將安卓操作系統(tǒng)移植到嵌入式平臺的最佳實踐

Android是流行的智能手機操作系統(tǒng)，它正在接管平板電腦，汽車，智能電視，可穿戴設(shè)備，家用電器，游戲機市場等。它為嵌入式平臺提供了獨特而熟悉的體驗，從最小的智能手表屏幕到可折疊和鍍鉻書上的較大顯示屏，再到車載娛樂系統(tǒng)，再到最大的電視屏幕。Android操作系統(tǒng)驅(qū)動的醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)療保健行業(yè)也被廣泛接受。因此，將Android操作系統(tǒng)移植到嵌入式平臺最近引起了很多關(guān)注。

但是，在執(zhí)行安卓操作系統(tǒng)移植之前，請遵循以下做法，以確保高效和成功的安卓移植。

遵循 Linux 內(nèi)核編碼標準和安卓編碼標準

有各種過程被認為是軟件開發(fā)的基本屬性。這些過程用于特定的編程語言、編程風(fēng)格、方法等。編碼標準確保開發(fā)人員遵循特定的準則來處理項目。在為安卓移植進行驅(qū)動程序定制時，有必要遵循Linux / Android編碼標準。這確保了無錯誤且易于維護的驅(qū)動程序。還需要檢查代碼是否沒有未使用的變量。

在編碼時保持一致性對于程序的質(zhì)量至關(guān)重要。此外，在系統(tǒng)的不同級別上普遍遵循準則，以避免彼此矛盾。完成的程序代碼應(yīng)由單個開發(fā)人員在單個會話中管理，或者看起來像是由單個開發(fā)人員編寫的。

開發(fā)安全啟動和映像身份驗證

安全啟動是設(shè)備安全體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建基塊。從技術(shù)上講，安全啟動是在設(shè)備上加載和執(zhí)行每個軟件映像的啟動序列。此外，此軟件映像是使用軟件授權(quán)的。此序列旨在通過在執(zhí)行之前檢查所有代碼來防止運行未經(jīng)授權(quán)或已修改的代碼。

所有圖像加載都遵循相同的常規(guī)過程，稱為“加載器”。加載程序分配一個安全的內(nèi)存區(qū)域來加載“ELF 標頭”、“程序標頭”和“哈希段”。加載程序通過檢查圖像元數(shù)據(jù)、根證書、證書鏈和哈希表來驗證哈希段。加載程序通過對加載的 ELF 段進行哈希處理并將哈希值與哈希表中的相等條目進行比較來驗證加載的 ELF 段。如果任何計算的哈希值存在差異，則拒絕圖像。

此過程可確保加載程序永遠不會意外覆蓋內(nèi)存中的重要數(shù)據(jù)（包括加載程序的代碼和數(shù)據(jù)），并且圖像數(shù)據(jù)從不受信任的存儲中加載。

開發(fā)已驗證的啟動

已驗證啟動可確保所有執(zhí)行的代碼都來自受信任的源（通常是設(shè)備 OEM）。它直接從引導(dǎo)分區(qū)、受硬件保護的信任根和引導(dǎo)加載程序創(chuàng)建一個完整信任鏈，以訪問其他已驗證的分區(qū)，包括系統(tǒng)、供應(yīng)商和可選的 OEM 分區(qū)。在設(shè)備啟動期間，每個階段都會在移交執(zhí)行之前驗證下一階段的完整性和真實性。

之后，“已驗證啟動”會檢查具有回滾保護的 Android 版本是否正確，因為回滾保護通過確保設(shè)備僅更新到較新版本的 Android，有助于防止可能的漏洞利用變得持續(xù)存在。此外，經(jīng)過驗證的啟動還允許Android設(shè)備與用戶交流其完整性狀態(tài)。

安卓操作系統(tǒng)移植

移植 Linux 內(nèi)核是移植安卓系統(tǒng)最重要的因素之一。從 kernel.org 下載相應(yīng)的 Linux 版本，并將 Linux 移植到目標主板。此內(nèi)核稱為目標板的參考內(nèi)核。查找與參考內(nèi)核具有相同修訂版的 Android 內(nèi)核，或者使用最接近的修訂版來簡化過程。將參考內(nèi)核和 Android 內(nèi)核合并到將移植到目標板的合并內(nèi)核中。集成到適用于 Android 的 Linux 內(nèi)核中的一些新組件是調(diào)試器、AshMem、開放活頁夾、電源管理器、低內(nèi)存殺手和記錄器。

要為 Android 正確配置合并的內(nèi)核，您必須通過從合并的源代碼構(gòu)建內(nèi)核映像來測試 Linux 根文件系統(tǒng)的已知工作配置。

注意：引用內(nèi)核和 Android 內(nèi)核的修訂不匹配可能會導(dǎo)致花費更多時間進行合并和調(diào)試。

能夠配置升級（即 OTA）服務(wù)器

OTA（無線）是安卓用于安卓設(shè)備中系統(tǒng)級更新（如操作系統(tǒng)更新）的機制。建議堅持讓移植公司使用安卓OTA升級機制，而不是本土的升級系統(tǒng)。接下來，您可以將 OTA 升級服務(wù)器配置為您選擇的服務(wù)器。這將使您能夠控制更新過程，并控制客戶何時可以使用錯誤修復(fù)。它還為安卓消費類設(shè)備提供了一致的用戶體驗。

移植安卓 11 時需要考慮的事項

Android 11 包含與分區(qū)布局相關(guān)的各種更改，這些更改可以支持動態(tài)分區(qū) - Android 用戶空間分區(qū)系統(tǒng)，可在無線 （OTA） 更新期間創(chuàng)建、調(diào)整大小或銷毀分區(qū)。這些動態(tài)分區(qū)消除了供應(yīng)商管理單個大小的分區(qū)（如系統(tǒng)、供應(yīng)商和產(chǎn)品）的痛苦。相反，設(shè)備會分配一個超級分區(qū)，以及可以在其中動態(tài)調(diào)整大小的子分區(qū)。

當所有特定于供應(yīng)商的信息都從引導(dǎo)分區(qū)中分離出來并重新定位到供應(yīng)商引導(dǎo)分區(qū)中時，它可以使用 GKI（通用內(nèi)核映像）輕松引導(dǎo)任意設(shè)備?，F(xiàn)在，供應(yīng)商啟動分區(qū)包含以前包含在啟動分區(qū)中的信息（例如閃存頁大小、內(nèi)核、虛擬硬盤加載地址、DTB 本身）。要在移植 Android 11 時成功完成引導(dǎo)，引導(dǎo)加載程序必須能夠同時訪問引導(dǎo)分區(qū)和供應(yīng)商引導(dǎo)分區(qū)以獲取足夠的數(shù)據(jù)。

在非 A/B 設(shè)備的恢復(fù)映像上，恢復(fù)映像應(yīng)包含來自設(shè)備樹 blob （DTB） 或高級配置和電源接口 （ACPI） 覆蓋映像的信息。當此類設(shè)備啟動到恢復(fù)時，引導(dǎo)加載程序可以加載與恢復(fù)映像兼容的覆蓋映像。支持 A/B（無縫）更新的設(shè)備應(yīng)使用恢復(fù)作為啟動而不是單獨的恢復(fù)分區(qū)，并且通用內(nèi)核映像 （GKI） 必須使用主啟動標頭版本 3 才能與供應(yīng)商啟動分區(qū)兼容。

遵循上述嵌入式工程實踐，您可以確保在嵌入式平臺上高效、成功地移植Android，增強現(xiàn)有連接設(shè)備的功能，或者從頭開始設(shè)計新系統(tǒng)，而不會有太多的麻煩。

審核編輯：郭婷