Preloader в прошивке что это
Итак, парни. Поднимите руку, кто не знает, что такое прелоадер. Полагаю никто не купился, а если все же чья-то дрожащая рука мелькает, то предлагаю нажать на компе кнопку Reset и полюбоваться на самый настоящий прелоадер.
Для всех остальных, кто ухмыльнулся и проигнорировал мой вредный совет, я продолжу урок.
Удивительное дело, едва программист создал свою программу, как ему хочется внедрить в нее полосу загрузки. А вдруг, кто подумает, что она банально зависла, а не качает терабайт данных из сети Интернет! Знаете, как-то приятно осознавать, что пользователь любуется ползущей полоской, а не проклинает криворуких создателей. Поэтому, давайте приступим к уроку и разберемся с этим самым прелоадером.
Теоретический ликбез
Прелоадер работает в тесной связке с загрузчиком, который в Blend4Web реализуется в виде функции load из модуля data. Обычно структура загрузчика выглядит так:
Здесь функция load генерирует два события, где первое вызывается после окончании загрузки файла, а второе постоянно возвращает числовой результат процесса. Поэтому, основная работа с прелоадером концентрируется именно в обработчике события preloader_cb.
Прелоадер за две секунды
Не верите? Нам понадобятся только эти две команды:
Простая «полоска» за две секунды.
С их помощью можно очень быстро и без труда создать простейшую полоску загрузки. Вот рабочий пример:
Включаем «форсаж»
Разработчики предусмотрели некоторые опции, которые помогут разнообразить стандартную палитру прелоадера.
Всего несколько опций и экран «расцвёл».
Для этого достаточно определить цвета в функции create_preloader():
Режим эксперта
Лучшего результата можно достичь, если сделать свой собственный прелоадер.
Экран загрузки из игры «Сказ о Пятигоре».
Несколько месяцев назад разработчики Blend4Web заявили о релизе браузерной игры «Сказ о Пятигоре». Исходники её открыты и доступны в дистрибутиве SDK. Так что вы можете не только наслаждаться интересным геймплеем и красочностью игры сделанной на Blend4Web, но и познакомиться с внутренней «кухней».
Отличным примером создания собственного прелоадера может служить соответствующий код в Пятигоре.
Основой его является всё та же схема загрузки, приведенная выше. Однако здесь не используются функции модуля preloader. Смысл заключается во взаимодействии кода на JavaScript с HTML и CSS. Давайте рассмотрим, как это работает.
Канвас приложения и экран загрузки могут быть отдельными html-элементами. Собственно, так и сделано в Пятигоре. Это позволяет с легкостью управлять ими через JavaScript:
Здесь, элемент «main_canvas_container» — канвас приложения, а «preloader_cont» отвечает за экран загрузки.
Конечно, стиль веб-страницы лучше всего описывать в файле CSS. Я не стану вдаваться в подробности этого процесса, а просто приведу соответствующий кусок кода, взятый из Пятигора:
Здесь описывается каждый графический элемент используемый в построении экрана загрузки. Обратите внимание на опцию visibility у блока #preloader_cont. Именно с его помощью можно управлять показом экрана загрузки.
Перед выполнением загрузки активируется экран прелоадера. Функция getElementById() возвращает нужный html-элемент у которого изменяется свойство стиля visibility (см. листинг CSS).
Так как функция preloader_cb возвращает процентное значение от выполненного действия, то этим можно воспользоваться, чтобы перерисовывать соответствующие области экрана.
В примере ниже, изменяется свойство width у стиля, описывающего полосу загрузки. Первоначальное значение его равно нулю, которое, в соответствии с переменной percentage, динамически изменяется. Таким же способом корректируется числовое значение результата работы.
Обратите внимание, что после завершения загрузки потребуется скрыть html-элемент preloader_cont.
Это всего-лишь пример создания собственного прелоадера. Не забывайте, что используя Blend4Web, к вашим услугам остаются все возможности современных браузерных технологий: HTML5, CSS3, jQuery (дополните этот список сами). В этом и проявляется гибкость и мощь нашего любимого фреймворка. Удачи в создании крутых прелоадеров!
Мобильные устройства изнутри. Разметка памяти, структура файлов описания и разметки памяти
1. Введение
Как оказалось, разметка физической памяти мобильных устройств (МУ) это малоописанный раздел знаний, необходимых разработчику. Т.к. память существует во всех устройствах, созданных на основе микропроцессоров или микроконтроллеров, а их уже миллиарды, то это еще и очень-очень востребованный раздел знаний.
Эта статья посвящена аспектам разметки памяти только МУ, т.к. именно здесь существует тесно свитый разными производителями клубок из файлов описания разметки при почти полном отсутствии теоретических данных о структуре самих этих файлов.
Разметка физической памяти МУ формируется на основании таблиц или списков описаний параметров разделов памяти. Практически каждая фирма-производитель МУ имеет свою форму (структуру) этих таблиц. Тем не менее, все описания параметров разделов имеют много общего, что позволяет рассматривать их в едином контексте.
На основе таблиц описаний затем формируются файлы разметки памяти, которые в виде образов разделов прошиваются непосредственно в память МУ.
2. Что такое разметка памяти?
Подробнее, что представляет собой разметка памяти МУ и для чего это нужно, можно посмотреть, например, в [1]. Вот еще одна публикация, в которой доступно объясняется устройство памяти и ее разметка [2].
Если кратко, то разметка памяти, как процесс, выполняет распределение всего объема внутренней физической памяти МУ на отдельные разделы, которые могут иметь разное функциональное назначение, вплоть до разных файловых систем, и разные права доступа. Это позволяет выделить в памяти отдельно области для хранения данных и работы пользователя, отдельно для работы операционной системы, шифровать или форматировать разделы при необходимости и независимо друг от друга и т.д.
При выполнении разметки разработчик МУ должен придерживаться некоторых правил, которые называются схемами разметки памяти. Схема разметки описывает размещение всех разделов физической памяти: их очередность, смещение и название, т.е. метку или имя раздела. Могут указываться и другие параметры: его размер, тип, регион, флаги и т.п.
Для выполнения разметки памяти используют файлы двух видов: текстовые и бинарные (двоичные RAW-файлы).
Текстовый файл представляет собой перечень (список) всех разделов памяти, каждая запись которого содержит описание основных параметров этих разделов. Он используется при выполнении нескольких операций:
Процесс создания разметки памяти можно описать следующим алгоритмом:
3. Схемы разметки памяти
Чаще всего применяются две схемы разметки памяти: Mbr и Gpt.
При любой схеме разметки памяти первым по порядку разделом в пользовательском регионе МУ всегда должен быть раздел разметки (Mbr, Gpt, Parameter).
3.1.Mbr-схема разметки памяти
Согласно Mbr-схеме память МУ представляется как последовательность разделов, дополненная главной загрузочной записью или Mbr (Master Boot Record), содержащей таблицу описания разделов. Mbr физически располагается в первом (нулевом) секторе памяти МУ:
рис.1. Главная загрузочная запись.
Mbr содержит сигнатуру, т.е. признак Mbr, и непосредственно саму таблицу описания разделов.
Внутреннее строение Mbr [3] позволяет разместить в ней только 4 записи о разделах, что является в современных условиях существенным недостатком. Если требуется разбить память на большее количество разделов, то используется дополнительная (расширенная) загрузочная запись Extended Boot Record (Ebr). При этом в Mbr вместо записи об одном из разделов помещается запись о дополнительном (extended) разделе, содержащем только Ebr.
Сама Ebr устроена аналогично Mbr, и использовать ее нужно точно также. Т.е., если при заполнении таблицы Ebr опять не хватает места под записи о разделах, то создается следующая Ebr-таблица и т.д.
Mbr и все Ebr могут помещаться в отдельные файлы-образы, которые размещаются и прошиваются в соответствующих отдельных разделах памяти. При этом все файлы, содержащие Ebr, имеют имена нумерованные последовательно: Ebr1, Ebr2,…
При другом варианте Ebr помещаются в один файл-образ последовательно, тогда этот образ, соответственно, размещается в одном Ebr-разделе памяти.
3.2. Gpt-схема разметки памяти
Gpt-схема разметки (GUID Partition Table) является частью EFI (Extensible Firmware Interface) — стандарта, используемого вместо BIOS для разметки памяти и загрузки ее разделов. Переход на другой формат описания разделов позволил устранить самый существенный недостаток Mbr-схемы — малое число разделов, т.к. в таблице описания разделов Gpt можно разместить до 128 разделов. Структуру самих таблиц можно посмотреть в [4].
Согласно Gpt-схеме память МУ тоже представляет собой последовательность разделов, необходимых для работы МУ, дополненную спереди Gpt-таблицей описания разделов, называемой основной. При этом после всех разделов размещается дополнительная Gpt-таблица, называемая резервной. Такое расположение таблиц, теоретически, повышает надежность разметки, т.к. при сбое или порче основной Gpt-таблицы ОС может использовать для работы, или восстановления основной, резервную.
4. Таблицы описания разделов памяти
Таблицы описания разделов памяти МУ содержат информацию о всех разделах, необходимую для создания разметки памяти. Каждая строка (запись) таблицы описывает один раздел и содержит, как правило, следующие параметры:
4.1. Parameter-файл
Прошивка МУ на чипе RK содержит текстовый файл PARAMETER, который предназначен для описания построения (настройки и загрузки) физической памяти блочного типа. Причем использовался он и на ОС LINUX.
Оригинальный вид содержимого файла PARAMETER для МУ Cube u30gt-M приведен ниже:
FIRMWARE_VER:4.0.4
MACHINE_MODEL:U30GT-M
MACHINE_ID:007
MANUFACTURER:RK30SDK
MAGIC:0x5041524D
ATAG:0x60000800
MACHINE:3066
CHECK_MASK:0xFF
KERNEL_IMG:0x60408000
RECOVERY_KEY:0,4,C,6,0
COMBINATION_KEY:0,4,C,6,0
CMDLINE: console=ttyFIQ0 androidboot.console=ttyFIQ0 init=/init initrd=0x62000000,0x00800000 mtdparts=rk29xxnand:0x00002000@0x00002000(misc),0x00004000@0x00004000(kernel),0x00008000@0x00008000( boot),0x00008000@0x00010000(recovery),0x000C0000@0x00018000(backup),0x00040000@0x000D8000(cache),0x00200000@0x00118000(userdata),0x00002000@0x00318000(kpanic),0x00120000@0x0031A000(system),-@0x0043A000(user)
4.1.1. Описание параметров файла PARAMETER
Файл PARAMETER может содержать следующие параметры:
4.1.2. Параметр CMDLINE и его возможности
Формат командной строки, т.е. CMDLINE, имеет следующий вид:
CMDLINE: ключ1=значение1 [ключ2=значение2], где
mtddef — описание разметки памяти устройства блочного типа (БУ). Если МУ содержит несколько БУ, то может содержать и несколько описаний, которые располагаются последовательно без промежутка и разделяются символом «точка с запятой».
Описание разметки памяти каждого БУ имеет следующее строение:
Параметр part_size описывает размер раздела в блоках, выраженный в hex-системе счисления. Если вместо размера указан символ «минус» («-«), это означает максимально возможный размер, т.е. до физического конца памяти.
Параметр part_offset представляет смещение раздела в блоках, выраженный в hex-системе счисления. Смещение всегда выравнивается на границу в 0х1000.
Параметр label (имя раздела) это строковый идентификатор раздела, заключенный в круглые скобки, например, (boot).
Параметр flag (флаг) может принимать только одно значение — «ro«, означающее, что раздел предназначен только для чтения. Отсутствие флага означает, что раздел доступен для чтения и записи.
Несколько очень важных замечаний:
4.2. Rawprogram0-файл
Файл rawprogram0.xml предназначен для описания разметки памяти МУ на основе чипов Qualcomm и имеет следующее строение:
Рис.3. Вид файла rawprogram0.xml от Lenovo s90a
Он содержит таблицу описания параметров разделов в виде xml-элементов типа program. Все разделы перечисляются строго в порядке их размещения в памяти МУ.
Каждый xml-элемент может содержать следующие xml-атрибуты:
4.3. Ota-файл
Это единственный файл описаний, который описывает строение файла прошивки, а не разметку памяти.
Например, файл ota-обновления МУ на чипе МТ6582 фирмы MTK, имеет следующий вид:
Он содержит описание тех разделов, чьи образы присутствуют в файле прошивки для ota-обновления, каждое из которых имеет следующее строение:
label part_offset, где
4.4. Scatter-файл
Файл scatter содержит описание разметки памяти МУ, построенных на основе чипов МТК. Существует три версии структуры этого файла, что связано с историческим развитием возможностей как самих чипов памяти, так и чипов процессоров фирмы MTK.
4.4.1. Версия 1
Файл описаний разметки первой версии содержит список описаний каждого раздела памяти, и имеет следующий вид:
Рис.5. Scatter-файл первой версии
Каждый раздел памяти описывается следующей структурой:
Такое описание разделов памяти предполагает, что:
4.4.2. Версия 2
Scatter-файл описаний разметки памяти второй версии содержит заголовок и непосредственно таблицу описаний каждого раздела памяти. Он имеет следующий вид:
Рис.6. Scatter-файл второй версии
Заголовок содержит параметры прошивки целиком и содержит следующие поля:
Для чипов МТ6572-МТ6577 в качестве значения Begin Address флешером используется значение поля linear_start_addr, отражающее истинное смещение раздела в памяти (представляющей один сплошной регион), т.к. чипы не умеют работать с регионами, а используемая память имела только один регион для размещения разделов. При этом значение поля «physical_start_addr» всегда равно нулю.
Чипы МТ6582 уже умеют работать с регионами, но используемая память еще имеет только один регион. Поэтому в качестве значения Begin Address флешером уже используется значение поля physical_start_addr, отражающее смещение раздела в пределах регионов, создаваемых в памяти программно, а поле linear_start_addr содержит значения смещения от начала чипа памяти.
В связи с тем, что, начиная с чипа МТ6592, МУ от МТК используют полноценную работу с регионами памяти, то для чипов МТ6592 и выше флешером в качестве значения Begin Address используется значение поля physical_start_addr.
Значение поля Format Length флешер всегда получает из поля partition_size.
5.Файлы разметки памяти.
Файлы разметки памяти содержат образ раздела разметки памяти МУ. Их структура зависит от схемы разметки (Gpt или Mbr) и от назначения, например, резервные файлы разметки Pmt или Gpt.
Встречаются следующие виды файлов разметки:
5.1. Mbr-файл
Mbr-файл представляет собой образ раздела разметки памяти по Mbr-схеме, имеющий размер 1 сектор, т.е. 512 байт.
В МУ применяется так называемая классическая структура Mbr-файла [5]:
Рис.7. Классическая структура Mbr-файла
Каждая запись параметров раздела содержит следующие поля, значения которых отличается от принятых в классической структуре Mbr:
Поле IsBoot имеет размер 1 байт и используется для обозначения активности раздела, старший бит которого указывает на загрузочный раздел:
Поле Type имеет размер 1 байт и используется производителями МУ для обозначения типа описываемого раздела. Обозначение типа раздела у разных производителей могут отличаться, но есть некоторые общепринятые значения:
Поле Offset имеет размер 4 байта и содержит значение смещения раздела, выраженное в секторах.
Поле Size имеет размер 4 байта и содержит значение размера раздела, выраженное тоже в секторах.
По адресу 0x01FE расположена сигнатура Mbr-файла, имеющая значение 0xAA55.
5.2. Ebr-файл
Ebr-файл представляет собой образ расширенного раздела разметки памяти, выполненной по Mbr-схеме. Он имеет такое же строение и размер, как и Mbr-файл:
Рис.8. Классическая структура Ebr-файла
Отличия заключаются в том, что в Ebr-файле признак активности всегда установлен в 0, да и этих файлов, при необходимости, может быть уже не один, а 63. Соответственно, для их размещения тоже понадобится создавать до 63 разделов, что приводит к расточительному расходованию памяти МУ.
Если разделов памяти относительно немного, например, как в МУ Star Z2, то используются отдельные файлы Ebr1 и Ebr2, размещаемые в отдельных разделах. Но, если разделов много, например,, то все файлы Ebr можно сложить в один и разместить общий файл в одном разделе памяти.
5.3. Gpt-файл
Gpt-файл содержит образ разметки памяти по Gpt-схеме. Чаще всего МУ имеют стандартную структуру Gpt-схемы, поэтому, фактически, в прошивке имеется два Gpt-файла: основной, называемый pgpt (primary) или gpt_main, и вторичный (резервный), называемый sgpt (secondary) или gpt_backup.
Основной Gpt-файл располагается в памяти МУ, начиная с нулевого сектора, занимает 34 сектора и имеет следующее строение:
5.4. Parameter-файл
Parameter-файл, т.е. образ раздела, содержащего разметку памяти, содержит только сам текстовый файл PARAMETER, причем независимо от размеров этого раздела. Вот как Parameter-файл выглядит, например, внутри прошивки для устройства U30GT-H фирмы RK [6]:
Рис.9. Parameter-файл от U30GT-H на процессоре RK3066
5.5. Pmt-файл
Pmt-файл представляет собой образ резервного раздела разметки памяти, используемой разработчиками МУ фирмы МТК, и имеет размер 4096 байт.
Образ раздела PMT состоит из двух таблиц описания разделов памяти. В начале расположена базовая, а следом за ней резервная или зеркальная (mirror) таблица описания разделов.
Каждая из таблиц состоит из:
Для резервной таблицы эта строка имеет вид «‘MPT1’\х01\х00\х03\х01»:
Рис.13.Сигнатура конца резервной таблицы
Структура каждой записи имеет размер 0х58 (88) байт состоит из 4 полей и имеет следующий вид:
5.6. Pit-файл
Pit-файл (Partition Information Table) представляет собой образ раздела разметки памяти, используемой разработчиками МУ фирмы Samsung, и имеет размер 4096 байт. Информация по строению образа взята из [7, 8].
Pit-файл состоит из заголовка и таблицы описаний параметров разделов.
Заголовок имеет размер 28 байт и содержит следующие поля:
Следом располагается таблица описаний параметров разделов, состоящая из записей о разделах. Признак конца таблицы — пустая запись. Каждая запись содержит следующие поля:
Поле binary содержит тип операционной системы. Допустимы следующие значения:
Поле device содержит тип устройства. Допустимы следующие значения:
Поле id содержит порядковый номер раздела в прошивке.
Поле flags содержит флаги раздела. Может принимать значения:
Поле update содержит флаги раздела при обновлении. Может принимать значения:
Поле part_off содержит смещение раздела в памяти, выраженное в блоках.
Поле part_len содержит размер раздела в памяти, выраженный в блоках.
Поле offset содержит смещение файла-образа в прошивке, выраженное в блоках.
Поле file_size содержит размер файла-образа, выраженный в блоках.
Поле label имеет длину 32 байта и содержит метку раздела памяти, завершенную нулем (0х00).
Поле file_name содержит имя файла-образа раздела прошивки, завершенное нулем (0х00).
Поле fota_name содержит имя файла-образа раздела прошивки FOTA-обновления, завершенное нулем (0х00).
Android, из чего состоит прошивка ROM 
Сегодня я постараюсь объяснить, что такое прошивка популярным языком, рассчитанным на неискушенного пользователя.
Для начала давайте определимся с происхождением самого этого термина.
Итак, что такое прошивка, в изначальном понимании этого термина. Давным давно, когда вычислительные устройства были большими и некоторые их экземпляры занимали целые комнаты, их встроенная (постоянная) память изготавливалась весьма оригинальным образом.
Каждая ее ячейка состояла из небольшого кольца, выполненного из специального материала – феррита, который легко намагничивается. И в каждое кольцо продевалось две петельки провода, предназначенные для записи (намагничивания), стирания (размагничивания) и считывания информации из этого кольца. А информации в нем хранилось всего лишь один бит: 0 – когда кольцо размагничено и 1, когда намагничено. Знаете, сколько таких колец нужно, чтобы обеспечить устройству 1 гигабайт встроенной памяти? Я вам скажу: всего лишь 8 589 934 592 штуки.
И вот процесс продевания проводов в эти кольца при изготовлении постоянной памяти для старых устройств так и назывался – прошивка.
А теперь вернемся к нашим планшетам и смартфонам. Они, как и любой современный компьютер работают под управлением операционной системы (Windows, Linux, iOS, Android и т.п), которая полностью отвечает за их работу. Иными словами, если внутреннее железо компьютера – это его мозг, то операционная система – это его сознание, которое управляет компьютером.
Без операционной системы любой компьютер, планшет или смартфон – набор мертвого железа. И если на компьютер, операционную систему мы устанавливаем, записывая ее на его жесткий диск, то в планшете или смартфоне операционная система хранится в его внутренней памяти, занимая часть тех 4, 8, 16, 32 или даже 64 гигабайт, которые имеют современные устройства.
Вы наверное уже догадались, что именно эта процедура «установки» операционной системы на планшет или смартфон и называется прошивкой, поскольку система записывается (прошивается) в его постоянную, внутреннюю память.
Теперь вы понимаете, что выражение «сменить пошивку» на планшете или телефоне означает примерно то же самое, что «переустановить Виндовс» на компьютере.
Кроме того, и сам файл с операционной системой, которая записывается на устройство называют прошивкой. Так как начинка или «мозги» у каждого планшета или телефона разные, прошивка создается для каждого устройства отдельно. Прошивки бывают двух типов:
1. Официальные, выпущенные производителем устройства, которые или автоматически загружаются на планшет или телефон через интернет подключение (так называемые прошивки по «воздуху»). Их также чаще всего можно скачать на планшет с сайта производителя и установить вручную. Этот тип прошивок еще часто называют обновлением системы.
2. Самодельные прошивки, их еще называют «кастомные» или «альтернативные». Обычно это улучшенные или доработанные независимыми разработчиками официальные прошивки. К ним также относятся прошивки основанные на официальных версиях «чистой» операционной системы Android от компании Google, такие как CyanogenMod или MIUI.