OTA升级中关于update.zip包的一些总结

update.zip包整理
一、 update.zip包的目录结构
          |----boot.img
          |----system/
          |----recovery/
                `|----recovery-from-boot.p
                `|----etc/
                        `|----install-recovery.sh
          |---META-INF/
              `|CERT.RSA
              `|CERT.SF
              `|MANIFEST.MF
              `|----com/
                     `|----google/
                             `|----android/
                                    `|----update-binary
                                    `|----updater-script
                             `|----android/
                                    `|----metadata
二、
boot.img 包含kernel和ramdisk，用来更新boot分区所需要的文件
system 内容升级后放在系统的system分区，主要更新一些apk和so库
recovery/目录中的recovery-from-boot.p是boot.img和recovery.img的补丁(patch),主要用来更新recovery分区，其中etc/目录下的install-recovery.sh是更新脚本
update-binary是一个二进制文件，相当于一个脚本解释器，能够识别updater-script中的描述的操作，该文件在具体的更新包中名字由源码中bootable/recovery/install.c中的
      ASSUMED_UPDATE_BINARY_NAME的值而定
updater-script：此文件是一个脚本文件，具体描述更新过程，在之前可以根据具体情况编写该脚本适应我们的具体需求，该文件的命名由源码中的bootable/recovery/   
      updater/updater.c文件中的SCRIPT_NAME的值而定
metadata文件是描述设备信息及环境变量的元数据，主要包括一些编译选项，签名公钥，时间戳以及设别型号等
uesrdata目录，用来更新系统中的用户数据部分，这部分内容在更新后会存放在系统的data目录下，但是在Android M后data分区默认加密，在OTA的时候不能挂载data分
      区，所以不能进行更新
在update.zip包生成后需要对其进行签名，否则在升级时会出现认证失败的错误提示。而且签名要使用和目标版本一致的加密公钥。加密公钥以及加密所需的三个文件在Android源码编译后生成的具体路径为：
out/host/linux-x86/framework/signapk.jar
build/target/product/security/testkey.x509.pem
build/target/product/security/testkey.pk8
具体的加密方法：$ java -jar out/host/linux-x86/framework/signapk.jar -w build/traget/product/security/tesetkey.x509.pem build/target/product/security/testkey.pk8 update.zip update_signed.zip
MANIFEST.MF :这个manifest文件定义了与包的组成结构相关的数据，类似Android应用的manifest.xml文件
CERT.RSA：与签名文件相关联的签名程序块文件，他存储了用于签名jar文件的公共签名
CERT.SF：这是jar文件的签名文件，其中前缀CERT代表签名者
在具体升级的时候，对update.zip包检查时大致会分成三步：1.检验SF文件与RSA文件是否匹配。2、检验MANIFEST.MF与签名文件中的digest是否一致。3.检验包中的文件与MANIFEST中所描述的是否一致。
三、Android升级包update.zip的生成过程分析
使用make otapackage命令生成update.zip的过程分析。
            在源码根目录下执行make otapackage命令生成update.zip包主要分为两步，第一步是根据Makefile执行编译生成一个update原包（zip格式）。第二步是运行一个python脚本，并以上一步准备的zip包作为输入，最终生成我们需要的升级包。下面进一步分析这两个过程。（简单开说就是，首先生成cota包，在利用cota包生成差分包和整包）
            第一步：编译Makefile。对应的Makefile文件所在位置：build/core/Makefile。从该文件会生成一个zip包，这个包最后会用来制作OTA package 或者filesystem image。
根据Makefile可以分析这个包的生成过程：
            首先创建一个root_zip根目录，并依次在此目录下创建所需要的如下其他目录
            ①创建RECOVERY目录，并填充该目录的内容，包括kernel的镜像和recovery根文件系统的镜像。此目录最终用于生成recovery.img。
            ②创建并填充BOOT目录。包含kernel和cmdline以及pagesize大小等，该目录最终用来生成boot.img。
            ③向SYSTEM目录填充system image。
            ④向DATA填充data image。
            ⑤用于生成OTA package包所需要的额外的内容。主要包括一些bin命令。
            ⑥创建META目录并向该目录下添加一些文本文件，如apkcerts.txt(描述apk文件用到的认证证书)，misc_info.txt(描述Flash内存的块大小以及boot、recovery、system、userdata等分区的大小信息)。
            ⑦使用保留连接选项压缩我们在上面获得的root_zip目录。
            ⑧使用fs_config(build/tools/fs_config)配置上面的zip包内所有的系统文件(system/下各目录、文件)的权限属主等信息。fs_config包含了一个头文件#include“private/android_filesystem_config.h”。在这个头文件中以硬编码的方式设定了system目录下各文件的权限、属主。执行完配置后会将配置后的信息以文本方式输出 到META/filesystem_config.txt中。并再一次zip压缩成我们最终需要的原始包。
第二步：上面的zip包只是一个编译过程中生成的原始包。这个原始zip包在实际的编译过程中有两个作用，一是用来生成OTA update升级包，二是用来生成系统镜像。在编译过程中若生成OTA update升级包时会调用（具体位置在Makefile的1037行到1058行）一个名为ota_from_target_files的Python脚本，位置在/build/tools/releasetools/ota_from_target_files。这个脚本的作用是以第一步生成的zip原始包作为输入，最终生成可用的OTA升级zip包。
用法---Usage: ota_from_target_files [flags] input_target_files output_ota_package
                        -b 过时的。
                        -k签名所使用的密钥
                        -i生成增量OTA包时使用此选项。后面我们会用到这个选项来生成OTA增量包。
                        -w是否清除userdata分区
                        -n在升级时是否不检查时间戳，缺省要检查，即缺省情况下只能基于旧版本升级。
                        -e是否有额外运行的脚本
                        -m执行过程中生成脚本(updater-script)所需要的格式,目前有两种即amend和edify。对应上两种版本升级时会采用不同的解释器。缺省会同时生成两种格式
        的脚 本。
                        -p定义脚本用到的一些可执行文件的路径。
                        -s定义额外运行脚本的路径。
                        -x定义额外运行的脚本可能用的键值对。
                        -v执行过程中打印出执行的命令。
                        -h命令帮助
下面我们分析ota_from_target_files这个python脚本是怎样生成最终zip包的。
主函数main是python的入口函数，我们从main函数开始看，大概看一下main函数（脚本最后）里的流程就能知道脚本的执行过程了。
                       ① 在main函数的开头，首先将用户设定的option选项存入OPTIONS变量中，它是一个python中的类。紧接着判断有没有额外的脚本，如果有就读入到OPTIONS变量中。
                       ② 解压缩输入的zip包，即我们在上文生成的原始zip包。然后判断是否用到device-specific extensions（设备扩展）如果用到，随即读入到OPTIONS变量中。
                       ③ 判断是否签名，然后判断是否有新内容的增量源，有的话就解压该增量源包放入一个临时变量中（source_zip）。自此，所有的准备工作已完毕，随即会调用该 脚本中最主要的函数WriteFullOTAPackage(input_zip,output_zip)
                       ④ WriteFullOTAPackage函数的处理过程是先获得脚本的生成器。默认格式是edify。然后获得metadata元数据，此数据来至于Android的一些环境变量。然后获得设备配置参数比如api函数的版本。然后判断是否忽略时间戳。
                       ⑤ WriteFullOTAPackage函数做完准备工作后就开始生成升级用的脚本文件(updater-script)了。生成脚本文件后将上一步获得的metadata元数据写入到输出包out_zip。
                       ⑥至此一个完整的update.zip升级包就生成了。将升级包拷贝到SD卡中就可以用来升级了。
四、 Android OTA增量包update.zip的生成
在上面的过程中生成的update.zip升级包是全部系统的升级包，而在实际升级中，我们只希望能够升级我们改变的那部分内容。这就需要使用增量包来升级。生成增量包的过程也需要上文中提到的ota_from_target_files.py的参与。
         下面是制作update.zip增量包的过程。
          ① 在源码根目录下依次执行下列命令
           $ . build/envsetup.sh
           $ lunch XXX
           $ make
           $ make otapackage
           执行上面的命令后会在out/target/product/tcc8800/下生成我们第一个系统升级包。我们先将其命名为A.zip
          ② 在源码中修改我们需要改变的部分，比如修改内核配置，增加新的驱动等等。修改后再一次执行上面的命令。就会生成第二个我们修改后生成的update.zip升级包。将其命名为B.zip。
          ③ 在上文中我们看了ota_from_target_files.py脚本的使用帮助，其中选项-i就是用来生成差分增量包的。使用方法是以上面的A.zip 和B.zip包作为输入，以update.zip包作  为输出。生成的update.zip就是我们最后需要的增量包。
              具体使用方式是：将上述两个包拷贝到源码根目录下，然后执行下面的命令。
              $ ./build/tools/releasetools/ota_from_target_files -i A.zip B.zip update.zip。（还可以加入其他参数，例如-x，-k，-p等等）
              在执行上述命令时会出现未找到recovery_api_version的错误。原因是在执行上面的脚本时如果使用选项i则会调用WriteIncrementalOTAPackage会从A包和B包中的META目录下搜索misc_info.txt来读取recovery_api_version的值。但是在执行make  otapackage命令时生成的update.zip包中没有这个目录更没有这个文档。
              此时我们就需要使用执行make otapackage生成的原始的zip包。这个包的位置在out/target/product/XX/obj/PACKAGING/target_files_intermediates/目录下（cota包），它是在用命令make otapackage之后的中间生产物，是最原始的升级包。我们将两次编译的生成的包分别重命名为A.zip和B.zip，并拷贝到SD卡根目录下重复执行上面的命令：
               $ ./build/tools/releasetools/ota_form_target_files -i A.zip B.zip update.zip。
             
另：
生成差分包调用的是文件./build/tools/releasetools/ota_from_target_files中的WriteIncrementalOTA方法，调用时需要将两个版本的差分资源包作为参数传进来，形如：
./build/tools/releasetools/ota_from_target_files –n –i ota_v1.zip ota_v2.zip update.zip
其中，参数n表示忽略时间戳；i表示生成增量包（即差分包）；ota_v1.zip与ota_v2.zip分别代表前后两个版本的差分资源包；而update.zip则表示最终生成的差分包。
WriteIncrementalOTA函数会计算输入的两个差分资源包中版本的差异，并将其写入到差分包中；同时，将updater及生成脚本文件udpate-script添加到升级包中。