Qualcomm MSM8916 将开关机动画放置到指定分区做法

应一个客户的需要，需要在 Android 5.1 上，将 Android 的开机 logo、开机动画 bootanimation.zip 和关机动画shutdownanimation.zip 一起存放在 splash 分区。下面就记述下实现的难点、思路以及大体逻辑。

难点

在整个实现的过程中，难点有两部分：

Android 5.1 权限问题，也就是 SElinux 问题；
数据结构字节对齐问题

在后面的步骤中一一叙述之。

思路

将开机logo、kernel logo(如果有的话)、bootanimation.zip、shutdownanimation.zip 分别以二进制的形式存放在 splash 分区。为了系统能准确读出这几种文件，还需要将这几种文件的大小、以及存在 splash 分区的哪个位置，这两类参数也得保存到 splash 某个特定的位置。开机后，bootloader会首先取出开机logo进行显示，到了开机动画显示阶段，在显示之前，从 splash 分区取出 bootanimation.zip 然后显示，关机动画也是同样的道理。

实现

以下是实现的过程。

文件存入与读取

怎么放入 splash 分区，直接影响到怎么从 splash 分区读取文件。客户指定的 splash 分区一共是 20M，经过实际测量和估算，bootloader 开机 logo 大约占 2M，如果 kernel logo 也做的话，大概也在 2M 左右。而一般来说，bootanimation.zip 和 shutdownanimation.zip 也都大概在 7M 左右。那么总的算下来， 2x2M + 7x2M = 18M。那么怎么存呢？前面说过，怎么存将影响到怎么取。无非就两种取法：

系统在约定的启动阶段，去约定的 splash 地址，读取约定大小的文件
在 splash 分区特定的位置，放置一张表，表里说明，某个文件存放的位置，以及该文件的大小

对比两种取法，后面一种比前面一种灵活性更好，前面一种写法是在“取”的代码中把什么都写死了，一旦后面需要增加文件的大小，又得来修改这部分“取”的代码。而第二种方法则避免了这种缺陷。那这样吧，就将三个文件存放的起始地址、三个文件的大小，做成一张表，放在 splash 分区的最前面，每次读取文件的时候，就先检索该文件，然后根据该文件里面的值进行判定。为了更加准确，还需要加上一些头和尾，来作为校验。那么整个 splash 分区划定后如下：

如上图所示，对整个splash分区进行了划定。下面来说明每个子分区里面的详细内容。

splash head

在 splash head 里面需要放置以下内容:

splash head 头标志，这里使用字符串 “SPLASH!!” 来表示；
bootloader logo.png 的(存放)起始地址；
kernel logo.png 的(存放)起始地址；
bootanimation.zip 的(存放)起始地址；
shutdownanimation.zip 的(存放)起始地址

在上面的参数中，bootloader logo.png 、kernel logo.png 和 bootanimation.zip 的起始地址都是固定的，而 shutdownanimation.zip 的起始地址，是随着 bootanimation.zip 的起始地址加上其文件大小得出来的----这样做的目的是，将shutdownanimation.zip 接着 bootanimation.zip 放，尽可能的节约空间。另外，在代码中，因为当时为了验证的原因，多存入了 bootanimation.zip 和 shutdownanimation.zip 的大小参数，其实这俩参数在此处也可以不要。

bootloader logo.png 和 kernel logo.png 区域

这里没有什么特别的，直接在指定的地址上，写入 logo.png 即可。不过代码中并没有真正的去存入和读取 kernel logo.png—一般的，kernel logo.png 都不再显示了。

bootanimation.zip 区域

在 bootanimation.zip 区域，分为了 32 bytes 的头、bootanimation.zip 文件以及32 bytes 的尾三部分。

其详细放置情况如下：

bootanimation.zip head 标志，这里使用了 “BOOTANIMATION!!”；
紧跟着 32 bytes 后放入 bootanimation.zip 文件大小的参数，以 byte 为单位，该参数占4 bytes.
接着放入 bootanimation.zip 的二进制文件；
接着放入 32 bytes 的尾部，在尾部的前 16 bytes，放入 bootanimation.zip 区域的结束标志，这里使用了 “BOOTANIMATIONEND”。

那么，在开机动画阶段，读取 bootanimation.zip 的流程即是：

读取 512 bytes 的 splash head 校验，并取出其中 bootanimation.zip 的首地址；
seek 到 bootanimation.zip 区域的首地址，读取 32 bytes 的 head，校验并取出其中该文件大小的参数；
继续偏移 32 bytes，然后读取上述文件大小的字节数，放入缓存区；
继续读取 32 bytes 的尾，并取出其中的 16 bytes 的尾并校验之；
如果校验通过，则将第3步读取的数据写入到磁盘，结束对 bootanimation.zip 文件的读取。否则，则返回失败。

shutdownanimation.zip 区域

在 shutdownanimation.zip 区域，分为了 32 bytes 的头、shutdownanimation.zip 文件以及32 bytes 的尾三部分。

其详细放置情况如下：

shutdownanimation.zip head 标志，这里使用了 “SHUTDOWNANIMATION!!”；
紧跟着 32 bytes 后放入 shutdownanimation.zip 文件大小的参数，以 byte 为单位，该参数占4 bytes.
接着放入 shutdownanimation.zip 的二进制文件；
接着放入 32 bytes 的尾部，在尾部的前 19 bytes，放入 shutdownanimation.zip 区域的结束标志，这里使用了 “SHUTDOWNANIMATIONEND”。

那么，在关机动画阶段，读取 shutdownanimation.zip 的流程即是：

读取 512 bytes 的 splash head 校验，并取出其中 shutdownanimation.zip 的首地址；
seek 到 shutdownanimation.zip 区域的首地址，读取 32 bytes 的 head，校验并取出其中该文件大小的参数；
继续偏移 32 bytes，然后读取上述文件大小的字节数，放入缓存区；
继续读取 32 bytes 的尾，并取出其中的 19 bytes 的尾并校验之；
如果校验通过，则将第3步读取的数据写入到磁盘，结束对 shutdownanimation.zip 文件的读取。否则，则返回失败。

那么，上述几个区域，形成的数据结构大致如下:

其放置到 splash 分区的大概过程如下:

bootloader 读取

这个可以在加载开机 logo 的代码之前去 emmc/flash的splash分区进行读取，此处不述。

开关机读取

在高通平台上，开关机动画读取流程都是放在以下文件的：

frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp

在该文件的中 readyToRun() 里面，根据启动状态来判定当前是该调用开机动画还是关机动画:

int state = checkBootState() ? 0 : 1;

在这里，我们可以干掉原来的处理方法，根据 state 的值，来调用我们的读取函数，从splash分区读取开机动画或者关机动画。

注意！！!

这里需要注意的是，如果开关机动画无法成功读取，则开关机过程中，将会以 Android 原生图片进行显示: “ANDROID”。

难点处理

前面有提到在该次的实现过程中，有两处难点，其一就是权限问题，其二就是，字节对齐的问题。字节对齐很好处理，使用宏 #pragma pack 可以解决。这里给出解决方法以及所需权限结果。

如果我们在 .cpp 文件中，open/read/write 等操作时，没有权限，系统会提示，这些信息可以通过 logcat 或者 /proc/kmsg 下显示出来的。我这里解决的时候，是采用了kernel log 的方法，如下：

cat /proc/kmsg | grep avc

以下文字为引用别人的blog：

以上详情请参看: Android 5.x 权限问题解决方法

当然，也不一定就需要把所有的都搞完。比如我这里，就只解决了 avc 出现的过程中，出现了 “bootani” 的部分内容。

以下是读取开关机动画所需要的权限:

bootanim.te

allow bootanim block_device:dir search;
allow bootanim mmc_block_device:blk_file rw_file_perms;
allow bootanim system_data_file:dir {rw_file_perms search create add_name remove_name};
allow bootanim system_data_file:file {rw_file_perms create setattr unlink};

file_contexts

/dev/block/mmcblk0p29    u:object_r:mmc_block_device:s0

ueventd.rc

/dev/block/mmcblk0p29     0777   root       graphics

qseecomd.te

allow tee system_prop:property_service {set};

加入系统编译

让系统在 make 的时候，自动生成 splash.img，这是很重要的。这里以高通为例，修改如下:

vendor/qcom/build/tasks/generate_extra_images.mk

INSTALLED_SPLASHIMAGE_TARGET := $(PRODUCT_OUT)/splash.img
//....

测试

测试该功能对系统的影响是否正常，可以通过创建一个空的 splash.img 或者一个内容不符合前面规格的 splash.img，烧入到 splash分区。看系统能否正常起来，显示的是否是android原生的"ANDROID"图片。然后再烧回正常的 splash.img，看能否正常显示即可。

2016-08-04

附

存入 splash 分区 Python脚本