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什麼是 Google Android Bootloader？

最近因為有些專案 ，都是用到 Google Android 作業系統。雖然 Google Android 作業系統出來很久了。但是對於不常使用 Google Android 作業系統的人，是不清楚 什麼是 Android Bootloader？所以就花點時間整理一下資料。

簡單來說，Bootloader（引導加載程序）是 Android 設備上最先啟動的一段程式碼。它在您按下電源鍵後，作業系統（Android OS）核心（Kernel）啟動之前運行。它的主要工作是進行硬體初始化，並載入作業系統核心到記憶體中，為整個 Android 系統的啟動做好準備。您可以將它想像成電腦的 BIOS/UEFI。沒有它，您的手機或平板就只是一塊沒有靈魂的硬體。


Android Bootloader 詳細說明表格如下:


總結


Bootloader 是 Android 系統的基石，它確保了硬體的正常運作以及作業系統的安全啟動。

對於普通使用者來說，並不需要關心 Bootloader 的存在，只需享受穩定安全的官方系統即可。
然而，對於喜歡客製化、探索手機潛能的進階使用者而言，"解鎖 Bootloader" 則是玩機的第一步，它開啟了通往刷機、Root 等無限可能的大門，但同時也伴隨著失去保固和安全性降低的風險。在決定解鎖前，務必了解其背後的意義與後果。

Android Bootloader 架構圖


在 Android 系統中，Bootloader 扮演著至關重要的角色，它是一個多階段的啟動程序，確保設備從硬體層面到作業系統層面都能安全、正確地啟動。以下是對此架構圖的詳細說明：

架構圖說明

  1. Device Power On (設備開機)

    • 這是整個流程的起點，當您按下手機的電源按鈕時。

  1. Primary Bootloader (PBL) / Mask ROM (主要引導加載程序 / 掩模 ROM)

    • 晶片廠商的初始程式碼： 這是燒錄在 SoC (System on a Chip) 內部 ROM 中的第一段程式碼，由晶片製造商 (如 Qualcomm, MediaTek) 編寫。

    • 不可變動 (Immutable)： 這部分程式碼是不可修改的，提供了設備啟動的最初信任根。

    • 主要功能： 它會執行初步的硬體檢查，並載入第二階段的 Bootloader 到 RAM 中執行。

  1. Secondary Bootloader (SBL) / Device Bootloader (次要引導加載程序 / 設備引導加載程序)

  • 這是由設備製造商 (如 Samsung, Google, Xiaomi) 編寫和定制的部分，功能更為複雜。

  • 信任鏈驗證 (Verify Chain of Trust)： 這是 SBL 最關鍵的功能之一。它會使用加密雜湊 (cryptographic hashes) 和數位簽章 (digital signatures) 來驗證接下來要載入的軟體（如 Android Kernel、Recovery 模式）是否是官方、未被篡改的。

    • Locked 狀態： 如果 Bootloader 處於鎖定狀態，它只允許經過官方簽章驗證的軟體啟動。任何非官方的修改都會被拒絕，系統可能無法啟動或提示警告。

    • Unlocked 狀態： 如果 Bootloader 已經解鎖，這個驗證過程會被跳過或放鬆，允許刷入自定義的 ROM、Recovery 或取得 Root 權限。

  • 硬體初始化 (Hardware Initialization - POST)： SBL 會對設備的各個硬體組件 (如記憶體、儲存、螢幕控制器等) 進行更詳細的初始化，為作業系統的運行做好準備。

  • 載入並驗證 Android Kernel (boot.img)： SBL 會從儲存空間中找到 boot.img 檔案 (其中包含 Android Kernel 和 Ramdisk)，將其載入到 RAM 中，並在鎖定狀態下驗證其完整性。

  • 是否進入 Recovery 模式 (Yes/No Recovery Mode)： SBL 會檢查使用者是否按下了進入 Recovery 模式的組合鍵。


    • Yes： 如果需要進入 Recovery 模式 (例如 TWRP, AOSP Recovery)，SBL 會載入並啟動 Recovery OS。

    • No： 如果不需要，它將繼續啟動 Android Kernel。

  • Hand-off to Kernel (移交給核心)： 當所有檢查和載入工作完成後，SBL 會將控制權移交給已經載入到 RAM 中的 Android Kernel。

  1. Android Kernel & Ramdisk (Android 核心與 Ramdisk)

  • Android Kernel： 這是 Android 作業系統的核心，負責管理系統資源、行程、記憶體、檔案系統和設備驅動程式。

  • Ramdisk： 是一個位於 RAM 中的小型檔案系統，包含 init 程式和一些初始腳本，用於啟動 Android 的第一個使用者空間行程。

  • 此階段，Kernel 會繼續更深層次的硬體初始化，並啟動第一個使用者空間行程 init。

  1. Android OS Fully Loaded (Android 作業系統完全載入)

  • Init Process： init 程式會根據 init.rc 等腳本文件，啟動 Zygote、Dalvik/ART 虛擬機器、系統服務等，逐步構建整個 Android 環境。

  • 最終，Android 使用者介面出現，設備完全可


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