將Android操作系統(tǒng)移植到嵌入式平臺的最佳實(shí)踐

Android 是流行的智能手機(jī)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(jī)市場等。它為嵌入式平臺提供了獨(dú)特而熟悉的體驗(yàn)，從最小的智能手表屏幕到可折疊和 chromebook 上的更大顯示器，再到車載娛樂系統(tǒng)，再到最大的電視屏幕。Android OS 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，Android OS 向嵌入式平臺的移植最近引起了很多關(guān)注。

但是，在執(zhí)行 Android 操作系統(tǒng)移植之前，請遵循以下做法以確保高效且成功地進(jìn)行 Android 移植。

遵循 Linux 內(nèi)核編碼標(biāo)準(zhǔn)和 Android 編碼標(biāo)準(zhǔn)

有各種程序被認(rèn)為是軟件開發(fā)的基本屬性。這些程序用于特定的編程語言、編程風(fēng)格、方法等。編碼標(biāo)準(zhǔn)確保開發(fā)人員遵循特定的指導(dǎo)方針來處理項(xiàng)目。在進(jìn)行 Android 移植的驅(qū)動程序定制時，必須遵循 Linux/Android 編碼標(biāo)準(zhǔn)。這確保了無錯誤且易于維護(hù)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指導(dǎo)方針，以避免相互矛盾。完成的程序代碼應(yīng)該由單個開發(fā)人員在單個會話中管理或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(yàn)證

安全啟動是設(shè)備安全架構(gòu)的構(gòu)建塊。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順序。此外，該軟件映像是使用軟件授權(quán)的。此序列旨在通過在執(zhí)行前檢查所有代碼來防止運(yùn)行未經(jīng)授權(quán)或修改的代碼。

所有圖像加載都遵循稱為“加載器”的相同通用過程。加載器分配一個安全的內(nèi)存區(qū)域來加載“ELF Header”、“The Program Header”和“The hash segment”。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(yàn)證哈希段。加載器通過散列它們并將散列值與散列表中的相等條目進(jìn)行比較來驗(yàn)證加載的 ELF 段。如果任何計算的哈希值存在差異，則圖像被拒絕。

這個過程確保加載器永遠(yuǎn)不會意外地覆蓋內(nèi)存中的重要數(shù)據(jù)（包括加載器的代碼和數(shù)據(jù)），而圖像數(shù)據(jù)是從不受信任的存儲中加載的。

開發(fā)經(jīng)過驗(yàn)證的引導(dǎo)

驗(yàn)證啟動確保所有執(zhí)行的代碼都來自受信任的來源（通常是設(shè)備 OEM）。它創(chuàng)建從引導(dǎo)分區(qū)、受硬件保護(hù)的信任根和引導(dǎo)加載程序到其他經(jīng)過驗(yàn)證的分區(qū)（包括系統(tǒng)、供應(yīng)商和可選的 OEM 分區(qū)）的完整信任鏈。在設(shè)備啟動期間，每個階段都會在移交執(zhí)行之前驗(yàn)證下一個階段的完整性和真實(shí)性。

之后，驗(yàn)證啟動會通過回滾保護(hù)檢查正確的 Android 版本，因?yàn)榛貪L保護(hù)通過確保設(shè)備僅更新到較新版本的 Android 來幫助防止可能的漏洞持續(xù)存在。此外，驗(yàn)證啟動還允許 Android 設(shè)備與用戶交流其完整性狀態(tài)。

用于 Android 的端口 Linux 內(nèi)核：

安卓操作系統(tǒng)移植

移植 Linux 內(nèi)核是移植 Android 的最重要因素之一。從 kernel.org 下載適當(dāng)?shù)?Linux 版本并將 Linux 移植到您的目標(biāo)板。該內(nèi)核被稱為目標(biāo)板的參考內(nèi)核。查找與參考內(nèi)核具有相同版本的 Android 內(nèi)核，或者使用最接近的版本來簡化過程。將參考內(nèi)核和 Android 內(nèi)核合并為一個合并的內(nèi)核，該內(nèi)核將被移植到目標(biāo)板上。為 Android 集成到 Linux 內(nèi)核中的一些新組件是 Debugger、AshMem、Open Binder、Power Manager、Low memory killer 和 logger。

要為 Android 正確配置合并內(nèi)核，您必須使用 Linux 根文件系統(tǒng)通過從合并源構(gòu)建內(nèi)核映像來測試已知的工作配置。

注意：參考內(nèi)核和 Android 內(nèi)核的版本不匹配可能會導(dǎo)致花費(fèi)更多時間進(jìn)行合并和調(diào)試。

配置升級（即OTA）服務(wù)器的能力

OTA（空中下載）是 Android 用于在 Android 設(shè)備中進(jìn)行系統(tǒng)級更新的機(jī)制，例如操作系統(tǒng)更新。建議堅(jiān)持移植公司使用Android OTA升級機(jī)制，而不是國產(chǎn)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何時向客戶提供錯誤修復(fù)。它還為 Android 消費(fèi)設(shè)備提供一致的用戶體驗(yàn)。

移植 Android 11 時需要考慮的事項(xiàng)

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) - 適用于 Android 的用戶空間分區(qū)系統(tǒng)，可以在無線 （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(dāng)所有特定于供應(yīng)商的信息都從引導(dǎo)分區(qū)中提取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)商引導(dǎo)分區(qū)包含以前包含在引導(dǎo)分區(qū)中的信息（例如閃存頁面大小、內(nèi)核、ramdisk 加載地址、DTB 本身）。要在移植 Android 11 時成功完成引導(dǎo)，引導(dǎo)加載程序必須能夠訪問引導(dǎo)分區(qū)和供應(yīng)商引導(dǎo)分區(qū)以獲得足夠的數(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(dāng)此類設(shè)備啟動恢復(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)作為引導(dǎo)而不是單獨(dú)的恢復(fù)分區(qū)，并且通用內(nèi)核映像 （GKI） 必須使用 3 的主引導(dǎo)標(biāo)頭版本以與供應(yīng)商引導(dǎo)分區(qū)兼容。

遵循上述嵌入式工程實(shí)踐，您可以確保在嵌入式平臺上高效成功地移植 Android，并增強(qiáng)現(xiàn)有連接設(shè)備的功能或從頭開始設(shè)計新系統(tǒng)，而無需太多麻煩。

審核編輯：郭婷