Содержание статьи
Эта статья рассказывает о ряде технологий, которые были интегрированы в Android в последние несколько лет и приблизили решение проблемы фрагментации, отсутствия обновлений и существенно упростили создание кастомных прошивок.
Treble
Вопреки расхожему мнению, основная проблема, с которой сталкиваются производители смартфонов при обновлении прошивок своих телефонов, — это вовсе не пофигизм и лень (хотя это тоже часто встречается), а необходимость ждать, пока производители чипсетов и других хардварных компонентов обновят драйверы до новой версии Android.
Дело в том, что Android, как и многие другие продукты Google, очень долгое время развивался в режиме вечной беты. Это значит, что Android менялся. Не только и не столько в плане интерфейса, сколько в плане внутренней архитектуры.
В Android никогда не было устоявшегося, обратно совместимого интерфейса между системой и драйверами. В большинстве случаев нельзя было просто взять новую версию Android и «посадить» ее на драйверы и ядро Linux от старой версии. Почти всегда что-нибудь да отваливалось.
Требовались обновленные драйверы, разработкой которых занимался производитель железа, а вовсе не производитель смартфона. Поэтому, если производитель чипсета, камеры или Wi-Fi-адаптера по тем или иным причинам отказывался поддерживать старое железо (что происходит очень часто, а в случае с такими компаниями, как MediaTek, постоянно), полноценный порт новой версии Android становится почти невозможен.
Создатели кастомных прошивок искали обходные пути, чтобы заставить новую версию Android работать на старых драйверах. В дело шли любые приемы от простого «не работает, забейте» до различных программных прослоек, обеспечивающих работу на устаревших драйверах. Так, в кастомных прошивках для Xiaomi Redmi 1s есть прослойка, которая позволяет использовать камеру в Android 7.1.1, хотя драйверы для нее застряли еще на уровне версии 4.4.4.
Однако для компании — производителя смартфона такой подход зачастую неприемлем. Устройство с выполненным подобным образом портом может просто не пройти сертификацию Google. Кроме того, такие прослойки нередко приводят к сбоям в неожиданных местах и не обеспечивают новую функциональность, которая может требоваться Android для корректной работы (например, поддержка новых режимов камеры).
К счастью, в какой-то момент Google решила положить конец этой вакханалии и стандартизовать-таки программный интерфейс между драйверами и Android. Это и есть инициатива Treble, и она была воплощена в жизнь в Android 8.0.
Суть Treble проста и уже должна быть понятна: код Android разделяется на две независимые части, одна из которых содержит драйверы и весь зависимый от железа код, а вторая — саму операционную систему. Программный интерфейс между этими компонентами стандартизуется и остается стабильным между релизами Android. Как результат, для портирования новой версии Android достаточно портировать платформенно независимую часть системы, и она корректно заработает на имеющихся драйверах и версии ядра Linux, с которой смартфон был выпущен на рынок.
Это в теории. На практике же есть пара подводных камней.
- Android будет продолжать развиваться, и новые функции могут потребовать изменений в Treble. Разработчики Android предусмотрели это и гарантируют, что существующие версии API Treble продолжат поддерживаться минимум три года (пока неточно). При этом часть функций, которые не могут быть реализованы с использованием старых версий Treble, планируется либо эмулировать, либо просто отключать. По сути, Android будет включать официальные прослойки совместимости по типу тех, что раньше приходилось придумывать разработчикам кастомных прошивок.
- Treble до сих пор находится в процессе развития и содержит несколько важных API (например, в совместимых с Treble прошивках может отвалиться сканер отпечатков пальцев). Также существует проблема, когда производитель смартфона намеренно или случайно ломает Treble API (привет, Huawei), так что без костылей Treble-совместимые прошивки на таком смартфоне не заработают.
Теперь о самих Treble-совместимых прошивках. Сразу после выпуска Android 8.0 Google начала публиковать так называемые образы GSI (Generic System Image). Это официальная сборка «чистого» Android (AOSP) для Treble-совместимых устройств. В теории ее можно прошить на разблокированное устройство с помощью fastboot и получить официальный Android.
Чуть позже GSI-сборки начали подготавливать и разработчики кастомных прошивок. Например, ты можешь скачать GSI-сборку от phhusson с множеством фиксов для разных устройств. В теме, посвященной Treble, на 4PDA есть множество Treble-совместимых прошивок, включая LineageOS. Ну а проверить свое устройство на совместимость с Treble можно с помощью приложения Treble Check.
A/B-разметка
Еще одна проблема с обновлениями — отказ пользователей. Как показывает практика, многие владельцы смартфонов не хотят обновлять свои устройства, потому что: а) это отнимает время, в течение которого смартфон будет недоступен для использования; б) после обновления смартфон может работать некорректно или не включиться вообще.
В свое время разработчики Chrome OS также столкнулись с этой проблемой и создали надежную и незаметную пользователю систему бесшовного обновления (Seamless updates). Суть ее состоит в том, что вместо одного системного раздела, поверх которого накладывались бы обновления системы, Chrome OS использует два идентичных системных раздела, каждый из которых содержит свою копию операционной системы.
Обновление в Chrome OS происходит следующим образом: когда ОС обнаруживает наличие обновления, она скачивает его в фоне, устанавливает на второй (неактивный) системный раздел и помечает этот раздел как активный. После перезагрузки (не обязательно сразу после обновления) ОС запускается уже с этого раздела.
Благодаря такой схеме пользователь даже не подозревает, что система обновилась, он просто попадает в обновленную ОС после перезагрузки или включения ноутбука. При этом Chrome OS способна гарантировать, что после обновления пользователь не получит кирпич: если во время загрузки с обновленного раздела произойдет сбой — система пометит текущий раздел флагом unbootable, сделает активным «старый» системный раздел и загрузит заведомо рабочую версию ОС.
Начиная с седьмой версии Android также поддерживает бесшовные обновления и так называемую A/B-разметку разделов. Однако, так как системных разделов в устройствах с Android намного больше, чем в хромбуках, сама раскладка разделов получается более запутанной. Вот только часть разделов, которые пришлось дублировать:
- boot — содержит ядро и RAM-диск, на устройствах с A/B-разметкой также консоль восстановления (recovery);
- system — содержит Android, системные библиотеки, системные приложения, стандартные рингтоны, обои и так далее;
- vendor — драйверы и все необходимые прослойки для работы с железом (Project Treble);
- userdata — настройки, приложения и данные пользователя;
- radio — прошивка радиомодуля (поддержка сотовых сетей);
- vbmeta — раздел Android Verified Boot 2.0 (механизм доверенной загрузки), содержащий контрольные суммы компонентов системы.
Всего дублированных разделов может быть несколько десятков. Например, на OnePlus 6 с A/B-разметкой общее количество разделов — 72 и несколько десятков из них используются только загрузчиком.
От других разделов, наоборот, стало возможным отказаться. Устройства с A/B-разметкой не включают в себя отдельный раздел recovery (консоль восстановления, нужна для установки обновления и сброса до заводских настроек) и раздел cache, который использовался для хранения файлов обновлений (теперь обновление скачивается напрямую в неактивный раздел).
A/B-разметка также позволила вдвое сократить размер раздела system, что вкупе с удалением разделов recovery и cache сделало переход на новую схему разметки менее болезненным. Например, на смартфонах Pixel потеря пространства составила всего несколько сотен мегабайт.
| Раздел | Размер A/B | Размер A-only |
|---|---|---|
| Bootloader | 50 Мбайт × 2 | 50 Мбайт |
| Boot | 32 Мбайт × 2 | 32 Мбайт |
| Recovery | 0 | 32 Мбайт |
| Cache | 0 | 100 Мбайт |
| Radio | 70 Мбайт × 2 | 70 Мбайт |
| Vendor | 300 Мбайт × 2 | 300 Мбайт |
| System | 2048 Мбайт × 2 | 4096 Мбайт |
| Всего | 5000 Мбайт | 4680 Мбайт |
Еще одно достоинство A/B-разметки — отсутствие экрана «Android is upgrading…» после обновления. Система просто загружается как обычно. Также A/B-разметка упрощает тестирование кастомных прошивок: кастом можно поставить второй системой и откатиться на первую, если что-то пойдет не так.
В целом одни плюсы и никаких минусов. Проблема только в том, что A/B-разметка до сих пор остается опциональной, а перешли на нее далеко не все производители смартфонов. Даже Samsung — крупнейший производитель устройств на Android — до сих пор использует старую разметку. И связано это, скорее всего, с нежеланием тратить средства и время на перепрофилирование уже работающей и отлаженной системы обновления.
Проверить, поддерживает ли твой смартфон A/B-разметку, можно с помощью все того же приложения Treble Check из предыдущего раздела или прочитав переменную ro.build.ab_update с помощью ADB:
Продолжение доступно только участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Я уже участник «Xakep.ru»
