关于android的各种disk images

 

在android的emulator的几点knowledge中，俺对android的各种disk images很好奇，一直想知道怎么去know和hack这些images，所以就有了这篇paper。

1. 用file来查看文件类型
   • chenjian@ubuntu8:/tmp/images$ file *
     kernel-qemu:          data
     local.img:               data
     ramdisk.img:           gzip compressed data, from Unix, last modified: Thu Oct 22 16:30:38 2009
     system.img:           VMS Alpha executable
     userdata.img:         VMS Alpha executable
     opl.img:                 VMS Alpha executable
   • 可见有三种，data, gzip和VMS Alpha executable；
   • 再看从avd目录取得的image文件
   • chenjian@ubuntu8:/tmp/images/HVGA.avd$ file *
     cache.img:               VMS Alpha executable
     userdata.img:           VMS Alpha executable
     userdata-qemu.img:   data
   • 仍然没有逃脱以上三种image类型。
   • 用表格表示如下
     
     

     文件类型	文件
     data	kernel-qemu local.img userdata-qemu.img
     gzip	ramdisk.img
     VMS Alpha executable	system.img userdata.img（images目录） opl.img userdata.img（avd目录） cache.img

2. ramdisk.img
   • 可以使用这个命令来查看ramdisk.img
   • root@ubuntu8:/tmp/images# gzip -d -S .img ramdisk.img 
     root@ubuntu8:/tmp/images# ls -lrt ramdisk 
     -rw-r–r– 1 root root 260608 Oct 22 01:34 ramdisk
   • 可见ramdisk.img被解压成ramdisk，
   • root@ubuntu8:/tmp/images# file ramdisk 
     ramdisk: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
   • 可见ramdisk是个cpio文件，需要用cpio来extract
   • root@ubuntu8:/tmp/images# mkdir ramdiskdir                                        创建ramdiskdir来装ramdisk的内容
     root@ubuntu8:/tmp/images# cd ramdiskdir/                                          cd到该目录中
     root@ubuntu8:/tmp/images/ramdiskdir# cpio -idmv <../ramdisk                 使用cpio来extractramdisk文件
     data
     default.prop
     dev
     init
     init.goldfish.rc
     init.rc
     proc
     sbin
     sbin/adbd
     sys
     system
     509 blocks
     root@ubuntu8:/tmp/images/ramdiskdir# ls                                            这就是被打包在ramdisk中的文件
     data  default.prop  dev  init  init.goldfish.rc  init.rc  proc  sbin  sys  system
   • 使用find和file来看这些文件，发现init其实是个ARM arch的可执行文件，这也和emulator中所说的linux是ARM arch相吻合
     root@ubuntu8:/tmp/images/ramdiskdir# find . -type f|file -f -
     ./default.prop:              ASCII text
     ./init.rc:         ASCII English text
     ./init.goldfish.rc:                  ASCII English text
     ./init:      ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), statically linked, stripped
     ./sbin/adbd:           ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), statically linked, stripped
   • 查看某些文件的md5

     root@ubuntu8:/tmp/images/ramdir# find . -name "init*"|xargs md5sum
     c3cff931e494bb4872f0ebefe1dad548  ./init.rc
     90dd60a3458cce84901d12b362880339  ./init.goldfish.rc
     7a950533c62fe91300a5b31b12a38084  ./init

   • ls –lrt 这些文件

     root@ubuntu8:/tmp/images/ramdir# find . |grep init|xargs ls -lrt
     -rwxr-x— 1 root root  11875 Jan  1  1970 ./init.rc
     -rwxr-x— 1 root root   2138 Jan  1  1970 ./init.goldfish.rc
     -rwxr-x— 1 root root 127548 Jan  1  1970 ./init

3. data
   data文件共有这么几个，kernel-qemu，local.img和userdata-qemu.img。
   什么是data文件？如何使用这些文件？我们面临着么两个问题
4. VMS Alpha executable
   VMS Alpah executable共有这么几个system.img，userdata.img，opl.img，userdata.img和cache.img。
   什么是VMS Alpha executable？如何使用这些文件？我们面临这么两个问题。。。
5. adb shell（1.5版本）
   使用这个命令据说可以在emulator起来以后进入到android os的shell中，我们来看看、
   • D:Program FilesOPhoneSDK_1.5.betatools>adb shell
     # pwd
     pwd
     /
   • # ls -l
     ls -l
     lrwxrwxrwx root     root              2010-01-31 15:03 preload -> /system/preload
     drwxr-xr-x root     root              2010-01-31 15:03 Linux
     lrwxrwxrwx root     root              2010-01-31 15:03 bin -> /opl/telephony/bin
     lrwxrwxrwx root     root              2010-01-31 15:03 usr -> /opl/telephony/usr
     lrwxrwxrwx root     root              2010-01-31 15:03 lib -> /opl/telephony/lib
     drwxrwxrwt root     root              2010-01-31 15:05 tmp
     drwxrwxrwt root     root              2010-01-31 15:05 sqlite_stmt_journals
     drwxrwx— system   cache             2009-12-20 10:11 cache
     drwxr-xr-x system   system            2009-10-10 13:11 opl
     drwxrwxrwx system   system            2009-10-24 01:48 local
     d——— system   system            2010-01-31 15:03 sdcard
     drwxr-xr-x root     root              2010-01-31 15:03 d
     lrwxrwxrwx root     root              2010-01-31 15:03 etc -> /system/etc
     drwxr-xr-x root     root              2009-10-22 16:20 system
     drwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 sys
     drwxr-x— root     root              1970-01-01 08:00 sbin
     dr-xr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 proc
     -rwxr-x— root     root        11875 1970-01-01 08:00 init.rc
     -rwxr-x— root     root         2138 1970-01-01 08:00 init.goldfish.rc
     -rwxr-x— root     root       127548 1970-01-01 08:00 init
     -rw-r–r– root     root          118 1970-01-01 08:00 default.prop
     drwxrwx–x system   system            2009-12-20 10:11 data
     drwx—— root     root              1970-01-01 08:00 root
     drwxr-xr-x root     root              2010-01-31 15:04 dev
   • 果然，可以run一些linux下的基本命令，如ls，pwd等，证明了我们确实是获得了一个linux shell
   • 另外黄颜色显示的文件和我们在ramdisk中看到的文件似乎大小一致，暗示它们是同一。
   • run mount to see有那些文件系统被mount了

     # mount
     mount
     rootfs / rootfs ro 0 0
     tmpfs /dev tmpfs rw,mode=755 0 0
     devpts /dev/pts devpts rw,mode=600 0 0
     proc /proc proc rw 0 0
     sysfs /sys sysfs rw 0 0
     tmpfs /sqlite_stmt_journals tmpfs rw,size=4096k 0 0
     tmpfs /tmp tmpfs rw 0 0
     /dev/block/mtdblock0 /system yaffs2 rw 0 0                                     
     /dev/block/mtdblock4 /opl yaffs2 rw 0 0
     /dev/block/mtdblock1 /data yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0
     /dev/block/mtdblock3 /local yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0
     /dev/block/mtdblock2 /cache yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0

   • 我们看见了system，opl，data，local和cache；恩，这些名字和那个表格里的data/VMS Alpha Executable似乎有些重合
     /system，/opl和/cache是VMS Alpha Executable的system.img，opl.img和cache.img转换而来
     /local是data的local.img转换而来
     /data嘛，就不太好判断，不知道和userdata.img和userdata-qemu.img有什么关系没？
     但至少我们知道可以查看/system来明白system image包含哪些东西了吧。。。，比如/system/framework就是android的framework啦
     也可以知道可以查看/cache来明白什么是cache image的内涵了吧。。。
     对于local image同理可得。。。
   • 另外，adb shell提供的command有限，比如没有zcat，cp，uname和busybox等，有没有办法能将这些命令加入进去呢？
     到这里下载busybox，http://benno.id.au/blog/2007/11/14/android-busybox，然后按照提示将busybox push至/data/busybox目录，install后即可运行所有的busybox applet。比如：

     # /data/busybox/zcat /proc/config.gz|/data/busybox/more
     /data/busybox/zcat /proc/config.gz|/data/busybox/more
     #
     # Automatically generated make config: don’t edit
     # Linux kernel version: 2.6.25
     # Mon Nov 10 05:02:15 2008
     所以我们就能知道1.5的Android用的linux kernel是2.6.25版本的。。。

6. kernel在哪里？
7. 什么是yaffs2？ http://en.wikipedia.org/wiki/YAFFS2
   ok，这又是一种新的文件系统，designed specially for NAND chips；YAFFS2是YAFFS的第二版，为了适应新的NAND chips，这些新chip的page size有2048bytes，plus 64bytes的spare areas；老版本的NAND chips的page是512bytes，plus 16bytes spare area。
8. 这些disk images从何而来？
   从这篇文章编译Android1.5里能否得到一些启示？
   在编译android1.5后，其实我们能得到3个img文件，似乎可以下断言，这三个image是在编译android的过程中得到的。有关生成他们的过程又是另外一个话题，估计得去读makefile了。

   root@ubuntu8:/ophone/android-1.5# find . -name *.img
   ./out/target/product/generic/obj/PACKAGING/systemimage_unopt_intermediates/system.img
   ./out/target/product/generic/userdata.img
   ./out/target/product/generic/system.img
   ./out/target/product/generic/ramdisk.img
   BTW, out目录是在编译过程中产生的目录，其余目录则是source目录

9. 如何增大/data目录的大小？
   /data目录缺省大小仅有64M，这导致在调试某些大apk时，emulator会报告insufficient storage，为了解决这个问题，可以使用emulator的-partition-size来指定/data目录的大小；从下列命令可以看出userdata.img被map成mtd1，而mtd1又被mount成/data

   # mount
   mount
   rootfs / rootfs ro 0 0
   tmpfs /dev tmpfs rw,mode=755 0 0
   devpts /dev/pts devpts rw,mode=600 0 0
   proc /proc proc rw 0 0
   sysfs /sys sysfs rw 0 0
   tmpfs /sqlite_stmt_journals tmpfs rw,size=4096k 0 0
   none /dev/cpuctl cgroup rw,cpu 0 0
   /dev/block/mtdblock0 /system yaffs2 ro 0 0
   /dev/block/mtdblock1 /data yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0
   /dev/block/mtdblock2 /cache yaffs2 rw,nosuid,nodev 0 0

   # cat /proc/mtd
   cat /proc/mtd
   dev:    size   erasesize  name
   mtd0: 07c20000 00020000 "system"
   mtd1: 07c20000 00020000 "userdata"
   mtd2: 04000000 00020000 "cache"