Image 文件解包及类型转换方法

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一、img文件解包

1.1 boot image解包

1.1.1 准备boot解包工具

单编system/core/mkbootimg模块，在out/host/linux-x86/bin/目录会生成mkbootimg和unpack_bootimg可执行文件。
其中mkbootimg可将kernel/dtb/ramdisk打包成boot.img，unpack_bootimg可以将boot.img解包。

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# 单编生成mkbootimg和unpack_bootimg
$ mmm system/core/mkbootimg

也可以直接使用system/core/mkbootimg目录的mkbootimg.py和unpack_bootimg.py脚本来完成打包、解包工作。

1.1.2 使用boot解包工具

1.使用mkbootimg.py脚本创建boot.img

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#mkbootimg.py [-h] --kernel KERNEL [--ramdisk RAMDISK] [--second SECOND]
#                    [--dtb DTB]
#                    [--recovery_dtbo RECOVERY_DTBO | --recovery_acpio RECOVERY_ACPIO]
#                    [--cmdline CMDLINE] [--base BASE]
#                    [--kernel_offset KERNEL_OFFSET]
#                    [--ramdisk_offset RAMDISK_OFFSET]
#                    [--second_offset SECOND_OFFSET] [--dtb_offset DTB_OFFSET]
#                    [--os_version OS_VERSION]
#                    [--os_patch_level OS_PATCH_LEVEL]
#                    [--tags_offset TAGS_OFFSET] [--board BOARD]
#                    [--pagesize {2048,4096,8192,16384}] [--id]
#                    [--header_version HEADER_VERSION] -o OUTPUT
#-h, --help：显示帮助信息；
#--kernel KERNEL：kernel文件路径；
#--ramdisk RAMDISK：ramdisk文件路径；
#--second SECOND：sbl文件路径；
#--dtb DTB：dtb文件路径；
#--recovery_dtbo RECOVERY_DTBO：recovery dtb文件路径；
#--recovery_acpio RECOVERY_ACPIO：recovery acpio文件路径；
#--cmdline CMDLINE：传入kernel command line的参数；
#--base BASE：基地址；
#--kernel_offset KERNEL_OFFSET：kernel偏移量；
#--ramdisk_offset RAMDISK_OFFSET：ramdisk偏移量；
#--second_offset SECOND_OFFSET：sbl偏移量；
#--dtb_offset DTB_OFFSET：dtb偏移量；
#--os_version OS_VERSION：系统版本；
#--os_patch_level OS_PATCH_LEVEL：系统安全patch版本；
#--tags_offset TAGS_OFFSET：tags偏移量；
#--board BOARD：board名称；
#--pagesize {2048,4096,8192,16384}：页大小；
#--id：标准输出image id；
#--header_version HEADER_VERSION：boot img header版本；
#-o OUTPUT, --output OUTPUT：输出文件路径；

2.使用unpack_bootimg.py脚本解压boot.img

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#unpack_bootimg.py [-h] --boot_img BOOT_IMG [--out OUT]
#-h, --help：显示帮助信息；
#--boot_img BOOT_IMG：boot image文件路径；
#--out OUT：输出文件路径；
$ python system/core/mkbootimg/unpack_bootimg.py --boot_img boot.img --out unpack_boot_image/
boot_magic: ANDROID!
kernel_size: 9056943
kernel load address: 0x40008000
ramdisk size: 6878286
ramdisk load address: 0x51b00000
second bootloader size: 0
second bootloader load address: 0x40f00000
kernel tags load address: 0x47880000
page size: 2048
boot image header version: 2
os version and patch level: 335544634
product name:
command line args: bootopt=64S3,32S1,32S1 buildvariant=userdebug
additional command line args:
recovery dtbo size: 38684
recovery dtbo offset: 0xf33800
boot header size: 1660
dtb size: 88855
dtb address: 0x47880000
$ tree
.
├── dtb
├── kernel
├── ramdisk
└── recovery_dtbo
0 directories, 4 files
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$ file unpack_boot_image/*
dtb:           data
kernel:        Linux kernel ARM boot executable zImage (little-endian)
ramdisk:       gzip compressed data, from Unix
recovery_dtbo: data

可参考dtbo image解包可以将boot.dtb和boot_recovery.dtb解包：

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unpack_boot_image/dtb_unpack$ out/host/linux-x86/bin/mkdtimg dump dtb --out boot_dtb.dump --dtb boot_dtb.dtb
unpack_boot_image/dtb_unpack$ file *
boot_dtb.dtb:  Device Tree Blob version 17, size=88791, boot CPU=0, string block size=10439, DT structure block size=78296
boot_dtb.dump: ASCII text
dtb:           data
$ out/host/linux-x86/bin/dtc -I dtb -O dts -o boot_dtb.dts boot_dtb.dtb
$ file boot_dtb.dts
boot_dtb.dts: ASCII text, with very long lines
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$ out/host/linux-x86/bin/mkdtimg dump recovery_dtbo --out boot_recovery_dtbo.dump --dtb boot_recovery_dtbo.dtb
$ file *
boot_recovery_dtbo.dtb:  Device Tree Blob version 17, size=38620, boot CPU=0, string block size=4392, DT structure block size=34172
boot_recovery_dtbo.dump: ASCII text
recovery_dtbo:           data
$ out/host/linux-x86/bin/dtc -I dtb -O dts -o boot_recovery_dtbo.dts boot_recovery_dtbo.dtb
$ file boot_dtb.dts
boot_recovery_dtbo.dts: ASCII text, with very long lines

可参考ramdisk image解包可以将ramdisk解包：

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# 解压gz格式ramdisk
mv ramdisk ramdisk.gz
gunzip ramdisk.gz
# 挂载cpio格式ramdisk
$ file ramdisk
ramdisk: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
mv ramdisk ramdisk_cpio/ramdisk.cpio
sudo cpio -idv < ramdisk_cpio/ramdisk.cpio

1.2 dtbo image解包

1.2.1 准备dtbo解包工具

1.编译dtb工具

单编system/libufdt/utils/src木块，在out/host/linux-x86/bin/目录能找到mkdtimg（新系统采用mkdtboimg.py来替代）。
也可以直接使用system/libufdt/utils/src/mkdtboimg.py脚本。

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# 单编生成mkdtimg和mkdtboimg.py
$ mmm system/libufdt/util/src

2.编译dtc工具

可以单编kernel/scripts/dtc目录，会在out/host/linux-x86/bin/目录生成dtc可执行文件。dtc可以将dtb转换为dts文件。

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#单编生成dtc
$ mmm kernel-4.9/scripts/dtc

1.2.2 使用dtbo解包工具

1.使用新的创建dtbo.img脚本

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#mkdtboimg.py [-h] {create,cfg_create,dump,help} ...
#-h, --help：显示帮助信息；
#create：创建dtb或dtbo image文件；扩展指令：[--id ID] [--rev REV] [--flags FLAGS] [--custom0 CUSTOM0] [--custom1 CUSTOM1] [--custom2 CUSTOM2] [dt_file]；
#cfg_create：创建一个cfg格式配置文件；扩展指令：[--dtb-dir [DTBDIR]] [conf_file]；
#dump：dump dtb信息；加上'--dtb'可以指定dtb文件；加上'--out'可以将dump信息输出到文件中；

2.使用旧的创建dtb文件工具

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#./out/host/linux-x86/bin/mkdtimg dump <image_file> (<option>...)
#options:
# -o, --output <filename>：输出文件文件名；
# -b, --dtb <filename>：需要dump的dtb文件名；
#./out/host/linux-x86/bin/mkdtimg create <image_file> (<global_option>...) (<dtb_file> (<entry_option>...) ...)
#global_options:
# --dt_type=<type>：设备树的类型（dtb/acpi格式,默认dtb）；
# --page_size=<number>：页大小（默认2048）;
# --version=<version>:设备叠加树的版本（默认为0）；
# --id=<number|path>：dt_table_entry中的id属性（默认为0）；
#./out/host/linux-x86/bin/mkdtimg cfg_create <image_file> <config_file> (<option>...)
#options:
# -d, --dtb-dir：加载的dtb文件路径；
# dump dtbo文件，将其由data类型转换为device tree block类型，并将结构信息输出到dump文件中
$ out/host/linux-x86/bin/mkdtimg dump dtbo.img --out unpack_dtbo_image/dtbo.dump --dtb unpack_dtbo_image/dtbo_dump.dtb
$ tree
.
├── dtbo_dump.dtb
└── dtbo.dump
0 directories, 2 files
# 查看dtb文件类型
$ file *
dtbo.dump:     ASCII text
dtbo_dump.dtb: Device Tree Blob version 17, size=38620, boot CPU=0, string block size=4392, DT structure block size=34172
# 查看dtb的dump信息
$ cat dtbo.dump
dt_table_header:
               magic = d7b7ab1e
          total_size = 38684
         header_size = 32
       dt_entry_size = 32
      dt_entry_count = 1
   dt_entries_offset = 32
           page_size = 2048
             version = 0
dt_table_entry[0]:
             dt_size = 38620
           dt_offset = 64
                  id = 00000000
                 rev = 00000000
           custom[0] = 00000000
           custom[1] = 00000000
           custom[2] = 00000000
           custom[3] = 00000000
           (FDT)size = 38620
     (FDT)compatible = (unknown)

3.将dtb转换为dts文件

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#Usage: dtc [options] <input file>
# -I, --in-format <arg>：dtb、dts文件或device-tree目录；
# -o, --out <arg>：dts、dtb或asm格式的目标文件；
# -O, --out-format <arg>：dts、dtb或asm格式的目标文件；
# -s, --sort：按节点属性排序后输出；
# -h, --help：帮助信息。
# 将dtb转换为dts文件
$ out/host/linux-x86/bin/dtc -I dtb -O dts -o dtbo_dump.dts dtbo_dump.dtb
# 查看dts文件格式
$ file dtbo_dump.dts
dtbo_dump.dts: ASCII text, with very long lines

1.3 ramdisk image文件解包

1.3.1 准备ramdisk解包工具
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# 安装gunzip和cpio
sudo apt-get install gzip gunzip cpio
1.3.2 使用ramdisk解包工具

用file指令可以获知ramdisk.img是zip格式的压缩文件。

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$ file ramdisk.img
ramdisk:       gzip compressed data, from Unix

将ramdisk.img文件重命名为ramdisk.gz，用gunzip命令解压它。

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cp ramdisk ramdisk.gz
gunzip ramdisk.gz

用file指令可以获知解压后的ramdisk文件是cpio格式的文件，然后将其重命名为ramdisk.cpio文件。
接着使用cpio指令可将其挂载。

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$ file ramdisk
ramdisk: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
cp ramdisk ramdisk_cpio/ramdisk.cpio
sudo cpio -idv < ramdisk_cpio/ramdisk.cpio

1.4 super image文件解包

1.4.1 准备super解包工具

可以单编system/extras/partition_tools模块，在out/host/linux-x86/bin目录生成lpdump、lpmake、lpunpack文件。
其中lpdump可以dump super image信息；lpmake可以打包super image文件；lpunpack可以解包super image文件。

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mmm system/extras/partition_tools/
1.4.2 使用super解包工具

1.使用lpmake创建super.img

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#./out/host/linux-x86/bin/lpmake [options]
#Required options:
# -d,--device-size=SIZE：逻辑分区的块设备的大小；
# -m,--metadata-size=SIZE：分区元数据保留的最大大小；
# -s,--metadata-slots=COUNT：存储元数据副本的slot数；
# -p,--partition=DATA：根据给定的数据信息添加分区；
# -o,--output=FILE：输出的文件；
#Optional:
  -b,--block-size=SIZE：物理块大小，默认是4096；
  -a,--alignment=N：指定单位字节的分区对齐；
  -O,--alignment-offset=N：分区对齐偏移量；
  -S,--sparse：输出可供fastboot烧录的sparse格式image文件；
  -i,--image=PARTITION=FILE：如果为fastboot编译sparse image，则将给定文件（或sparse文件）作为命名分区的初始数据；
  -g,--group=GROUP:SIZE：给定分区组最大大小；
  -D,--device=DATA：添加super分区块设备。如果指定，则不得指定-d /-device-size和aligns；
  -n,--super-name=NAME：指定将容纳super分区的块设备的名称；
  -x,--auto-slot-suffixing：在使用之前，标记需要slot后缀的块设备和分区名称；
#分区数据格式:<name>:<attributes>:<size>[:group]，Attrs必须是'none'或'readonly'；
#设备数据格式:<partition_name>:<size>[:<alignment>:<alignment_offset>]
# 分区名称是块设备的/dev/block/by-name/路径的名称。大小是设备大小（以字节为单位）。对齐和对齐偏移参数与-a /-alignment和-O /-alignment-offset相同。

2.使用lpdump获取super.img结构信息

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# 查看super.img类型
$ file super.img
super.img: Android sparse image, version: 1.0, Total of 2097152 4096-byte output blocks in 1667 input chunks.
# 将sparse格式转换为ext4格式
$ out/host/linux-x86/bin/simg2img super.img super_ext4.img
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#./out/host/linux-x86/bin/lpdump [-s <SLOT#>|--slot=<SLOT#>] [-j|--json] [FILE|DEVICE]
#Options:
# -s, --slot=N：slot信息；
# -j, --json：以json格式输出dump信息；
# dump ext4格式的super image
$ out/host/linux-x86/bin/lpdump super_ext4.img
Metadata version: 10.0
Metadata size: 720 bytes
Metadata max size: 65536 bytes
Metadata slot count: 3
Partition table:
------------------------
  Name: product_a
  Group: main_a
  Attributes: readonly
  Extents:
    0 .. 488391 linear super 2048
------------------------
  Name: product_b
  Group: main_b
  Attributes: readonly
  Extents:
------------------------
  Name: system_a
  Group: main_a
  Attributes: readonly
  Extents:
    0 .. 1316607 linear super 491520
------------------------
  Name: system_b
  Group: main_b
  Attributes: readonly
  Extents:
------------------------
  Name: vendor_a
  Group: main_a
  Attributes: readonly
  Extents:
    0 .. 377143 linear super 1808384
------------------------
  Name: vendor_b
  Group: main_b
  Attributes: readonly
  Extents:
------------------------
Block device table:
------------------------
  Partition name: super
  First sector: 2048
  Size: 8589934592 bytes
  Flags: none
------------------------
Group table:
------------------------
  Name: default
  Maximum size: 0 bytes
  Flags: none
------------------------
  Name: main_a
  Maximum size: 4110417920 bytes
  Flags: none
------------------------
  Name: main_b
  Maximum size: 4110417920 bytes
  Flags: none
------------------------

3.使用lpunpack解包super.img

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#./out/host/linux-x86/bin/lpunpack [options...] SUPER_IMAGE [OUTPUT_DIR]
#Options:
# -p, --partition=NAME：需要解包的image分区名称；
# -S, --slot=NUM：解包的image对应的slot信息（默认为0）。
# 解包ext4格式的super image
$ out/host/linux-x86/bin/lpunpack super_ext4.img
$ tree
.
├── product_a.img
├── product_b.img
├── super_ext4.img
├── super.img
├── system_a.img
├── system_b.img
├── vendor_a.img
└── vendor_b.img
0 directories, 8 files
$ file *
product_a.img:  Linux rev 1.0 ext2 filesystem data, UUID=453968ff-b43c-54b7-a506-a6a88682c128, volume name "product" (extents) (large files) (huge files)
product_b.img:  empty
super_ext4.img: data
super.img:      Android sparse image, version: 1.0, Total of 2097152 4096-byte output blocks in 1667 input chunks.
system_a.img:   Linux rev 1.0 ext2 filesystem data, UUID=4729639d-b5f2-5cc1-a120-9ac5f788683c (extents) (large files) (huge files)
system_b.img:   empty
vendor_a.img:   Linux rev 1.0 ext2 filesystem data, UUID=2b96c597-1e2f-5ee1-9851-c4a9fa9de36e, volume name "vendor" (extents) (large files) (huge files)
vendor_b.img:   empty
# 从super.img中解包单个logical image
$ out/host/linux-x86/bin/lpunpack --partition=system_a super_ext4.img

二、sparse和ext4格式img文件转换

2.1 用file指令查看img类型

在Android中，为了压缩image文件大小，ext4类型image文件通常会被转为sparse格式存储。可以linux环境下可以用file $image来查看image文件类型，如：

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# sparse类型
$ file cache_sparse.img
cache_sparse.img: Android sparse image, version: 1.0, Total of 110592 4096-byte output blocks in 14 input chunks.
# ext4类型
$ file cache_ext4.img
cache_ext4.img: Linux rev 1.0 ext4 filesystem data, UUID=6de9da9d-98ae-4c4d-a307-69f11426b7c8, volume name "cache" (extents) (large files) (huge files)

2.2 准备sparse/ext4格式转换工具

可以单编system/core/libsparse模块，将会在out/host/linux-x86/bin目录生成img2simg和simg2img可执行文件。
其中img2simg ext4.img sparse.img可将ext4格式image转换为sparse格式；simg2img sparse.img ext4.img可将sparse格式image转换为ext4格式。

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# 单编libsparse
$ mmm system/core/libsparse/
# sparse -> ext4
$ out/host/linux-x86/bin/simg2img cache_sparse.img cache_ext4.img
# ext4 -> sparse
$ out/host/linux-x86/bin/img2simg cache_ext4.img cache_sparse.img

可以使用system/core/libsparse目录的simg_dump.py脚本dump sparse类型文件的结构信息，也可以单编该模块后用out/host/linux-x86/bin/simg_dump可执行文件。

2.3 使用sparse/ext4格式转换工具

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#simg_dump.py [-v] [-s] [-c <filename>] sparse_image_file ...
#-v：输出数据块基本信息；
#-s：显示数据块的sha1sum值；
#-c <filename>：以csv格式文件保存数据块信息；
$ python system/core/libsparse/simg_dump.py -sv cache_sparse.img
Total of 110592 4096-byte output blocks in 14 input chunks.
            input_bytes      output_blocks
chunk    offset     number  offset  number
   1         40     126976       0      31 Raw data           590d1e3a0f0a82598e06caea4f33fa770c3fa8cb
   2     127028          4      31    1727 Fill with 0x00000000 f35b915ea1311e8c1423ed7ea5a5a01520f4b7a2
   3     127044      24576    1758       6 Raw data           79888fd640b9265732a9c6fc607f8ca3cbabbf20
   4     151632          4    1764   31004 Fill with 0x00000000 1988a9ceacf3216a0b174ac41a8f072a20c548fc
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可以用十六进制工具（如hexdump）打开sparse格式image文件，你会发现header包含0xed26ff3a的magic和major_version，minor_version等信息。

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$ hexdump cache_sparse.img
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