Android-Basics: Fastboot, Recovery & Co.

Aus sich wiederholenden Anlässen habe ich mich entschlossen, einen kurzen Exkurs zu einem Teilbereich der Android-Basics zu verfassen. Vielleicht erleichert es dem einen oder anderen ja das Verständnis der Zusammenhänge.


Fastboot erst mal gar nichts mit dem Betriebssystem zu tun, denn es ist lediglich ein Weg, den internen Speicher von Geräten wie einem Mobiltelefon zu beschreiben. Ob man dabei die Partitionen neu anlegt / formatiert / löscht, oder Betriebssysteme (oder Teile eines solchen) einspielt ist unerheblich. Und genau diesen Weg hat uns LG mit seinem BIOS verwehrt, weshalb man zu Tricks greifen muss ...

Einer dieser Tricks ist es, das Image einer offiziellen Betriebssystemversion um die Fastboot-Unterstützung zu ergänzen, wobei am Betriebssystem selbst in diesem Falle keinerlei Änderungen vorgenommen werden. Selbstverständlich ist es dabei vollkommen unerheblich welche (Ziel)Marktversion (die Sprache ist dabei ja eher zweitrangig, denn es gab noch nie eine lediglich einsprachige Version, und selbst das ließe sich umgehen) als Basis genommen wird. Wer genauer hinsieht, wird daher selbstverständlich auch Fastboot-fähige Images für den westeuropäischen, deutschsprachigen und osteuropäischen Zielmarkt finden.

Da das Flashen eines Betriebssystems per Fastboot allerdings voraussetzt, dass dieses auch in der Datenpartition zwischengelagert werden kann, die beim GT540 ja nur etwa 145 MiB groß ist, dürfen die Images natürlich nicht größer als der dort verfügbare Platz sein.

Zur Umgehung dieser Begrenzung kann man am Gerät - per Fastboot - aber auch ein zweites, kleineres Betriebssystem installieren, welches üblicherweise in der Recovery-Partition untergebracht wird, und das dann die Images von einer Speicherkarte auf die Systempartition verfrachtet. Bekannte Versionen solcher Minibetriebssysteme sind beispielsweise der ClockworkMod, Amon RA's Recovery oder auch xRecovery.

Unglücklicherweise gibt's nun Fastboot-Implementierungen, die zwar das Flashen der Recovery-Partition zulassen, aber keinerlei Möglichkeit vorsehen, auf deren Inhalt auch zugreifen zu können. Also muss man bei der Wahl der Fastboot-Unterstützung auch darauf Rücksicht nehmen, ob diese eine allenfalls beabsichtigte Nutzung eines Minibetriebssystems unterstützt.

Für unsere LG-Welt bedeutet das derzeit die Wahl zwischen drei Fastboot unterstützenden Versionen,

• von denen die erste zwar einen entsprechenden Hinweis (weißer Text auf schwarzem Untergrund) am Display anzeigt jedoch kein Minibetriebssystem unterstützt,
• die zweite zwar ohne jede "echte" optische Rückmeldung am Display (dieses zeigt lediglich einen dunkelgrauen Hintergrund) aber mit Minibetriebssystemunterstützung daherkommt,
• und die dritte, das Umpartitionierungsimage, nicht nur mit einer Minibetriebssystemunterstützung sondern auch noch mit einer Debugging-Anzeige (weiße Schrift auf blauem Untergrund) am Display aufwarten kann.

BTW, installiert man später wieder eine von LG zur Verfügung gestellte Variante des Betriebssystems 2.1, sind die zuvor mühsam eingerichteten Hintertüren Fastboot und Zweitbetriebssystem natürlich wieder verschlossen, sowie allfällige Umpartitionierungen rückgängig gemacht.

Hat man erst einmal die von LG gesperrte Fastboot-Unterstützung sowie zweckmäßigerweise auch gleich ein Minibetriebssystem auf seinem GT540 nachgerüstet bzw. installiert, fängt die eigentliche Arbeit an. Denn erst ab diesem Zeitpunkt hat man die Möglichkeit alle gewünschten Backups (oder Zusatzpakete) einzuspielen, aber auch selbst welche zu erstellen.

Ob man nun ein Backup-"Image" per Fastboot oder Zweitbetriebssystem einspielt, ist - von dessen Größe einmal abgesehen - eine Geschmacksfrage und für das Ergebnis unerheblich.


Da die Mobiltelefone von LG, allen voran das GW620 (~Etna) und das GT540 (~Swift), in Osteuropa wesentlich häufiger als im westlichen Europa (Begriffe nicht geografisch, sondern politisch aus der Zeit des "kalten Krieges") verkauft wurden (und werden), und es dort auch schon seit vielen Jahren eine sehr aktive Programmierer-Community (für alles mögliche) gibt, ist es nicht weiter verwunderlich, dass sich auch die Entwicklung aktuellerer Betriebssystemvarianten und Add-Ons für diese Mobiltelefone hauptsächlich im dortigen Raum abspielt.

Die Tatsache, dass LG bisher seine neuen, offiziell für Europa vorgesehenen Betriebssystemvarianten stets zuerst am russischsprachigen Markt (russisch ist in dieser großen "Hälfte" Europas immer noch eine wichtige Verkehrssprache) platziert und ausgerichtet hat (die offizielle 2.1er gab's dort schon Mitte Sept. 2010), begünstigte die Entwicklung.

Google verwendet für all seine hausinterne Kommunikation, oh welch ein Wunder, natürlich sein hauseigenes Chat-Programm, das, wie sollte es auch anders sein, GoogleTalk bzw. abgekürzt GTalk heißt. Ist dieses nicht vorhanden oder korrekt installiert / am Arbeiten, funktioniert keine Synchronisation, kein Market usw. Man muss sich allerdings nicht bei der diesbezüglichen App anmelden, um in den Genuss der Google-internen Kommunikation zu gelangen. (Bitte beachtet die Anmerkung bzw. Ergänzung am Ende des Artikels.)

Eine zweite Hürde bei der Nutzung des Markets wird eigentlich meist von den Google-Nutzern aus Deutschland selbst aufgestellt. Diese melden sich nämlich schön "brav" mit einer E-Mail-Adresse (*@GoogleMail.com) bei ihren Geräten an die's zwar gibt und grundsätzlich auch funktioniert, sonst jedoch kein Ar*** auf dieser Welt benutzt, was natürlich prompt zu Fehlern führt. Daher meldet man sich auch als in Deutschland lebender Erdenbürger ausschließlich(!) mit *@GMail.com bei seinem Androiden an! Nicht umsonst heißt die entsprechende App bzw. der entsprechende Dienst ja auch GMail, und nicht etwa GoogleMail.

Und bevor hier jetzt wieder jemand plärrt "aber ich habe doch gar keine GMail-Adresse", lasst Euch gesagt sein: Doch, Ihr habt eine, genau genommen sogar nur diese, auch wenn Euch Google auf Grund einer deutschen Gerichtsentscheidung optisch nur eine GoogleMail anzeigen darf. Wer's nicht glauben will, möge es doch einfach selbst überprüfen in dem er an seine GMail-Adresse eine entsprechende Nachricht sendet.

Das wirklich lästige an der Sache ist allerdings, dass man die erste jemals an einem Android-Gerät eingegebene E-Mail-Adresse nicht mehr ändern kann und deswegen das Gerät auf die Werkseinstellungen zurücksetzen muss, um hierbei begangene Fehler ausbügeln zu können.

BTW, warum Google's Market mit seiner zweiten E-Mail-Domain nicht korrekt arbeitet, wissen bestenfalls die dortigen Entwickler.

Dritte mögliche Fehlerquelle, die in Deutschland vor allem Vodafone-Prepaid-Kunden betrifft, ist schließlich die Nutzung eines unpassenden, ja falschen, Internetprotokolls, nämlich WAP an Stelle von HTTP. Per WAP, welches im übrigen - so nicht in irgendwelchen Paketen enthalten - zu horrenden vierstelligen(!) Eurobeträgen pro GiB Traffic verrechnet wird und schon alleine deswegen gemieden werden sollte, kann man zwar auch die eine oder andere gewöhnliche Website, so auch Google's Market besuchen, doch Downloads von nicht WAP-fähigen Websites (wie eben Google's Market) können schon Protokoll-bedingt nicht funktionieren. Einziger Weg die reguläre Nutzung von WAP zu unterbinden, ist die korrekte Konfiguration der APNs. Daher wird man in Android-Geräten in aller Regel zwei APNs vorfinden, von denen der erste, als Standard dienende, für HTTP und ähnliches, der zweite hingegen, de facto ausschließlich für MMS dienende, für WAP konfiguriert ist.

Funktioniert der Download von Apps aus dem Market trotz richtiger Anmeldung und korrekter Internetverbindungskonfiguration dennoch nicht, hilft es bisweilen, sich vorab bei GTalk anzumelden.

In ganz, ganz besonders hartnäckigen Fällen hilft alles nichts! Dann kann man sich wirklich nur einen neuen Google-Account zulegen und damit den Market aussuchen. Der bisherige Google-Account kann ja, so gewollt, immer noch als zweiter oder dritter Account im Handy hinterlegt werden.

Ach ja, und wer bisher noch keinen Google-Account sein eigen nennt, soll diesen bitte unbedingt auf einem großen Computer und nicht auf dem bzw. über das GT540 anlegen, denn es mehren sich die Berichte, in denen es anders herum wesentlich problematischer ist.

Das ist doch mal eine Saubere Erklärung, toll das Du dir die mühe für uns machst.

Ein Fettes DANKE

Der LG- bzw. GT540-Klammeraffe ist ein "weicher" Reset des Gerätes oder des Betriebssystems Androids (vermutlich wird die Cache-Partition gelöscht; doch was dabei ganz genau geschieht, konnte ich bisher noch nicht herausfinden), jedoch gehen dabei keinesfalls Nutzerdaten aus der Partition "userdata" verloren. Alle installierten Apps und die Nutzerdaten (wie Kontakte, SMS, E-Mails, Termine, Notizen, ...) bleiben daher erhalten!



Er entspricht also NICHT dem Zurücksetzen des Betriebssystems, fälschlich oft als Zurücksetzen des Gerätes bezeichnet, auf die "Werkseinstellungen" (per Einstellungen -> Datenschutz -> Werkseinstellungen), denn dabei werden ja die Cache- und die Datenpartition gelöscht, sondern ist eine "weichere" Variante, weshalb die leider oft und gerne verwendete Bezeichnung "Hardreset" vollkommen unpassend ist.

Einen "Reset" des Gerätes selbst erreicht man - nach meinen bisherigen Erfahrungen - nur durch das erneute Flashen des Betriebssystems, am besten on-line, zur Not auch off-line.

Naja, was braucht man schon groß zum Flashen außer dem Gerät selbst, einem microUSB-2-USB-Kabel und einem Windows-betriebenen Computer?

• die Treiber fürs Gerät (der Gerätemanager gibt Auskunft darüber, welche Interfaces des Gerätes eventuell noch nicht korrekt bzw. vollständig unterstützt werden); Hinweis: bisweilen zum vor dem Flashen das LG-Modem im Gerätemanager deaktiviert werden
• die ADB-Interface- und Fastboot-Programme
• den (on-line- oder besser) off-line-KDZ-Flasher (als Einstellungen sind "3GQCT" & "DIAG" zu wählen, in seltenen Fällen statt "DIAG" auch "CS_Emergency")
• ein (möglichst Fastboot- & Recovery-fähiges) 2.1er im KDZ-Format (z.B. dieses) oder das Image zum Umpartitionieren des Speicherplatzes
• eventuell ein Minibetriebssystem für die Recovery-Partition im IMG-Format

All das findet man sehr leicht in meinem Downloadbereich.

Zahlreiche Hintergrundinfos zu den Themen Fastboot, Recovery & Co. findet man in diesem Beitrag.

Alle (entpackten) Downloads kann man ruhig in einem einzigen Ordner "parken", da keine Überschneidungen vorliegen. Dieser Ordner sollte möglichst direkt erreichbar sein und keine Sonder- oder Leerzeichen aufweisen (z.B. C:\LGFLASH). "Virtuelle" Ordner wie der Desktop sind unbedingt zu meiden! Alle Programme können gleich ohne gesonderte Installation gestartet werden.

Zur Begriffsdefinition 'mal folgende Hinweise darauf, wie man was auf das Gerät schubsen kann:

• vom Computer aus per KDZ-Flasher: Benötigt wird ein Windows-betriebener Computer mit installierten Flash-Interface-Treibern um das Image per TPT, also inklusive aller Partitonierungsanweisungen und somit unter Überschreibung aller bisherigen Inhalte, einzuspielen; das Gerät muss im Flash- bzw. Download-Mode gestartet werden
• vom Computer aus per Fastboot(.exe): MD5-Prüfsumme(n) ist / sind nicht erforderlich; das Gerät muss im Fastboot-Mode gestartet werden
• vom Handy aus per Minibetriebssystem (~Restore): MD5-Prüfsumme(n) (als nandroid.md5-Datei im Unix-Format vorliegend) ist / sind zwingend erforderlich; die Datei(en) ist / sind ident mit jener der Fastboot-Methode; der Image-Ordner muss entsprechend dem verwendeten Minibetriebssystem auf der Speicherkarte abgelegt werden (z.B. unter \clockworkmod\backup\ oder \nandroid\mem=214MB\); das Gerät muss im Recovery-Mode gestartet werden
• vom Handy aus per Minibetriebssystem (~"Update"): MD5-Prüfsummen (innerhalb der Datei; Stichwort "signed") sind zwingend erforderlich; die Datei ist nicht ident mit jener der Fastboot-Methode; die Datei muss mit der Bezeichnung "update.zip" im Stammverzeichnis der Speicherkarte hinterlegt werden; der Begriff "Update" bezieht sich dabei ausschließlich auf die Methode der Installation, jedoch keinesfalls auf die inhaltlichen Auswirkungen am Handy; das Gerät muss im Recovery-Mode gestartet werden

Die Fastboot-Befehle sollten mittlerweile zwar schon allgemein bekannt sein, doch für all jene die das verschwitzt haben eine schnelle Zusammenfassung dessen, was man ohnedies aus der eingebauten Online-Hilfe des Befehls erfahren kann:

fastboot -w (löscht die Daten- und die Cache-Partition)
fastboot erase xyz (löscht die Partition xyz)
fastboot flash xyz zyx.img (flasht die Partition xyz mit der Datei zyx.img)
fastboot reboot (veranlasst einen Neustart des Gerätes)

Für uns wichtig sind folgende Partitonen: boot, recovery und system, selten auch userdata (und dann hauptsächlich bei der (swap_)data2system-Technologie), während die Partition cache de facto nie gebraucht wird.
Was wo rein gehört verrate ich jetzt aber nicht.

Kommandozeilenverweigerer können natürlich auch die von Michael Bilbang jun. entwickelte GUI zur Fastboot.exe verwenden.


BTW: Der Fastboot-Modus wird dadurch aktiviert, dass man bei ausgeschaltetem Smartphone die Kamera-Taste während des Einschaltens so lange drückt (bis zu etwa 10 Sekunden), bis entweder die aktivierte Hintergrundbeleuchtung oder eine entsprechende Meldung am Display erkennbar ist.

(swap_)data2system (ver)tauscht im Kernel die von diesem einzubindenden Partitionen system und userdata.

Dadurch "verkleinert" sich die System-Partition indirekt von bisher 245 auf 138 MiB, während die Daten-Partition dadurch indirekt von 138 auf 245 MiB "anwächst".

Technisch ist das relativ einfach realisierbar, schließlich erfordert es lediglich die Änderung von drei Codezeilen am Kernel und daher das Flashen des entsprechend modifizierten Bootimages, praktisch ist es auf jeden Fall, immerhin erreicht man so bis zu etwas über 200 MiB freien Speicherplatzes (das ist ein Plus von mehr als 80%), doch wie alles im Leben hat das ganze natürlich auch seine Tücken, doch dazu etwas später.

Schließlich liegt die Quelle des Verständnisses in der Vergangenheit, weshalb wir an dieser Stelle eine kleine Reise antreten wollen, nein müssen ...

Das GT540 ist, aus der Sicht des Normalnutzers, eher sehr ungünstig partitioniert. Zwar gibt es einige Androiden am Markt mit relativ großen Systempartitionen (und folglich kleinen Datenpartitionen), aber LG dürfte mit diesem Modell so ziemlich den Vogel abgeschossen haben. Immerhin steht dem Endkunden bei den meisten Geräten am Markt mehr freien Speicher in der Datenpartition zur Verfügung, als die entsprechende Partition beim GT540 überhaupt groß - nein, eigentlich sollte man besser das Wort klein benutzen - ist. Mehr als schwache 110 MiB sind da in der offiziell von LG bereit gestellten 2.1er für den Nutzer nicht verfügbar. Als kleine, wenn auch im täglichen Nutzen sehr fragwürdige Entschädigung erhält er dafür ein Gerät mit einem vollwertigen Videoeditor. Naja, wer braucht den schon (täglich)?

Ohne App2SD, Link2SD oder ähnliches kann man das GT540 daher kaum sinnvoll nutzen, müssen doch alleine für den Cache (z.B. des Browsers, Market oder ähnliches) immerhin ständig schwache 30 MiB "frei" bleiben.

Findige Community-Builder kamen daher schon früh auf die "Idee" das Betriebssystem, vor allem einmal um den Videoeditor, abzuspecken. Alleine das bringt schon mal flockige 80 (und mehr) MiB freien Speicherplatzes. Toll, super, hurra!!! Wer braucht jetzt noch irgendwelche Tools zum Verschieben von Apps mag sich jetzt mancher Leser denken. Doch halt, so einfach ist die Sache nun nicht, denn freier Speicherplatz in der Systempartition ist schließlich nahezu nutzlos, da nur mittels anderer Tricks als bei App2SD, Link2SD oder eben dem später "erfundenen" (swap_)data2system, nutzbar.

Die einzige bisherige Möglichkeit bestand darin, dass der Nutzer die von ihm zur (Nach)Installation vorgesehenen Apps "händisch" (z.B. per Root-fähigem Explorer oder dem ADB-Interface) in der Systempartition integrierte. Das war bzw. ist nicht nur lästig und mühsam, sondern es muss(te) anschließend ja auch noch das Betriebssystem auf die Standardwerte zurückgesetzt werden um den Vorgang der Integration abzuschließen. Das ist zwar ganz am Anfang (also bei der Neueinrichtung) kein echtes Problem (schließlich gibt's zu diesem Zeitpunkt ja noch keine Benutzerdaten auf dem Gerät), nach erfolgtem Nutzungsbeginn jedoch sicherlich unerwünscht. Zudem änderte dieses Verfahren am grundsätzlichen Problem (der mehr als verkehrten Partitionierung) immer noch recht wenig.

Aber man brauchte sowohl als Entwickler, als auch als Nutzer, nichts zu beachten. Alle Anleitungen, Tools, Trick und Apps zur optimalen Nutzung des Speicherplatzes der mickrigen Datenpartition konnten bedenkenlos angewandt werden.

Und genau das ist der große Schwachpunkt von (swap_)data2system! Denn nun kann man keine update.zip oder andere Technologien mehr nutzen, denn an der Nummerierung der Partitionen ändert sich durch deren vertauschte Einbindung seitens des Kernel ja (leider) nichts! Schließlich gibt es die Partitionsbezeichnungen ja nur für uns Menschen, während Android bzw. die Minibetriebssysteme sich ja immer noch ausschließlich an der physikalischen Reihenfolge (~Nummerierung) der Partitionen orientieren.

Wer also eine Betriebssystemversion zusammen mit (swap_)data2system nutzt, muss bei allen Vorgängen die unmittelbar den Zugriff auf Partitionen betreffen, höllisch acht geben! Bei der Installation und Nutzung "gewöhnlicher" Apps braucht man - zum Glück der Nutzer - hingegen keine (besondere) Vorsicht walten zu lassen.

Wichtiger Hinweis:
Den vorhin genannten Nachteilen dieser Technologie kann man durch das Umpartitionieren des Speicherplatzes elegant aus dem Weg gehen.

Hierzu eine Frage:

Ist es dann dennoch möglich, Updates via Fastboot z.B. so zu flashen:
fastboot erase data
fastboot flash data system.img

?

Super erklärung!

Backups die per Minibetriebssystem von der Datenpartition angelegt werden, tragen stets die Bezeichnung data.img, gleich ob sich darin nun nur wichtige Einstellungen und zusätzliche Apps befinden, oder wie bei der (swap_)data2system-Technologie gleich das ganze Betriebssystem enthalten ist. Für Fastboot ändert das ja nichts.

Da die Datenpartition unter Android (intern) userdata heißt, müssen wir diese Bezeichnung natürlich auch bei der Nutzung des Fastboot-Befehls berücksichtigen, sodass die Befehle korrekt
fastboot erase userdata bzw.
fastboot flash userdata data.img lauten.


Hinweis: Die (swap_)data2system-Technologie wird derzeit von michabilbangs.de's GUI für Fastboot noch nicht unterstützt.