Android系统Recovery工作原理之使用update.zip升级过程分析（六）---Recovery服务流程细节

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        Android系统Recovery工作原理之使用update.zip升级过程分析（六）---Recovery服务流程细节

         Recovery服务毫无疑问是Recovery启动模式中最核心的部分。它完成Recovery模式所有的工作。Recovery程序对应的源码文件位于：/gingerbread0919/bootable/recovery/recovery.c。

一、 Recovery的三类服务：

         先看一下在这个源码文件中开始部分的一大段注释，这将对我们理解Recovery服务的主要功能有很大帮助。代码如下：

         

/*
 * The recovery tool communicates with the main system through /cache files.
 *   /cache/recovery/command - INPUT - command line for tool, one arg per line
 *   /cache/recovery/log - OUTPUT - combined log file from recovery run(s)
 *   /cache/recovery/intent - OUTPUT - intent that was passed in
 *
 * The arguments which may be supplied in the recovery.command file:
 *   --send_intent=anystring - write the text out to recovery.intent
 *   --update_package=path - verify install an OTA package file
 *   --wipe_data - erase user data (and cache), then reboot
 *   --wipe_cache - wipe cache (but not user data), then reboot
 *   --set_encrypted_filesystem=on|off - enables / diasables encrypted fs
 *
 * After completing, we remove /cache/recovery/command and reboot.
 * Arguments may also be supplied in the bootloader control block (BCB).
 * These important scenarios must be safely restartable at any point:
 *
 * FACTORY RESET
 * 1. user selects "factory reset"
 * 2. main system writes "--wipe_data" to /cache/recovery/command
 * 3. main system reboots into recovery
 * 4. get_args() writes BCB with "boot-recovery" and "--wipe_data"
 *    -- after this, rebooting will restart the erase --
 * 5. erase_volume() reformats /data
 * 6. erase_volume() reformats /cache
 * 7. finish_recovery() erases BCB
 *    -- after this, rebooting will restart the main system --
 * 8. main() calls reboot() to boot main system
 *
 * OTA INSTALL
 * 1. main system downloads OTA package to /cache/some-filename.zip
 * 2. main system writes "--update_package=/cache/some-filename.zip"
 * 3. main system reboots into recovery
 * 4. get_args() writes BCB with "boot-recovery" and "--update_package=..."
 *    -- after this, rebooting will attempt to reinstall the update --
 * 5. install_package() attempts to install the update
 *    NOTE: the package install must itself be restartable from any point
 * 6. finish_recovery() erases BCB
 *    -- after this, rebooting will (try to) restart the main system --
 * 7. ** if install failed **
 *    7a. prompt_and_wait() shows an error icon and waits for the user
 *    7b; the user reboots (pulling the battery, etc) into the main system
 * 8. main() calls maybe_install_firmware_update()
 *    ** if the update contained radio/hboot firmware **:
 *    8a. m_i_f_u() writes BCB with "boot-recovery" and "--wipe_cache"
 *        -- after this, rebooting will reformat cache & restart main system --
 *    8b. m_i_f_u() writes firmware image into raw cache partition
 *    8c. m_i_f_u() writes BCB with "update-radio/hboot" and "--wipe_cache"
 *        -- after this, rebooting will attempt to reinstall firmware --
 *    8d. bootloader tries to flash firmware
 *    8e. bootloader writes BCB with "boot-recovery" (keeping "--wipe_cache")
 *        -- after this, rebooting will reformat cache & restart main system --
 *    8f. erase_volume() reformats /cache
 *    8g. finish_recovery() erases BCB
 *        -- after this, rebooting will (try to) restart the main system --
 * 9. main() calls reboot() to boot main system
 *
 * SECURE FILE SYSTEMS ENABLE/DISABLE
 * 1. user selects "enable encrypted file systems"
 * 2. main system writes "--set_encrypted_filesystems=on|off" to
 *    /cache/recovery/command
 * 3. main system reboots into recovery
 * 4. get_args() writes BCB with "boot-recovery" and
 *    "--set_encrypted_filesystems=on|off"
 *    -- after this, rebooting will restart the transition --
 * 5. read_encrypted_fs_info() retrieves encrypted file systems settings from /data
 *    Settings include: property to specify the Encrypted FS istatus and
 *    FS encryption key if enabled (not yet implemented)
 * 6. erase_volume() reformats /data
 * 7. erase_volume() reformats /cache
 * 8. restore_encrypted_fs_info() writes required encrypted file systems settings to /data
 *    Settings include: property to specify the Encrypted FS status and
 *    FS encryption key if enabled (not yet implemented)
 * 9. finish_recovery() erases BCB
 *    -- after this, rebooting will restart the main system --
 * 10. main() calls reboot() to boot main system
 */

          从注释中我们可以看到Recovery的服务内容主要有三类：

         ①FACTORY RESET，恢复出厂设置。

         ②OTA INSTALL，即我们的update.zip包升级。

         ③ENCRYPTED FILE SYSTEM ENABLE/DISABLE，使能/关闭加密文件系统。具体的每一类服务的大概工作流程，注释中都有，我们在下文中会详细讲解OTA INSTALL的工作流程。这三类服务的大概的流程都是通用的，只是不同操作体现与不同的操作细节。下面我们看Recovery服务的通用流程。

二、Recovery服务的通用流程：

        在这里我们以OTA INSTALL的流程为例具体分析。并从相关函数的调用过程图开始，如下图:

          

          我们顺着流程图分析，从recovery.c的main函数开始：

          1.    ui_init()：Recovery服务使用了一个基于framebuffer的简单ui（miniui）系统。这个函数对其进行了简单的初始化。在Recovery服务的过程中主要用于显示一个背景图片（正在安装或安装失败）和一个进度条（用于显示进度）。另外还启动了两个线程，一个用于处理进度条的显示（progress_thread），另一个用于响应用户的按键（input_thread）。

          2.    get_arg()：这个函数主要做了上图中get_arg()往右往下直到parse arg/v的工作。我们对照着流程一个一个看。

                ①get_bootloader_message()：主要工作是根据分区的文件格式类型（mtd或emmc）从MISC分区中读取BCB数据块到一个临时的变量中。

                ②然后开始判断Recovery服务是否有带命令行的参数（/sbin/recovery，根据现有的逻辑是没有的），若没有就从BCB中读取recovery域。如果读取失败则从/cache/recovery/command中读取然后。这样这个BCB的临时变量中的recovery域就被更新了。在将这个BCB的临时变量写回真实的BCB之前，又更新的这个BCB临时变量的command域为“boot-recovery”。这样做的目的是如果在升级失败（比如升级还未结束就断电了）时，系统在重启之后还会进入Recovery模式，直到升级完成。

                ③在这个BCB临时变量的各个域都更新完成后使用set_bootloader_message()写回到真正的BCB块中。

                这个过程可以用一个简单的图来概括，这样更清晰：

                                 

          3.     parserargc/argv：解析我们获得参数。注册所解析的命令（register_update_command），在下面的操作中会根据这一步解析的值进行一步步的判断，然后进行相应的操作。

          4.    if(update_package)：判断update_package是否有值，若有就表示需要升级更新包，此时就会调用install_package()（即图中红色的第二个阶段）。在这一步中将要完成安装实际的升级包。这是最为复杂，也是升级update.zip包最为核心的部分。我们在下一节详细分析这一过程。为从宏观上理解Recovery服务的框架，我们将这一步先略过，假设已经安装完成了。我们接着往下走，看安装完成后Recovery怎样一步步结束服务，并重启到新的主系统的。

          5.    if(wipe_data/wipe_cache)：这一步判断实际是两步，在源码中是先判断是否擦除data分区（用户数据部分）的，然后再判断是否擦除cache分区。值得注意的是在擦除data分区的时候必须连带擦除cache分区。在只擦除cache分区的情形下可以不擦除data分区。

          6.    maybe_install_firmware_update()：如果升级包中包含/radio/hboot firmware的更新，则会调用这个函数。查看源码发现，在注释中（OTA INSTALL）有这一个流程。但是main函数中并没有显示调用这个函数。目前尚未发现到底是在什么地方处理。但是其流程还是向上面的图示一样。即，① 先向BCB中写入“boot-recovery”和“—wipe_cache”之后将cache分区格式化，然后将firmware image 写入原始的cache分区中。②将命令“update-radio/hboot”和“—wipe_cache”写入BCB中，然后开始重新安装firmware并刷新firmware。③之后又会进入图示中的末尾，即finish_recovery()。

          7.    prompt_and_wait()：这个函数是在一个判断中被调用的。其意义是如果安装失败（update.zip包错误或验证签名失败），则等待用户的输入处理（如通过组合键reboot等）。

          8.    finish_recovery()：这是Recovery关闭并进入Main System的必经之路。其大体流程如下：

                                               

               ① 将intent（字符串）的内容作为参数传进finish_recovery中。如果有intent需要告知Main System，则将其写入/cache/recovery/intent中。这个intent的作用尚不知有何用。

               ② 将内存文件系统中的Recovery服务的日志（/tmp/recovery.log）拷贝到cache（/cache/recovery/log）分区中，以便告知重启后的Main System发生过什么。

               ③ 擦除MISC分区中的BCB数据块的内容，以便系统重启后不在进入Recovery模式而是进入更新后的主系统。

               ④ 删除/cache/recovery/command文件。这一步也是很重要的，因为重启后Bootloader会自动检索这个文件，如果未删除的话又会进入Recovery模式。原理在上面已经讲的很清楚了。

          9.    reboot()：这是一个系统调用。在这一步Recovery完成其服务重启并进入Main System。这次重启和在主系统中重启进入Recovery模式调用的函数是一样的，但是其方向是不一样的。所以参数也就不一样。查看源码发现，其重启模式是RB_AUTOBOOT。这是一个系统的宏。

            至此，我们对Recovery服务的整个流程框架已有了大概的认识。下面就是升级update.zip包时特有的也是Recovery服务中关于安装升级包最核心的第二个阶段。即我们图例中的红色2的那个分支。

           我们将在下一篇详细讲解这一部分，即Recovery服务的核心部分install_package函数