后 external/avb/libavb 会解析 /system 的哈希树描述符，再将解析结果转换为 dm-verity 参数，最后通过内核命令行将这些参数传递给内核。（/system 的哈希树描述符可能位于 /vbmeta 或 /system 本身上）。

vboot 2.0 需要以下内核补丁程序：

注意：您也可以在 external/avb/contrib/linux/ 查找 AVB 专用内核补丁程序文件。

下面的示例显示了内核命令行中 system-as-root 的 dm-verity 相关设置：

使用 system-as-root 时，在设备上刷写常规系统映像 (GSI) 之后（以及在运行供应商测试套件测试之前），任何通过 BOARD_ROOT_EXTRA_FOLDERS 添加的特定于设备的根文件夹都会消失，因为整个根目录内容已被 system-as-root GSI 取代。如果对特定于设备的根文件夹有依赖性（例如将此类文件夹用作装载点），则移除这些文件夹可能会导致设备无法启动。

为避免此问题，请勿使用 BOARD_ROOT_EXTRA_FOLDERS 来添加特定于设备的根文件夹。如果需要指定特定于设备的装载点，请使用 /mnt/vendor/（已添加到这些更改列表中）。这些特定于供应商的装载点可在 fstab 设备树（适用于第一阶段的装载）和 /vendor/etc/fstab.{ro.hardware} 文件中直接指定，而无需进行额外设置（因为 fs_mgr 将在 /mnt/vendor/* 下自动创建它们）。

在 Android 10 中，第一阶段 ramdisk 包含第一阶段 init 二进制文件（按照 fstab 条目的指定执行早期装载）和供应商 fstab 文件。（与在 Android 9 中一样，system.img 包含 $TARGET_ROOT_OUT 的内容。）

在第一阶段 init 完成后，它会使用 selinux_setup 参数执行 /system/bin/init，以便编译 SELinux 并将其加载到系统中。最后，init 会使用 second_stage 参数再次执行 /system/bin/init。此时，init 的主要阶段将会运行，并使用 init.rc 脚本继续执行启动过程。

注意：Android 10 将 ramdisk 内容替换为第一阶段 init 可执行文件，后者与以前的 ramdisk 启动系统的方式不兼容。

下面的部分详细介绍了非 A/B 设备在使用 Android 10 前后的分区布局差异。

boot.img

recovery.img

system.img

下面的部分详细介绍了 A/B 设备在使用 Android 10 前后的分区布局差异。

boot.img

system.img

支持 Treble 的设备必须启用第一阶段装载，以确保 init 可以加载分布在 system 和 vendor 分区的安全增强型 (SELinux) 政策 Fragment。此访问权限还可实现在内核启动后尽快加载内核模块。

如需执行提前装载，Android 必须有权访问模块所在的文件系统。Android 8.0 及更高版本支持在 init 的第一阶段（即初始化 SElinux 之前）装载 /system、/vendor 或 /odm。

AOSP 提前装载更改摘要：

在 Android 9 及更低版本中，设备可以使用设备树叠加层 (DTO) 为提前装载的分区指定 fstab 条目。在 Android 10 及更高版本中，设备必须使用第一阶段 ramdisk 中的 fstab 文件为提前装载的分区指定 fstab 条目。Android 10 引入了以下可在 fstab 文件中使用的 fs_mgr 标记：

以下示例展示了将 system、vendor 和 product 分区设置为逻辑（动态）分区的 fstab 条目。

在上述示例中，供应商使用 fs_mgr 标记 avb=vbmeta 指定了 vbmeta 分区，但 product 省略了 vbmeta 参数，因为供应商已将 vbmeta 添加到了分区列表。

搭载 Android 10 及更高版本的设备必须将 fstab 文件放在 ramdisk 和 vendor 分区中。

ramdisk通过直面意思就大概能理解意思，ram disk虚拟内存盘，将ram模拟成硬盘来使用的文件系统。对于传统的磁盘文件系统来说，这样做的好处是可以极大提高文件访问速度；但由于是ram，所以在掉电后，这部分内容不能保存。ramdisk文件系统是在系统上电后直接从磁盘一次性加载到内存，在整个运行期间都不会有写回操作，所以，任何修改都掉电后丢失。如下图所示：

fstab 文件在 ramdisk 中的位置取决于设备如何使用 ramdisk。

具有启动 ramdisk 的设备必须将 fstab 文件放在启动 ramdisk 根目录中。如果设备同时具有启动 ramdisk 和恢复 ramdisk，就无需对恢复 ramdisk 进行任何更改。示例：

将恢复用作 ramdisk 的设备必须使用内核命令行参数 androidboot.force_normal_boot=1 来决定是启动到 Android 还是继续启动到恢复模式。在这些设备中，第一阶段 init 在装载提前装载分区之前将根操作切换到了 /first_stage_ramdisk，因此设备必须将 fstab 文件放在 $(TARGET_COPY_OUT_RECOVERY)/root/first_stage_ramdisk 中。示例：

所有设备都必须将 fstab 文件的副本放到 /vendor/etc 中。这是因为第一阶段 init 在完成分区提前装载之后释放了 ramdisk，并执行了切换根操作，以将位于 /system 的装载移动到了 /。因此，后续任何需要访问 fstab 文件的操作都必须使用 /vendor/etc 中的副本。示例：

使用 VBoot 1.0 提前装载分区的要求包括：

在 Android 8.x 及更高版本中，init 会解析设备树并创建 fstab 条目，以在其第一阶段提前装载分区。fstab 条目采用以下形式：

定义设备树属性以模拟该格式：

下面的示例显示的是在 Nexus 6P 上为 system 和 vendor 分区提前装载设备树：

下面的示例显示的是在 Pixel 上为 /vendor 提前装载设备树（请务必为 A/B 分区添加 slotselect）：

VBoot 2.0 是 Android 启动时验证 (AVB)。使用 VBoot 2.0 提前装载分区的要求如下：

VBoot 2.0 设备树中的配置与 VBoot 1.0 中的大致相同，但还有以下几项不同之处：

下面的示例显示的是在 Nexus 5X 上为 system 和 vendor 分区提前装载设备树。注意：

下面的示例显示的是在 Pixel 上提前装载 /vendor。注意：