Recovery 升级流程

Android8.0.0-r4的OTA升级流程

原网址：https://blog.csdn.net/dingfengnupt88/article/details/52875228

 Android系统进行升级的时候，有两种途径，一种是通过接口传递升级包路径自动升级（Android系统SD卡升级），升级完之后系统自动重启；另一种是手动进入recovery模式下，选择升级包进行升级，升级完成之后停留在recovery界面，需要手动选择重启。前者多用于手机厂商的客户端在线升级，后者多用于开发和测试人员。但不管哪种，原理都是一样的，都要在recovery模式下进行升级。

1、获取升级包，可以从服务端下载，也可以直接拷贝到SD卡中

2、获取升级包路径，验证签名，通过installPackage接口升级

3、系统重启进入Recovery模式

4、在install.cpp进行升级操作

5、try_update_binary执行升级脚本

6、finish_recovery，重启

一、获取升级包，可以从服务端下载，也可以直接拷贝到SD卡中

    假设SD卡中已有升级包update.zip

二、获取升级包路径，验证签名，通过installPackage接口升级

1、调用RecoverySystem类提供的verifyPackage方法进行签名验证

[java] view plain copy

1. public static void verifyPackage(File packageFile,  
2.                                  ProgressListener listener,  
3.                                  File deviceCertsZipFile)  
4.     throws IOException, GeneralSecurityException  

    签名验证函数，实现过程就不贴出来了，参数，

        packageFile--升级文件

        listener--进度监督器

        deviceCertsZipFile--签名文件，如果为空，则使用系统默认的签名

    只有当签名验证正确才返回，否则将抛出异常。

    在Recovery模式下进行升级时候也是会进行签名验证的，如果这里先不进行验证也不会有什么问题。但是我们建议在重启前，先验证，以便及早发现问题。

    如果签名验证没有问题，就执行installPackage开始升级。

2、installPackage开始升级

    如果签名验证没有问题，就进行重启升级，

[java] view plain copy

1. public static void installPackage(Context context, File packageFile)  
2.     throws IOException {  
3.     String filename = packageFile.getCanonicalPath();  
4.     Log.w(TAG, "!!! REBOOTING TO INSTALL " + filename + " !!!");  
5.   
6.     final String filenameArg = "--update_package=" + filename;  
7.     final String localeArg = "--locale=" + Locale.getDefault().toString();  
8.     bootCommand(context, filenameArg, localeArg);  
9. }  

    这里定义了两个参数，我们接着看，

[java] view plain copy

1. private static void bootCommand(Context context, String... args) throws IOException {  
2.     RECOVERY_DIR.mkdirs();  // In case we need it  
3.     COMMAND_FILE.delete();  // In case it's not writable  
4.     LOG_FILE.delete();  
5.   
6.     FileWriter command = new FileWriter(COMMAND_FILE);  
7.     try {  
8.         for (String arg : args) {  
9.             if (!TextUtils.isEmpty(arg)) {  
10.                 command.write(arg);  
11.                 command.write("\n");  
12.             }  
13.         }  
14.     } finally {  
15.         command.close();  
16.     }  
17.   
18.     // Having written the command file, go ahead and reboot  
19.     PowerManager pm = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);  
20.     pm.reboot(PowerManager.REBOOT_RECOVERY);  
21.   
22.     throw new IOException("Reboot failed (no permissions?)");  
23. }  

    创建目录/cache/recovery/，command文件保存在该目录下；如果存在command文件，将其删除；然后将上面一步生成的两个参数写入到command文件。

    最后重启设备，重启过程就不再详述了。

三、系统重启进入Recovery模式

    系统重启时会判断/cache/recovery目录下是否有command文件，如果存在就进入recovery模式，否则就正常启动。

    进入到Recovery模式下，将执行recovery.cpp的main函数，下面贴出关键代码片段，

[java] view plain copy

1. int arg;  
2. while ((arg = getopt_long(argc, argv, "", OPTIONS, NULL)) != -1) {  
3.     switch (arg) {  
4.     case 's': send_intent = optarg; break;  
5.     case 'u': update_package = optarg; break;  
6.     case 'w': wipe_data = wipe_cache = 1; break;  
7.     case 'c': wipe_cache = 1; break;  
8.     case 't': show_text = 1; break;  
9.     case 'x': just_exit = true; break;  
10.     case 'l': locale = optarg; break;  
11.     case 'g': {  
12.         if (stage == NULL || *stage == '\0') {  
13.             char buffer[20] = "1/";  
14.             strncat(buffer, optarg, sizeof(buffer)-3);  
15.             stage = strdup(buffer);  
16.         }  
17.         break;  
18.     }  
19.     case 'p': shutdown_after = true; break;  
20.     case 'r': reason = optarg; break;  
21.     case '?':  
22.         LOGE("Invalid command argument\n");  
23.         continue;  
24.     }  
25. }  

    这是一个While循环，用来读取recovery的command参数，OPTIONS的不同选项定义如下，
[java] view plain copy

1. static const struct option OPTIONS[] = {  
2.   { "send_intent", required_argument, NULL, 's' },  
3.   { "update_package", required_argument, NULL, 'u' },  
4.   { "wipe_data", no_argument, NULL, 'w' },  
5.   { "wipe_cache", no_argument, NULL, 'c' },  
6.   { "show_text", no_argument, NULL, 't' },  
7.   { "just_exit", no_argument, NULL, 'x' },  
8.   { "locale", required_argument, NULL, 'l' },  
9.   { "stages", required_argument, NULL, 'g' },  
10.   { "shutdown_after", no_argument, NULL, 'p' },  
11.   { "reason", required_argument, NULL, 'r' },  
12.   { NULL, 0, NULL, 0 },  
13. };  

    显然，根据第二步写入的命令文件内容，将为update_package 赋值。

    接着看，

[java] view plain copy

1. if (update_package) {  
2.     // For backwards compatibility on the cache partition only, if  
3.     // we're given an old 'root' path "CACHE:foo", change it to  
4.     // "/cache/foo".  
5.     if (strncmp(update_package, "CACHE:", 6) == 0) {  
6.         int len = strlen(update_package) + 10;  
7.         char* modified_path = (char*)malloc(len);  
8.         strlcpy(modified_path, "/cache/", len);  
9.         strlcat(modified_path, update_package+6, len);  
10.         printf("(replacing path \"%s\" with \"%s\")\n",  
11.                update_package, modified_path);  
12.         update_package = modified_path;  
13.     }  
14. }  

    兼容性处理。
[java] view plain copy

1. int status = INSTALL_SUCCESS;  
2.   
3. if (update_package != NULL) {  
4.     status = install_package(update_package, &wipe_cache, TEMPORARY_INSTALL_FILE, true);  
5.     if (status == INSTALL_SUCCESS && wipe_cache) {  
6.         if (erase_volume("/cache")) {  
7.             LOGE("Cache wipe (requested by package) failed.");  
8.         }  
9.     }  
10.     if (status != INSTALL_SUCCESS) {  
11.         ui->Print("Installation aborted.\n");  
12.   
13.         // If this is an eng or userdebug build, then automatically  
14.         // turn the text display on if the script fails so the error  
15.         // message is visible.  
16.         char buffer[PROPERTY_VALUE_MAX+1];  
17.         property_get("ro.build.fingerprint", buffer, "");  
18.         if (strstr(buffer, ":userdebug/") || strstr(buffer, ":eng/")) {  
19.             ui->ShowText(true);  
20.         }  
21.     }  
22. } else if (wipe_data) {  
23.     if (device->WipeData()) status = INSTALL_ERROR;  
24.     if (erase_volume("/data")) status = INSTALL_ERROR;  
25.     if (wipe_cache && erase_volume("/cache")) status = INSTALL_ERROR;  
26.     if (erase_persistent_partition() == -1 ) status = INSTALL_ERROR;  
27.     if (status != INSTALL_SUCCESS) ui->Print("Data wipe failed.\n");  
28. } else if (wipe_cache) {  
29.     if (wipe_cache && erase_volume("/cache")) status = INSTALL_ERROR;  
30.     if (status != INSTALL_SUCCESS) ui->Print("Cache wipe failed.\n");  
31. } else if (!just_exit) {  
32.     status = INSTALL_NONE;  // No command specified  
33.     ui->SetBackground(RecoveryUI::NO_COMMAND);  
34. }  

    update_package不为空，执行install_package方法。

    我们也可以看到擦除数据、缓存的实现也是在这个里执行的，这里就不展开了。

四、在install.cpp进行升级操作

    具体的升级过程都是在install.cpp中执行的，先看install_package方法，

[java] view plain copy

1. int  
2. install_package(const char* path, int* wipe_cache, const char* install_file,  
3.                 bool needs_mount)  
4. {  
5.     FILE* install_log = fopen_path(install_file, "w");  
6.     if (install_log) {  
7.         fputs(path, install_log);  
8.         fputc('\n', install_log);  
9.     } else {  
10.         LOGE("failed to open last_install: %s\n", strerror(errno));  
11.     }  
12.     int result;  
13.     if (setup_install_mounts() != 0) {  
14.         LOGE("failed to set up expected mounts for install; aborting\n");  
15.         result = INSTALL_ERROR;  
16.     } else {  
17.         result = really_install_package(path, wipe_cache, needs_mount);  
18.     }  
19.     if (install_log) {  
20.         fputc(result == INSTALL_SUCCESS ? '1' : '0', install_log);  
21.         fputc('\n', install_log);  
22.         fclose(install_log);  
23.     }  
24.     return result;  
25. }  

    这个方法中首先创建了log文件，升级过程包括出错的信息都会写到这个文件中，便于后续的分析工作。继续跟进，really_install_package，
[java] view plain copy

1. static int  
2. really_install_package(const char *path, int* wipe_cache, bool needs_mount)  
3. {  
4.     ui->SetBackground(RecoveryUI::INSTALLING_UPDATE);  
5.     ui->Print("Finding update package...\n");  
6.     // Give verification half the progress bar...  
7.     ui->SetProgressType(RecoveryUI::DETERMINATE);  
8.     ui->ShowProgress(VERIFICATION_PROGRESS_FRACTION, VERIFICATION_PROGRESS_TIME);  
9.     LOGI("Update location: %s\n", path);  
10.   
11.     // Map the update package into memory.  
12.     ui->Print("Opening update package...\n");  
13.   
14.     if (path && needs_mount) {  
15.         if (path[0] == '@') {  
16.             ensure_path_mounted(path+1);  
17.         } else {  
18.             ensure_path_mounted(path);  
19.         }  
20.     }  
21.   
22.     MemMapping map;  
23.     if (sysMapFile(path, &map) != 0) {  
24.         LOGE("failed to map file\n");  
25.         return INSTALL_CORRUPT;  
26.     }  
27.   
28.     // 装入签名文件  
29.     int numKeys;  
30.     Certificate* loadedKeys = load_keys(PUBLIC_KEYS_FILE, &numKeys);  
31.     if (loadedKeys == NULL) {  
32.         LOGE("Failed to load keys\n");  
33.         return INSTALL_CORRUPT;  
34.     }  
35.     LOGI("%d key(s) loaded from %s\n", numKeys, PUBLIC_KEYS_FILE);  
36.   
37.     ui->Print("Verifying update package...\n");  
38.   
39.     // 验证签名  
40.     int err;  
41.     err = verify_file(map.addr, map.length, loadedKeys, numKeys);  
42.     free(loadedKeys);  
43.     LOGI("verify_file returned %d\n", err);  
44.     // 签名失败的处理  
45.     if (err != VERIFY_SUCCESS) {  
46.         LOGE("signature verification failed\n");  
47.         sysReleaseMap(&map);  
48.         return INSTALL_CORRUPT;  
49.     }  
50.   
51.     /* Try to open the package. 
52.      */  
53.     // 打开升级包  
54.     ZipArchive zip;  
55.     err = mzOpenZipArchive(map.addr, map.length, &zip);  
56.     if (err != 0) {  
57.         LOGE("Can't open %s\n(%s)\n", path, err != -1 ? strerror(err) : "bad");  
58.         sysReleaseMap(&map);  
59.         return INSTALL_CORRUPT;  
60.     }  
61.   
62.     /* Verify and install the contents of the package. 
63.      */  
64.     ui->Print("Installing update...\n");  
65.     ui->SetEnableReboot(false);  
66.     // 执行升级脚本文件，开始升级  
67.     int result = try_update_binary(path, &zip, wipe_cache);  
68.     ui->SetEnableReboot(true);  
69.     ui->Print("\n");  
70.   
71.     sysReleaseMap(&map);  
72.   
73.     return result;  
74. }  

    该方法主要做了三件事

1、验证签名

[java] view plain copy

1. int numKeys;  
2. Certificate* loadedKeys = load_keys(PUBLIC_KEYS_FILE, &numKeys);  
3. if (loadedKeys == NULL) {  
4.     LOGE("Failed to load keys\n");  
5.     return INSTALL_CORRUPT;  
6. }  

    装载签名文件，如果为空 ，终止升级；
[java] view plain copy

1. int err;  
2. err = verify_file(map.addr, map.length, loadedKeys, numKeys);  
3. free(loadedKeys);  
4. LOGI("verify_file returned %d\n", err);  
5. // 签名失败的处理  
6. if (err != VERIFY_SUCCESS) {  
7.     LOGE("signature verification failed\n");  
8.     sysReleaseMap(&map);  
9.     return INSTALL_CORRUPT;  
10. }  

    调用verify_file进行签名验证，这个方法定义在verifier.cpp文件中，此处不展开，如果验证失败立即终止升级。

2、读取升级包信息

[java] view plain copy

1. ZipArchive zip;  
2. err = mzOpenZipArchive(map.addr, map.length, &zip);  
3. if (err != 0) {  
4.     LOGE("Can't open %s\n(%s)\n", path, err != -1 ? strerror(err) : "bad");  
5.     sysReleaseMap(&map);  
6.     return INSTALL_CORRUPT;  
7. }  

    执行mzOpenZipArchive方法，打开升级包并扫描，将包的内容拷贝到变量zip中，该变量将作为参数用来执行升级脚本。

3、执行升级脚本文件，开始升级[java] view plain copy

1. int result = try_update_binary(path, &zip, wipe_cache);  

    try_update_binary方法用来处理升级包，执行制作升级包中的脚本文件update_binary，进行系统更新。

五、try_update_binary执行升级脚本

[java] view plain copy

1. // If the package contains an update binary, extract it and run it.  
2. static int  
3. try_update_binary(const char *path, ZipArchive *zip, int* wipe_cache) {  
4.     // 检查update-binary是否存在  
5.     const ZipEntry* binary_entry =  
6.             mzFindZipEntry(zip, ASSUMED_UPDATE_BINARY_NAME);  
7.     if (binary_entry == NULL) {  
8.         mzCloseZipArchive(zip);  
9.         return INSTALL_CORRUPT;  
10.     }  
11.   
12.     const char* binary = "/tmp/update_binary";  
13.     unlink(binary);  
14.     int fd = creat(binary, 0755);  
15.     if (fd < 0) {  
16.         mzCloseZipArchive(zip);  
17.         LOGE("Can't make %s\n", binary);  
18.         return INSTALL_ERROR;  
19.     }  
20.     // update-binary拷贝到"/tmp/update_binary"  
21.     bool ok = mzExtractZipEntryToFile(zip, binary_entry, fd);  
22.     close(fd);  
23.     mzCloseZipArchive(zip);  
24.   
25.     if (!ok) {  
26.         LOGE("Can't copy %s\n", ASSUMED_UPDATE_BINARY_NAME);  
27.         return INSTALL_ERROR;  
28.     }  
29.   
30.     // 创建管道，用于下面的子进程和父进程之间的通信  
31.     int pipefd[2];  
32.     pipe(pipefd);  
33.   
34.     // When executing the update binary contained in the package, the  
35.     // arguments passed are:  
36.     //  
37.     //   - the version number for this interface  
38.     //  
39.     //   - an fd to which the program can write in order to update the  
40.     //     progress bar.  The program can write single-line commands:  
41.     //  
42.     //        progress <frac> <secs>  
43.     //            fill up the next <frac> part of of the progress bar  
44.     //            over <secs> seconds.  If <secs> is zero, use  
45.     //            set_progress commands to manually control the  
46.     //            progress of this segment of the bar  
47.     //  
48.     //        set_progress <frac>  
49.     //            <frac> should be between 0.0 and 1.0; sets the  
50.     //            progress bar within the segment defined by the most  
51.     //            recent progress command.  
52.     //  
53.     //        firmware <"hboot"|"radio"> <filename>  
54.     //            arrange to install the contents of <filename> in the  
55.     //            given partition on reboot.  
56.     //  
57.     //            (API v2: <filename> may start with "PACKAGE:" to  
58.     //            indicate taking a file from the OTA package.)  
59.     //  
60.     //            (API v3: this command no longer exists.)  
61.     //  
62.     //        ui_print <string>  
63.     //            display <string> on the screen.  
64.     //  
65.     //   - the name of the package zip file.  
66.     //  
67.   
68.     const char** args = (const char**)malloc(sizeof(char*) * 5);  
69.     args[0] = binary;  
70.     args[1] = EXPAND(RECOVERY_API_VERSION);   // defined in Android.mk  
71.     char* temp = (char*)malloc(10);  
72.     sprintf(temp, "%d", pipefd[1]);  
73.     args[2] = temp;  
74.     args[3] = (char*)path;  
75.     args[4] = NULL;  
76.   
77.     // 创建子进程。负责执行binary脚本  
78.     pid_t pid = fork();  
79.     if (pid == 0) {  
80.         umask(022);  
81.         close(pipefd[0]);  
82.         execv(binary, (char* const*)args);// 执行binary脚本  
83.         fprintf(stdout, "E:Can't run %s (%s)\n", binary, strerror(errno));  
84.         _exit(-1);  
85.     }  
86.     close(pipefd[1]);  
87.   
88.     *wipe_cache = 0;  
89.   
90.     // 父进程负责接受子进程发送的命令去更新ui显示  
91.     char buffer[1024];  
92.     FILE* from_child = fdopen(pipefd[0], "r");  
93.     while (fgets(buffer, sizeof(buffer), from_child) != NULL) {  
94.         char* command = strtok(buffer, " \n");  
95.         if (command == NULL) {  
96.             continue;  
97.         } else if (strcmp(command, "progress") == 0) {  
98.             char* fraction_s = strtok(NULL, " \n");  
99.             char* seconds_s = strtok(NULL, " \n");  
100.   
101.             float fraction = strtof(fraction_s, NULL);  
102.             int seconds = strtol(seconds_s, NULL, 10);  
103.   
104.             ui->ShowProgress(fraction * (1-VERIFICATION_PROGRESS_FRACTION), seconds);  
105.         } else if (strcmp(command, "set_progress") == 0) {  
106.             char* fraction_s = strtok(NULL, " \n");  
107.             float fraction = strtof(fraction_s, NULL);  
108.             ui->SetProgress(fraction);  
109.         } else if (strcmp(command, "ui_print") == 0) {  
110.             char* str = strtok(NULL, "\n");  
111.             if (str) {  
112.                 ui->Print("%s", str);  
113.             } else {  
114.                 ui->Print("\n");  
115.             }  
116.             fflush(stdout);  
117.         } else if (strcmp(command, "wipe_cache") == 0) {  
118.             *wipe_cache = 1;  
119.         } else if (strcmp(command, "clear_display") == 0) {  
120.             ui->SetBackground(RecoveryUI::NONE);  
121.         } else if (strcmp(command, "enable_reboot") == 0) {  
122.             // packages can explicitly request that they want the user  
123.             // to be able to reboot during installation (useful for  
124.             // debugging packages that don't exit).