CN106250172A - 一种共享内核分区的Android双启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种Android双启动方法，特别是涉及一种共享内核分区的Android双启动方法，属于数据存储安全技术领域。使用本发明的方法，两个系统使用相同的内核，通过使用mount命令的特性，挂载不同的系统文件和数据文件，使得手机在开机时按照要求选择操作系统进行启动，达到启动两个不同android系统的目的。这两个系统拥有相互独立的环境，可以安装各自的应用程序，而不相互影响，可以选择一个系统并修改系统环境使之安全，来运行含有重要数据的软件。

Description

一种共享内核分区的Android双启动方法

技术领域

本发明涉及一种Android双启动方法，特别是涉及一种共享内核分区的Android双启动方法，属于数据存储安全技术领域。

背景技术

Android系统是谷歌公司为移动设备设计的软件平台和开放操作系统。现在很多智能手机都安装了Android操作系统。在Android系统迅速普及的时代，Android系统的数据安全性也显得日益重要。现存的安全软件可以对数据安全起到一定的作用，但有时候其本身也会对用户的数据安全造成威胁。而对于某些很重要的用户数据例如网上银行账户等，含有这些重要数据的软件和其他软件安装在一起便可能产生某些安全问题。对此，若将这些重要的软件完全和其他软件隔离开来，即可得到一个良好的安全环境。选择另一个系统作为隔离环境是可行的。

Android操作系统在手机开机的时候需要挂载若干个必需的文件系统目录，包括根文件夹root，系统文件夹/system，数据文件夹/data，缓存文件夹/cache，加密文件夹/efs等等。相同的Android内核，不同的上层应用和界面风格，可以开发出不同的操作系统。两个不同的系统使用相同的内核，通过修改内核中init.rc文件，可以选择加载手机内存上的/system和/data文件夹或者TF卡上的/system和/data文件夹，系统就会从相应的位置启动Android系统，达到启动两个不同的Android系统的目的。这两个系统拥有相互独立的环境，可以安装各自的应用程序，而不相互影响，因此可以选择一个系统并修改系统环境使之安全，来运行含有重要数据的软件。

Android系统是基于linux内核开发而来的，因此很多Android系统中的命令和linux中的相应命令是相同或相似的。将磁盘挂载到文件系统中可以使用mount命令。mount命令有如下特征：当把一个磁盘a挂载到一个目录d之后，若继续挂载另一个磁盘b到此目录d上，则目录d中磁盘a的数据被隐藏，目录d中的内容为磁盘b的内容，当卸载掉磁盘b时磁盘a的内容则又会重新显示，此时目录d中的内容为磁盘a中的内容。而如果挂载磁盘a之后继续挂载磁盘b因为磁盘b错误而挂载失败，则目录d中磁盘a的内容不会被隐藏，磁盘b不会被挂载，目录d中的内容依旧为磁盘a的内容。因此，使用mount命令，首先挂载手机内存中的系统文件和数据文件，然后继续挂载TF卡中的文件，如果TF卡中内容正确，则会使用TF卡中的系统进行启动，否则依旧按照手机内存中的系统文件和数据文件进行启动。使用mount命令进行手机双启动是一个简便而有效的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决数据隔离安全存储的问题，提出一种共享内核分区的Android双启动方法，即一种用于Android智能手机安装双系统并可以按照某一特定的要求选择系统启动的方法。

本发明主要包含以下组件：

修改的boot分区镜像、TF卡操作系统和手机内置存储器操作系统。

TF卡操作系统包含有fat文件系统的外置存储器分区、ext4文件系统的system分区、ext4文件系统的data分区，其中system分区中的数据是一个文件系统镜像，存放操作系统启动所需的服务、配置文件、应用等，由内核加载。data分区配合此system分区，作为保存可读写的数据的载体。

手机内置存储器操作系统为原始操作系统，包含原始system分区、原始data分区等。

修改的boot分区镜像能够在启动时首先挂载手机内置存储器的操作系统，然后再挂载TF卡上的操作系统；在此过程中，若本发明涉及的TF卡没有插入手机，则TF卡操作系统挂载失败，系统从手机内置存储器上启动，若本发明涉及的TF卡已插入手机，则TF卡操作系统会挂载成功，系统从TF卡操作系统上启动；此boot分区镜像被手机内置存储器操作系统和TF卡操作系统共用，实现引导不同系统启动的功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种共享内核分区的Android双启动方法，包括以下步骤：

制作TF卡操作系统，包括以下步骤一到步骤三：

步骤一、使用工具(adb)进入手机文件系统，并使用其他方法(使用tar压缩解压缩，dd命令，cp命令等)将/system和/data目录拷贝出来，备用。

步骤二、使用一张容量足够大的手机TF卡，并使用工具对其进行分区，分区大小要求大于拷贝出来的/system和/data目录，并对其进行格式化。

步骤三、将从手机拷贝出来的/system和/data目录拷贝到TF卡相应分区，并记录分区号。

制作修改的boot分区镜像，包括以下步骤四到步骤七，以及步骤九：

步骤四、使用工具抽取手机的boot分区，得到boot.img。

步骤五、在电脑上使用工具对boot.img备份并解压缩处理。

步骤六、将得到的解压缩之后的ramdisk文件夹中的init.<设备号>.rc文件中相关部分(文件系统加载过程)进行修改，并对fstab.<设备号>文件(文件系统挂载配置文件)中相关内容进行修改并保存。

步骤七、重新打包boot得到新的boot.img。

制作手机内置存储器操作系统，包括以下步骤八。

步骤八、对手机进行备份并重新刷机，要求boot相同，而/system和/data不同，以区分两个不同的系统。

步骤九、将重新打包好的boot.img导入到手机中相应分区。

选择启动不同的操作系统，包括以下步骤十到步骤十一：

步骤十、需要启动TF卡上的操作系统时，插入拷贝有/system和/data的TF卡，重新启动手机。

步骤十一、需要启动手机内置存储器上的操作系统时，将TF卡拔出，重新启动手机。

有益效果

使用本发明的方法，两个系统使用相同的内核，通过使用mount命令的特性，挂载不同的系统文件和数据文件，使得手机在开机时按照要求选择操作系统进行启动，达到启动两个不同Android系统的目的。这两个系统拥有相互独立的环境，可以安装各自的应用程序，而不相互影响，可以选择一个系统并修改系统环境使之安全，来运行含有重要数据的软件。

附图说明

图1为本发明中TF卡操作系统制作流程；

图2为本发明中修改的boot分区镜像制作流程；

图3为本发明中双启动手机启动流程；

图4为本发明的一种共享内核分区的Android双启动方法的组件关系；

图5为本发明的使用adb工具进入手机文件系统；

图6为本发明的使用fdisk查看磁盘情况；

图7为本发明的使用parted工具进行磁盘分区(1)；

图8为本发明的使用parted工具进行磁盘分区(2)；

图9为本发明的分区后磁盘情况；

图10为本发明的解压后system文件夹内容；

图11为本发明的三星i9500分区情况；

图12为本发明的boot.img解压缩之后ramdisk里的部分内容；

图13为本发明的修改之前的init.universal5410.rc文件；

图14为本发明的修改之后的init.universal5410.rc文件；

图15为本发明的将boot.img导入手机；

图16为本发明的系统从手机启动后画面；

图17为本发明的系统从手机启动后文件系统挂载情况；

图18为本发明的系统从TF卡启动后画面；

图19为本发明的系统从TF卡启动后文件系统挂载情况。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明的一种共享内核分区的Android双启动方法进行进一步详细说明。

下面将按照上面所介绍的步骤，详细介绍各个步骤的具体实施方式。

实施例

一种共享内核分区的Android双启动方法，本实施例以使用三星i9500手机作为实施平台，使用8G的Micro TF Card作为第二个系统的系统目录盘为例，具体操作如下：

一、提取/system和/data目录

将三星i9500连接上电脑，在电脑上使用Android开发工具adb进入手机文件系统，如附图5，然后进入/system目录，使用命令：tar cvf/data/system.tar将/system文件夹提取到/data目录的system.tar中，然后拷贝到电脑上，并将手机上的/data/system.tar删掉。然后进入/data目录，使用同样的方法提取/data文件夹，并拷贝到电脑上。

二、TF卡分区

TF卡分区在ubuntu系统下进行，使用分区工具parted。将TF卡插到电脑上，在终端中使用root权限，使用fdisk查看磁盘连接情况，如附图6，可以看到TF卡为的对应设备为/dev/sdb。因为ubuntu默认会把磁盘挂载，要使用parted进行分区，必须首先将其卸载，使用umount命令将其卸载。然后使用parted/dev/sdb对其进行分区。使用print命令查看分区情况，然后移除原先分区，使用rm 1命令，如附图7。然后使用mkpart命令进行分区。将TF卡分为三个区，大小分别为1G,3G,3G，作为外部存储系统和/system、/data使用。分区完成后使用print命令查看如附图8。退出parted，使用mkfs命令对三个分区进行格式化，/system和/data分区格式化为ext4，另一个分区格式化为fat32格式。格式化完成后使用fdisk命令查看，如附图9。

三、拷贝/system和/data目录

首先将TF卡上的/system和/data分区上的lost+found文件夹删除。进入相应文件夹，使用tar xvf命令将拷贝出来的system.tar和data.tar分别解压缩到TF卡上相应分区。如附图10。

四、提取boot.img

使用adb工具进入手机文件系统，进入/dev/block/platform/dw_mmc.0/by-name，使用ll命令查看分区情况，如附图11。可以看到，boot分区在mmcblk0p9上，因此，使用cat命令将boot分区的内容提取到/storage/sdcard0目录下：cat/dev/block/mmcblk0p9>/storage/sdcard0/boot.img。然后将此boot.img拷贝到电脑上。

五、解压缩boot.img

使用mkbootimg.exe工具对boot.img进行解压缩。将boot.img作为unpack.bat的输入进行解压缩，得到其部分内容如附图12。

六、修改相关文件

修改相关文件进行双启动的原理为：首先挂载手机内存上的系统分区和数据分区，如果TF卡上的系统分区和数据分区存在，则再次进行mount，对其刚刚的挂载进行覆盖，使之从TF卡加载系统。如果TF卡相应分区不存在，则再次挂载将会失败，系统将从手机内存中启动。

进入解压缩后的img_unpacked/ramdisk目录，打开init.universal5410.rc文件，找到on fs的部分，如附图13，在mount_all/fstab.universal5410下面添加若干行：

mount ext4/dev/block/mmcblk1p2/system

mount ext4/dev/block/mmcblk1p3/data

如附图14所示；上述两行表示，如果TF卡分区存在，则使用TF卡的系统分区和数据分区对已挂载的系统文件夹和数据文件夹进行覆盖，手机将会加载TF卡的Android系统。

七、重打包boot.img

使用mkbootimg.exe工具对boot.img进行重新打包。将写好的打包批处理文件repack_.bat放在img_unpacked文件夹中，运行repack_.bat进行打包。打包命令如下：

..\bootimg--repack-ramdisk

..\bootimg--repack-bootimg 0x10000000""2048 2048

八、重新刷机

使用odin3刷机工具进行刷机。要求boot相同，而/system和/data不同，以区分两个不同的系统。为了方便起见，刷入同样的系统，在启动后更改一些系统设置，使得两个系统有若干不同。

九、导入新的boot.img

将重新打包好的boot.img拷贝到手机内存中并重命名，得到/storage/sdcard0/boot_rc.img，(rc表示是修改init.rc文件得到)，然后使用adb工具，进入/storage/sdcard0，将boot_rc.img导入到原来boot分区中：cat boot_rc.img>/dev/block/mmcblk0p9，如附图15。

十、验证双启动

在不插入TF卡的情况下启动手机，启动后界面如附图16，在adb中使用mount查看分区挂载情况如附图17，可以看到加载了手机存储器上的/system和/data文件夹(mmcblk0px)，这是从手机存储器中的系统；此系统的主题为纯色，系统字体为黑体。在插入准备好的TF卡之后重新启动手机，其界面如附图18，使用mount命令查看分区挂载情况如附图19，可以看到加载了两次/system文件夹(mmcblk0p20和mmcblk1p2)和两次/data文件夹(mmcblk0p21和mmcblk1p3)，根据mount的特性，/system和/data文件夹中的内容为最后挂载的文件系统，即为mmcblk1p2和mmcblk1p3中的内容，即手机外置TF卡上的内容。因此这是从手机外置TF卡上启动的系统。同时，根据附图18，可以看到此系统和之前系统的明显不同：主题背景不同，应用程序不同，系统字体不同，为楷体。从以上结果可以看到，使用此发明所陈述的一种共享内核分区的Android双启动方法可以有效的完成Android系统的双启动。

Claims (4)

1.一种共享内核分区的Android双启动方法，其特征在于，组件包括修改的boot分区镜像、TF卡操作系统和手机内置存储器操作系统；具体包括以下步骤：

步骤一、使用工具adb进入手机文件系统，并使用其他方法如tar压缩解压缩，dd命令或cp命令将/system和/data目录拷贝出来，备用；

步骤二、使用一张容量足够大的手机TF卡，并使用工具对其进行分区，分区大小要求大于拷贝出来的/system和/data目录，并对其进行格式化；

步骤三、将从手机拷贝出来的/system和/data目录拷贝到TF卡相应分区，并记录分区号；

步骤四、使用工具抽取手机的boot分区，得到boot.img；

步骤五、在电脑上使用工具对boot.img备份并解压缩处理；

步骤六、将得到的解压缩之后的ramdisk文件夹中的init.<设备号>.rc文件中相关部分，即文件系统加载过程进行修改，并对fstab.<设备号>文件，即文件系统挂载配置文件中相关内容进行修改并保存；

步骤七、重新打包boot得到新的boot.img；

步骤八、对手机进行备份并重新刷机，要求boot相同，而/system和/data不同，以区分两个不同的系统；

步骤九、将重新打包好的boot.img导入到手机中相应分区；

步骤十、需要启动TF卡上的操作系统时，插入拷贝有/system和/data的TF卡，重新启动手机；

步骤十一、需要启动手机内置存储器上的操作系统时，将TF卡拔出，重新启动手机。

2.根据权利要求1所述的一种共享内核分区的Android双启动方法，其特征在于，TF卡操作系统包含有fat文件系统的外置存储器分区、ext4文件系统的system分区、ext4文件系统的data分区，其中system分区中的数据是一个文件系统镜像，存放操作系统启动所需的服务、配置文件、应用等，由内核加载。data分区配合此system分区，作为保存可读写的数据的载体；制作TF卡操作系统，包括步骤一到步骤三。

3.根据权利要求1所述的一种共享内核分区的Android双启动方法，其特征在于，修改的boot分区镜像能够在启动时首先挂载手机内置存储器的操作系统，然后再挂载TF卡上的操作系统；在此过程中，若TF卡没有插入手机，则TF卡操作系统挂载失败，系统从手机内置存储器上启动，若TF卡已插入手机，则TF卡操作系统会挂载成功，系统从TF卡操作系统上启动；此boot分区镜像被手机内置存储器操作系统和TF卡操作系统共用，实现引导不同系统启动的功能；制作修改的boot分区镜像，包括步骤四到步骤七，以及步骤九。

4.根据权利要求1所述的一种共享内核分区的Android双启动方法，其特征在于，手机内置存储器操作系统为原始操作系统，包含原始system分区和原始data分区；制作手机内置存储器操作系统，包括步骤八。