Android boot.img 结构

Android 的boot.img 包括 boot header，kernel， ramdisk

首先来看看Makefile是如何产生我们的boot.img的：

boot镜像不是普通意义上的文件系统，而是一种特殊的Android定制格式，由boot header，压缩的内核，ramdisk以及second stage loader（可选）组成，可以从mkbootimg.h文件中看到。

boot,img文件跳过4k的文件头之后，包括两个 gz包，一个是boot.img-kernel.gz：Linux内核，一个是boot.img-ramdisk.cpio.gz

大概的组成结构如下

*
** +-----------------+
** | boot header     | 1 page
** +-----------------+
** | kernel              | n pages  
** +-----------------+
** | ramdisk           | m pages  
** +-----------------+
** | second stage    | o pages
** +-----------------+

boot header为包括命令行参数等等,地址为000-----0xFFF

ramdisk为 1F8B0800000000开头

kernel为 0000A0E1 重复8遍开头

关于boot header这个数据结构我们需要重点注意，在这里我们关注其中几个比较重要的值，这些值定义在boot/boardconfig.h里面，不同的芯片对应vendor下不同的boardconfig，在这里我们的值分别是（分别是kernel/ramdis/tags载入ram的物理地址）：

#define PHYSICAL_DRAM_BASE   0x00200000
#define KERNEL_ADDR          (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00008000)
#define RAMDISK_ADDR         (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x01000000)
#define TAGS_ADDR            (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00000100)
#define NEWTAGS_ADDR         (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00004000)

上面这些值分别和我们开篇时候提到的那几个名词相对应，比如kernel_addr就是ZTEXTADDR，RAMDISK_ADDR就是INITRD_PHYS,而TAGS_ADDR就是PARAMS_PHYS。bootloader会从boot.img的分区中将kernel和ramdisk分别读入RAM上面定义的地址中，然后就会跳到ZTEXTADDR开始执行。

ramdisk映像是一个最基础的小型文件系统，它包括了初始化系统所需要的全部核心文件，例如:初始化init进程以及init.rc（可以用于设置很多系统的参数）等文件。以下是一个典型的ramdisk中包含的文件列表：
./init.trout.rc
./default.prop
./proc
./dev
./init.rc
./init
./sys
./init.goldfish.rc
./sbin
./sbin/adbd
./system
./data

如果要分离可以用winhex将boot。img打开

找到0000A0E1 到1F8B0800000000的前面的数据块保持为ramdisk.img

找到1F8B0800000000到文件尾部的数据块保持为kernel

out/host/linux-x86/bin/mkbootimg  --kernel out/target/product/msm7630_surf/kernel --ramdisk out/target/product/msm7630_surf/ramdisk.img --cmdline "console=ttyMSM1,115200n8 androidboot.hardware=qcom" --base 0x00200000 --pagesize 4096 --output out/target/product/msm7630_surf/boot.img

根据上面的命令我们可以首先看看mkbootimg 这个工具的源文件：system/core/mkbootimg.c。看完之后我们就能很清晰地看到boot.img的内部构造，它是由boot header /kernel  /ramdisk /second stage构成的，其中前3项是必须的，最后一项是可选的。

header + padding + kernel + padding + ramdisk + padding + ...
4 * 2, magic，固定为"ANDROID!"
4 * 1, kernel长度，小端unsigned
4 * 1, kernel地址，应为base + 0x00008000 (base为0x200000)
4 * 1, ramdisk长度，小端unsigned
4 * 1, ramdisk地址，应为base + 0x01000000
4 * 1, second stage长度，小端unsigned，为0
4 * 1, second stage地址，应为base + 0x00f00000
4 * 1, tags地址，应为base + 0x00000100
4 * 1, page大小，小端unsigned, 为2048或者4096