修改GPT的OTA升级方案简介

前面几个blog贴了很多网址，虽然也有自己总结的东西，并以刷机角度去总结分析，但是没有新东西终究意义不大，一想到这就感觉该系列博客低了逼格。的确做了不同的工作，而这略为不同的工作，虽然没有专利限制，但也算方案。为增加博客份量，这里就随意介绍下，没有源码，没有截图，只有思想，别人碰到后也自然想到，无技术难点。

 

本博客以GPT（分区表）改变情况做升级方案分析，以升级方式划分各节。

先来看看分区表文件gpt_main0.bin

 

没有源码也能看出dtbo_a分区起始地址0x000E1000，结束地址0x000E4FFF。一般GPT的最后分区是userdata，并且分区大小为-1，这样驱动会识别emmc大小并重写GPT，让userdata使用所有剩余空间。同时GPT里面有sectool签名、时间戳信息（如果是AB系统的GPT，还有当前活动分区、正常启动次数等信息）。注意GPT有校验不可直接修改编辑。

目录

1、QFIL升级

2、fastboot 升级

3、OTA升级

3.1、nonAB的OTA升级情况

3.2、AB的OTA升级情况

1、QFIL升级
提供全部镜像，直接全部擦写，没啥好说。

下面是xml文件label="PrimaryGPT"内容，详细解释可见升级方式QFIL部分。

<program SECTOR_SIZE_IN_BYTES="512" file_sector_offset="0" filename="gpt_main0.bin" label="PrimaryGPT" num_partition_sectors="34" physical_partition_number="0" size_in_KB="17.0" sparse="false" start_byte_hex="0x0" start_sector="0" />
NV(MP的数据/无线调试参数)备份：

方法1，有tool->QCN backup按键。

方法2，有partition Manager选择modemst1、modemst2、fsg分区read

方法3，configuration->FireHose configuration->Auto backup Restore QCN （读取后重写入）/Auto preserve（不动这几个分区）

 

2、fastboot 升级
fastboot flash partition gpt_both0.bin刷完GPT后，分区信息即时替换，需要立即刷入其它所有镜像，若不刷重启后由于起始位置的改动，无法获取aboot、boot甚至sbl1的信息，设备无法开机，恢复只能靠硬件进入紧急下载。

假如NV所使用分区起始位置不动，刷写过程中不擦除不重写NV分区，即可保留NV数据。（BC对比如果有略微差异，是由于MP版本有改动）

假如NV所使用分区起始位置改动，NV无法通过fastboot 读取备份，因为fastboot不支持读分区操作。（个人设想方案，换公司后，没碰到这种需求，目前未实现。fastboot getvar 获取原NV起始地址与大小，aboot实现数据搬移并提供fastboot oem moveNV命令接口，刷写GPT前先获取新GPT的NV起始地址与大小，然后fastboot oem moveNV 原NV地址 新NV地址 大小）

 

如上图的分区表改动情况，起始位置、结束位置没动的NV分区，其数据是可以保留的（android N之后版本的高通LK，重写GPT时会擦除整个emmc，关掉这个擦除操作即可）。手绘省时，会意即可。

再就是，对于RPMB未绑定设备（注），userdata分区数据可以copy到其它设备继续使用。若要想用户数据尽完整可用，copy前后设备的版本最好一致，提供的userdata使用空间必须大于copy的。为防止用户数据被copy窃取，RPMB未绑定设备应该要求用户设置开机密码。dump全盘加密的userdata无法直接挂载，全盘加密/文件级加密相关可以访问https://blog.csdn.net/dongyi1988/article/details/107048022

RPMB绑定（Android 8.0 (Keymaster 3) 中引入了 ID 认证，每个绑定设备的加密信息会不一致，无法通过dump userdata方式获取用户信息。https://source.android.com/security/keystore/attestation#id-attestation）

3、OTA升级
nonAB与AB系统升级差异大，需要分开说。

3.1、nonAB的OTA升级情况
nonAB升级流程是recovery调用OTA包中的update-binary二进制执行程序，解析updater-script脚本，按该脚本流程升级。官网https://source.android.com/devices/tech/ota/nonab。详细了解nonAB的OTA升级流程的看下面这系列的blog比较好

https://blog.csdn.net/huangyabin001/article/details/43731545。

google源生代码的updater(即update-binary二进制执行程序，源码位置bootable\recovery\updater)是不带修改GPT的，方案商有修改GPT方案，提供GPT修改库。

NV数据保存分下面几个情况：

假如GPT只是签名和时间戳信息变动，可以对比关键分区的起始位置、结束位置来确定是否替换GPT。

假如GPT改动较少，其中NV所使用分区起始位置和结束位置不动，升级过程中不擦除，NV数据也是可以保留。

假如GPT改动很大，需要备份NV，可以在updater/install.cpp源码中添加函数，复制NV分区数据至tmp目录下，替换GPT后再写回，其它分区要么全刷，要么擦除，要么格式化。

NOTE1： OTA升级按需求还可以添加sparse库，并在updater/install.cpp源码中编写函数，就可以支持sparse格式镜像的刷写，这种方法可加快文件系统格式镜像的刷写。（sparse格式实际是文件系统一种压缩格式，无法用diff工具差分对比，在制作差分包时该类文件不要做diff。可修改差分包制作源码，指定后缀类型直接copy，不做差分)

NOTE2： 在android 7.1往android 4.4降级时碰到个问题，由于库的不兼容(准确来讲，新版本往旧版本升级时，旧版本是无法知道新版本改动的)，导致getprop无法读取设备属性。这时流程上可以使用源码提供的file_getprop接口，通过挂载system读build.prop文件里面的属性。

可以看到nonAB的这种OTA升级模式，在升级过程中SELinux给予外部执行程序权限很大（OTA包内的updater-binary），包括可读写方式挂载system/vendor、可读写分区、可修改GPT等。同时update-binary执行程序的库可自己加，接口可自己写，流程updater-script可自己定，具有极高的功能自由和流程自由。之前很多破解，root都是通过recovery的OTA升级来完成，并且这种修改过的系统无法再差分升级，这里提醒ODM/OEM小公司证书签名要保护好（不然售后很多问题，让研发兄弟很难搞啊）。

 

3.2、AB的OTA升级情况
AB系统升级是调用内部执行程序system/bin/update_engine，解压payload.bin文件，刷写到另外一个slot。和上面nonAB方式明显不同，无法使用自己的升级程序，无法按照自己定义流程来升级。就这两点对于AB系统来说，意味着更安全。同时利用两个slot，可以后台升级，可以断点续传，可以保证稳定性等等。

update_engine的确有足够权限去刷写非AB的分区，修改GPT。但你无法修改已经在系统里面的update_engine执行程序，无法控制流程（https://source.android.com/devices/tech/ota/ab/ab_implement#post-install

官网介绍有个安装后执行程序，可以执行有限的定制步骤），同时你在改GPT后，你的程序读写所有起始位置变了的分区都会有问题。

当然你可以微改，能改多少可以慢慢验证。但这里没有研究。

AB系统的GPT修改稍微通用的方式是什么呢？

显然你需要进入和recovery一样的干净的升级环境；需要按自己流程刷写设备；当然跑自己的升级程序最好不过。

 

达叔：“没错！”，
最简单方式是使用nonAB的OTA升级包与升级流程。

那么流程基本就是替换recovery，替换GPT，刷写新系统。总共是两步，需要两个OTA包一个GPT。

第1步、AB系统支持nonAB的升级：
使用AB的OTA包单独替换boot分区（AB系统的recovery文件系统在boot中），而这个新boot内的recovery的根文件系统是nonAB模式的文件系统；
这一步AB的OTA包中，如果使用同平台的nonAB的recovery镜像会有问题，因为在AB系统类型的分区表中无cache/recovery等分区，需要修改recovery模式下的挂载表和日志位置。
第2步、自己做个nonAB的OTA包，重写GPT并按自己流程升级。
这一步关键是执行程序update-binary需要3.1、nonAB的OTA升级情况中提到的sparse支持，GPT修改，NV备份等能力；updater-script脚本，需要自己编写来控制流程。

你至少要注意以下几点：
1、熟悉nonAB的升级流程与OTA包内的升级脚本，熟悉每个分区作用（比如哪些需要先刷写，哪些需要备份）；
2、这种OTA包只能自己制作并打包签名，可以用fastboot线刷包来制作（system/vendor需要用sparse格式，如果不用，解压出来将会很大，刷机非常耗时，不确定因素也将更多），updater-script需要自己编写，控制好流程（1、备份NV，2、刷GPT，3、恢复NV，4、刷MP/AP）；
3、nonAB的改分区的升级，必须使用外部存储；而且这种升级方式不能中断（尤其是注意点2的2-3-4流程部分），存在一定风险。

这个新系统自由度很高，AB or nonAB自选，GPT自定，版本自定等等。
但是这操作显然太麻烦，你可以有后面几个操作。如果aboot和misc作用比较熟，第一步AB的OTA包替换recovery同时替换新的aboot和misc分区，实现重启立即进入recovery升级第二个nonAB格式的OTA包。如果对nonAB的OTA升级流程及脚本比较熟，GPT放入后刷的nonAB的OTA包中。加上AB的OTA包与nonAB的OTA包差异很大，用的同一个证书签名的话，完全可以放一个包中。那整个流程，可以使用一个包一个操作完成。

 

根据上面的思路，使厂商release的AB版本支持改分区表升级有两种方式，第一种方法我已经实现，使用多次没出问题。

方法一，使AB系统的recovery模式不但支持nonAB的OTA方式升级（使用执行文件update-binary与脚本updater-script升级），还支持AB的OTA升级方式（使用自己添加的update_engine_sideload升级）。两种系统的OTA包差异巨大（可以判别关键文件是否存在/判别元数据），识别为哪种，就用哪种方式升级。

方法二，再简单点，不再判断，使AB系统的recovery模式只支持nonAB的OTA升级，system模式依然使用update_engine升级支持AB的OTA升级。

假如AB系统的recovery模式支持nonAB方式的OTA升级，它在实现改分区OTA升级的同时也带来了nonAB系统OTA升级的优缺点，比如给system/vendor打补丁、可以利用签名轻易破解、目标版本高度自由能够轻松跨Android的大版本升级。 OTA改GPT还是需要点积累和经验的，不管如何操作，OTA升级改分区表，其风险就无法避免（设备升级中断大概率挂掉，合入发布前多调试，别说我挖坑！），所以建议熟手操作。。。这需求起因不谈，最后结果还是不错。

这篇只有文字，下篇blog比较有用，新玩意，也算是趋势，而且有图了。

 

后续会思考如何改分区表，并保留userdata。
1、全盘加密的userdata由于recovery无法解密，在userdata空间缩小情况，无思路完全保留userdata；（升级前先缩到指定大小？）
2、文件级加密的userdata，recovery能访问其文件系统，可以改文件系统大小。https://www.cnblogs.com/liuyanfeiyuer/p/11234675.html，未测试验证。

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