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File metadata and controls

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USB ブートイメージ ビルドガイド

PIX-SMB400 の USB Boot 用ファイルの仕組みとビルド手順です。

USB メモリには以下の 3 ファイルが必要です。いずれも boot/ のスクリプトで生成します。

ファイル 役割 生成方法
bootargs.bin u-boot 環境変数ブロック（androidboot.selinux=permissive を注入） make_usb_boot.py
root_rsa_pub_crc.bin 外部 RSA 公開鍵。BootROM がこの鍵で bootargs.bin を検証する make_usb_boot.py
initramfs_patched.uimg カスタム initramfs（ADB・DHCP・Mirakurun 自動起動を組み込み） build_initramfs.sh

クイックスタート

1. bootargs.bin / root_rsa_pub_crc.bin を生成する

要件: Docker（または Python 3 + pycryptodome）

cd boot

docker run --rm \
  -v "$(pwd):/usb_boot" \
  python:3.11-slim bash -c "
pip install pycryptodome -q
cd /usb_boot && python3 make_usb_boot.py
"
cd ..

→ boot/bootargs.bin と boot/root_rsa_pub_crc.bin（および rsa_key.pem）が生成されます。

2. initramfs_patched.uimg をビルドする

要件: Docker と、用意した kernel.img

# kernel.img から initramfs を取り出す
binwalk -e kernel.img
# → 展開された大きい cpio ファイルが initramfs（例: .../_kernel.img.extracted/988000）

# ビルド
bash boot/build_initramfs.sh /path/to/_kernel.img.extracted/988000

→ boot/initramfs_patched.uimg が生成されます。

3. USB メモリにコピーする

# FAT32 でフォーマット（PIXBOOT というラベルを付ける）
sudo mkfs.fat -F 32 -n PIXBOOT /dev/sdX1

# マウント（自動マウントされない場合）
sudo mkdir -p /mnt/PIXBOOT
sudo mount -o uid=$(id -u),gid=$(id -g) /dev/sdX1 /mnt/PIXBOOT
sudo chown $USER:$USER /mnt/PIXBOOT

# コピー
cp boot/bootargs.bin           /mnt/PIXBOOT/
cp boot/root_rsa_pub_crc.bin   /mnt/PIXBOOT/
cp boot/initramfs_patched.uimg /mnt/PIXBOOT/

# アンマウントして取り出す
sudo umount /mnt/PIXBOOT

USB メモリを PIX-SMB400 に挿入し、USB Boot ピンをショートして電源を入れます。 起動・ADB 接続の手順は README.md を参照してください。

技術ドキュメント

1. USB Boot の仕組み

Hi3798CV200 (PIX-SMB400 の SoC) の BootROM には USB Boot モードが搭載されています。

基板上の特定ピンを電源投入時にショートすると、BootROM は内部 eMMC の代わりに USB メモリ上のファイルを読み込みます。

通常起動:  eMMC (mmcblk0p2) の公開鍵で bootargs を検証 → Android TV として動作
USB Boot:  USB メモリ上の root_rsa_pub_crc.bin を公開鍵として採用 → カスタム initramfs を起動

このとき eMMC のパーティションは変更されないため、USB メモリを抜いて再起動すれば 元の Android TV に戻ります。

RSA 鍵差し替えの原理

BootROM は root_rsa_pub_crc.bin が USB メモリに存在すると、eMMC の内部鍵を使わず 外部鍵で検証を行います。そのため Hisilicon の秘密鍵は不要で、 自前で生成した鍵ペアで署名・検証できます。

注意: BootROM の RSA 指数は e=3。外部鍵も e=3 で生成する必要があります。 make_usb_boot.py はこれを自動的に設定します。

init バイナリへのパッチ

この SoC の init (Android のプロセス 1) は、カーネルパラメータで androidboot.selinux=permissive を渡しても起動直後に SELinux を強制 enforcing に戻します。

patch_init.py は 2 バイトのバイナリパッチでこれを無効化します:

オフセット 変更前 変更後 効果
0xcd1d 0xd0 (BEQ) 0xe0 (B) security_setenforce(1) を永遠にスキップ
0x14160 0x2f (/) 0x5f (_) /system/etc/prop.default のパスを壊し ro.debuggable=0 の先読みを防ぐ

2. boot/ ディレクトリの構成

boot/
├── make_usb_boot.py                bootargs.bin / root_rsa_pub_crc.bin 生成スクリプト
├── patch_init.py                   init バイナリパッチスクリプト
├── build_initramfs.sh              initramfs_patched.uimg ビルドスクリプト
└── initramfs_overlay/              initramfs に追加・置換されるファイル
    ├── default.prop                ro.debuggable=1 / ro.adb.secure=0
    ├── dhclient.conf               DHCP クライアント設定
    ├── init.pixboot.rc             PIX-SMB400 専用 init サービス定義
    ├── init_pix_netdbg.sh          Ethernet DHCP セットアップ（PHY 初期化待ち含む）
    ├── start_proxy.sh              デバイス起動時に /data/local/tmp/ へ自動デプロイ
    ├── crash_guard.sh              同上
    ├── stop_android_tv.sh          同上
    ├── smb400_tuner.sh             同上
    └── initrc/
        └── logd.rc                 logd を無効化（このカーネルでは capset() で EPERM）

ビルド時に生成されるファイル（リポジトリには含まれません）:

ファイル サイズ 内容
bootargs.bin 65,536 bytes u-boot env ブロック（CRC32 検証済み）
root_rsa_pub_crc.bin 264 bytes RSA モジュラス (256 B) + 指数 (4 B) + CRC32 (4 B)
rsa_key.pem — RSA 秘密鍵（e=3）。紛失すると再生成が必要。漏洩注意
initramfs_patched.uimg — カスタム initramfs

3. bootargs.bin / root_rsa_pub_crc.bin の生成

boot/rsa_key.pem が存在すれば既存の鍵を再利用します（USB Boot ピン認証に影響なし）。 rsa_key.pem がなければ新規に鍵ペアを生成します。

要件: Docker または Python 3 + pycryptodome

Docker を使う場合（推奨）

cd boot

docker run --rm \
  -v "$(pwd):/usb_boot" \
  python:3.11-slim bash -c "
pip install pycryptodome -q
cd /usb_boot && python3 make_usb_boot.py
"

Python を直接使う場合

pip install pycryptodome
cd boot
python3 make_usb_boot.py

生成されるファイル:

ファイル サイズ 内容
bootargs.bin 65,536 bytes u-boot env ブロック（CRC32 検証済み）
root_rsa_pub_crc.bin 264 bytes RSA モジュラス (256 B) + 指数 (4 B) + CRC32 (4 B)
rsa_key.pem — RSA 秘密鍵（e=3）。紛失すると再生成が必要

rsa_key.pem を変更した場合は USB メモリ上の root_rsa_pub_crc.bin も更新してください。

4. initramfs_patched.uimg のビルド

ファームウェアの initramfs に init バイナリのパッチと init スクリプトを 組み込んだカスタム initramfs を生成します。

前提

  • Docker が使用可能なこと
  • kernel.img が手元にあること

用意した kernel.img から initramfs cpio を取り出します:

# binwalk でカーネルイメージから initramfs を取り出す
binwalk -e kernel.img

# 展開されたファイルのうち大きい cpio ファイルが initramfs
# 例: _kernel.img.extracted/988000

ビルド実行

リポジトリのルートで実行します。

bash boot/build_initramfs.sh /path/to/_kernel.img.extracted/988000

完了すると boot/initramfs_patched.uimg が生成されます。

# 確認
ls -lh boot/initramfs_patched.uimg

オーバーレイのカスタマイズ

boot/initramfs_overlay/ 内のファイルを編集してからビルドすると、 変更が initramfs に反映されます。

主な編集対象:

ファイル 用途
init.pixboot.rc 起動時サービス定義。自動起動タイミングや追加コマンドを変更
start_proxy.sh Mirakurun 自動起動スクリプト（電源 ON 時に実行される版）
smb400_tuner.sh チューナー制御スクリプト
default.prop デバッグプロパティ（変更不要）

これらの .sh は起動時に init.pixboot.rc によって /data/local/tmp/ へ自動コピーされます。 手動デプロイが不要になるため、スクリプトを更新したら initramfs を再ビルドして USB メモリを更新してください。

5. USB メモリの更新

ビルド後は USB メモリを更新します。

# マウント（自動マウントされない場合）
sudo mkdir -p /mnt/PIXBOOT
sudo mount -o uid=$(id -u),gid=$(id -g) /dev/sdX1 /mnt/PIXBOOT
sudo chown $USER:$USER /mnt/PIXBOOT

# コピー
cp boot/bootargs.bin           /mnt/PIXBOOT/
cp boot/root_rsa_pub_crc.bin   /mnt/PIXBOOT/
cp boot/initramfs_patched.uimg /mnt/PIXBOOT/

# アンマウントして取り出す
sudo umount /mnt/PIXBOOT

USB メモリを PIX-SMB400 に挿入し、USB Boot ピンをショートして電源を入れます。

トラブルシューティング

症状 原因 対処
get extern rsa key がシリアルに出ない USB Boot ピンのショートタイミング 電源投入前にショートを維持
CRC32 check failed bootargs.bin が破損 Section 3 で再生成
ADB で uid=2000(shell) eMMC 通常ブートしている USB ブートを再確認
SELinux が enforcing のまま init パッチ未適用 patch_init.py が正常終了したか確認
デバイスの IP アドレスが不明 DHCP 未取得 ブート後 30 秒以上待つ / ルーター側で確認
[!] unexpected byte (patch_init.py) 別バージョンの init バイナリ オフセットの再特定が必要（ARM Thumb2 逆アセンブル）