https://developer.android.com/intl/zh-CN/reference/android/os/PowerManager.html

在PowerManager的API文档中,给出了一个关机/重启接口:

public void reboot (String reason)

对于这个接口的描述很简单,就是几句话。

接口的作用就是重启设备,而且,就算重启成功了也没有返回值。

需要包含REBOOT权限,也就是Android.permission.REBOOT

唯一参数reason代表需要的特定重启模式,比如recovery,当然也可以为null。

--------------------------------上层空间--------------------------------

1.frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Reboot the device.  Will not return if the reboot is
  3. * successful.  Requires the {@link android.Manifest.permission#REBOOT}
  4. * permission.
  5. *
  6. * @param reason code to pass to the kernel (e.g., "recovery") to
  7. *               request special boot modes, or null.
  8. */
  9. public void reboot(String reason)
  10. {
  11. try {
  12. mService.reboot(reason);
  13. } catch (RemoteException e) {
  14. }
  15. }

mService为IPowerManager Binder接口服务。

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * {@hide}
  3. */
  4. public PowerManager(IPowerManager service, Handler handler)
  5. {
  6. mService = service;
  7. mHandler = handler;
  8. }

2.frameworks/base/core/java/android/os/IPowerManager.aidl

[java] view plaincopy print?
  1. interface IPowerManager
  2. {
  3. ...
  4. void reboot(String reason);
  5. ...
  6. }

3.frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Reboot the device immediately, passing 'reason' (may be null)
  3. * to the underlying __reboot system call.  Should not return.
  4. */
  5. public void reboot(String reason)
  6. {
  7. mContext.enforceCallingOrSelfPermission(android.Manifest.permission.REBOOT, null);
  8. if (mHandler == null || !ActivityManagerNative.isSystemReady()) {
  9. throw new IllegalStateException("Too early to call reboot()");
  10. }
  11. final String finalReason = reason;
  12. Runnable runnable = new Runnable() {
  13. public void run() {
  14. synchronized (this) {
  15. ShutdownThread.reboot(getUiContext(), finalReason, false);
  16. }
  17. }
  18. };
  19. // ShutdownThread must run on a looper capable of displaying the UI.
  20. mHandler.post(runnable);
  21. // PowerManager.reboot() is documented not to return so just wait for the inevitable.
  22. synchronized (runnable) {
  23. while (true) {
  24. try {
  25. runnable.wait();
  26. } catch (InterruptedException e) {
  27. }
  28. }
  29. }
  30. }

4.frameworks/base/services/java/com/android/server/pm/ShutdownThread.java

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Request a clean shutdown, waiting for subsystems to clean up their
  3. * state etc.  Must be called from a Looper thread in which its UI
  4. * is shown.
  5. *
  6. * @param context Context used to display the shutdown progress dialog.
  7. * @param reason code to pass to the kernel (e.g. "recovery"), or null.
  8. * @param confirm true if user confirmation is needed before shutting down.
  9. */
  10. public static void reboot(final Context context, String reason, boolean confirm) {
  11. mReboot = true;
  12. mRebootSafeMode = false;
  13. mRebootReason = reason;
  14. shutdownInner(context, confirm);
  15. }

这里说明是需要重启,且不是安全模式,重启参数为传递下来的reason,shutdownInner的confirm参数是用来设置是否有确认提示框的,通过reboot接口调用重启是没有的,为false。

重启的实现在run()中,因为ShutdownThread是Thread的扩展,所以run会自动运行。

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Makes sure we handle the shutdown gracefully.
  3. * Shuts off power regardless of radio and bluetooth state if the alloted time has passed.
  4. */
  5. public void run() {
  6. BroadcastReceiver br = new BroadcastReceiver() {
  7. @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  8. // We don't allow apps to cancel this, so ignore the result.
  9. actionDone();
  10. }
  11. };
  12. /*
  13. * Write a system property in case the system_server reboots before we
  14. * get to the actual hardware restart. If that happens, we'll retry at
  15. * the beginning of the SystemServer startup.
  16. */
  17. {
  18. String reason = (mReboot ? "1" : "0") + (mRebootReason != null ? mRebootReason : "");
  19. SystemProperties.set(SHUTDOWN_ACTION_PROPERTY, reason);
  20. }
  21. /*
  22. * If we are rebooting into safe mode, write a system property
  23. * indicating so.
  24. */
  25. if (mRebootSafeMode) {
  26. SystemProperties.set(REBOOT_SAFEMODE_PROPERTY, "1");
  27. }
  28. ...
  29. rebootOrShutdown(mReboot, mRebootReason);
  30. }

在重启前会将重启原因写入sys.shutdown.requested,如果没有则为空,如果是安全模式还会将persist.sys.safemode置1,之后会进行一些关机前的预处理,关闭ActivityManager以及MountService,最终调用rebootOrShutdown进行关机操作。

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Do not call this directly. Use {@link #reboot(Context, String, boolean)}
  3. * or {@link #shutdown(Context, boolean)} instead.
  4. *
  5. * @param reboot true to reboot or false to shutdown
  6. * @param reason reason for reboot
  7. */
  8. public static void rebootOrShutdown(boolean reboot, String reason) {
  9. if (reboot) {
  10. Log.i(TAG, "Rebooting, reason: " + reason);
  11. try {
  12. PowerManagerService.lowLevelReboot(reason);
  13. } catch (Exception e) {
  14. Log.e(TAG, "Reboot failed, will attempt shutdown instead", e);
  15. }
  16. } else if (SHUTDOWN_VIBRATE_MS > 0) {
  17. // vibrate before shutting down
  18. Vibrator vibrator = new SystemVibrator();
  19. try {
  20. vibrator.vibrate(SHUTDOWN_VIBRATE_MS);
  21. } catch (Exception e) {
  22. // Failure to vibrate shouldn't interrupt shutdown.  Just log it.
  23. Log.w(TAG, "Failed to vibrate during shutdown.", e);
  24. }
  25. // vibrator is asynchronous so we need to wait to avoid shutting down too soon.
  26. try {
  27. Thread.sleep(SHUTDOWN_VIBRATE_MS);
  28. } catch (InterruptedException unused) {
  29. }
  30. }
  31. // Shutdown power
  32. Log.i(TAG, "Performing low-level shutdown...");
  33. PowerManagerService.lowLevelShutdown();
  34. }
  35. }

如果确认重启,则调用PowerManagerService的lowLevelReboot函数,参数就是传递下来的reason,稍后分析。如果不是重启,即mReboot=false,那就是需要关机了,在shutdown函数中就能够知道。

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Request a clean shutdown, waiting for subsystems to clean up their
  3. * state etc.  Must be called from a Looper thread in which its UI
  4. * is shown.
  5. *
  6. * @param context Context used to display the shutdown progress dialog.
  7. * @param confirm true if user confirmation is needed before shutting down.
  8. */
  9. public static void shutdown(final Context context, boolean confirm) {
  10. mReboot = false;
  11. mRebootSafeMode = false;
  12. shutdownInner(context, confirm);
  13. }

关机的时候需要震动,就是这里了SHUTDOWN_VIBRATE_MS,默认的定义是500ms。但是在代码上看,无论如何,最后都会调用一下lowLevelShutdown函数,也就是关机。逻辑上,这里可能是个问题,但是实际中,如果重启操作能够调用成功的话,整个系统都重启了,后边的代码当然不可能执行到了。

目光转回PowerManagerService

4.frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java

[java] view plaincopy print?
  1. /**
  2. * Low-level function to reboot the device.
  3. *
  4. * @param reason code to pass to the kernel (e.g. "recovery"), or null.
  5. * @throws IOException if reboot fails for some reason (eg, lack of
  6. *         permission)
  7. */
  8. public static void lowLevelReboot(String reason) throws IOException {
  9. nativeReboot(reason);
  10. }
  11. /**
  12. * Low-level function turn the device off immediately, without trying
  13. * to be clean.  Most people should use
  14. * {@link com.android.server.pm.internal.app.ShutdownThread} for a clean shutdown.
  15. */
  16. public static void lowLevelShutdown() {
  17. nativeShutdown();
  18. }

很熟悉的字样native,是JNI调用了:

[java] view plaincopy print?
  1. private static native void nativeShutdown();
  2. private static native void nativeReboot(String reason) throws IOException;

5.frameworks/base/services/jni/com_android_server_PowerManagerService.cpp

[cpp] view plaincopy print?
  1. static JNINativeMethod gPowerManagerServiceMethods[] = {
  2. /* name, signature, funcPtr */
  3. ...
  4. { "nativeShutdown", "()V",
  5. (void*) nativeShutdown },
  6. { "nativeReboot", "(Ljava/lang/String;)V",
  7. (void*) nativeReboot },
  8. ...
  9. };

这两个好哥俩的实现也是在一起的:

[cpp] view plaincopy print?
  1. static void nativeShutdown(JNIEnv *env, jobject clazz) {
  2. android_reboot(ANDROID_RB_POWEROFF, 0, 0);
  3. }
  4. static void nativeReboot(JNIEnv *env, jobject clazz, jstring reason) {
  5. if (reason == NULL) {
  6. android_reboot(ANDROID_RB_RESTART, 0, 0);
  7. } else {
  8. const char *chars = env->GetStringUTFChars(reason, NULL);
  9. android_reboot(ANDROID_RB_RESTART2, 0, (char *) chars);
  10. env->ReleaseStringUTFChars(reason, chars);  // In case it fails.
  11. }
  12. jniThrowIOException(env, errno);
  13. }

可以看到无论是关机还是重启,都是调用android_reboot来实现的,只是参数不一样而已。

6.system/core/libcutils/android_reboot.c

[cpp] view plaincopy print?
  1. int android_reboot(int cmd, int flags, char *arg)
  2. {
  3. int ret = 0;
  4. int reason = -1;
  5. #ifdef RECOVERY_PRE_COMMAND
  6. if (cmd == (int) ANDROID_RB_RESTART2) {
  7. if (arg && strlen(arg) > 0) {
  8. char cmd[PATH_MAX];
  9. sprintf(cmd, RECOVERY_PRE_COMMAND " %s", arg);
  10. system(cmd);
  11. }
  12. }
  13. #endif
  14. if (!(flags & ANDROID_RB_FLAG_NO_SYNC))
  15. sync();
  16. if (!(flags & ANDROID_RB_FLAG_NO_REMOUNT_RO))
  17. remount_ro();
  18. switch (cmd) {
  19. case ANDROID_RB_RESTART:
  20. reason = RB_AUTOBOOT;
  21. break;
  22. case ANDROID_RB_POWEROFF:
  23. ret = reboot(RB_POWER_OFF);
  24. return ret;
  25. case ANDROID_RB_RESTART2:
  26. // REBOOT_MAGIC
  27. break;
  28. default:
  29. return -1;
  30. }
  31. #ifdef RECOVERY_PRE_COMMAND_CLEAR_REASON
  32. reason = RB_AUTOBOOT;
  33. #endif
  34. if (reason != -1)
  35. ret = reboot(reason);
  36. else
  37. ret = __reboot(LINUX_REBOOT_MAGIC1, LINUX_REBOOT_MAGIC2,
  38. LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2, arg);
  39. return ret;
  40. }

以reboot recovery为例,arg即为recovery,所在在第五步的时候会传入ANDROID_RB_RESTART2。到了android_reboot函数中,会看到这样的定义#ifdef RECOVERY_PRE_COMMAND,即属于重启前会执行的命令,如果定义了就会执行。

下面也是做了一些关机重启前的预处理工作,sync()作用是将缓存中的信息写入磁盘,以免程序异常结束导致文件被损坏,linux系统关机前会做几次这样的动作;而remount_ro()作用是通过调用emergency_remount()强制将文件系统挂载为只读,不再允许任何写入操作,同时会通过检查/proc/mounts的设备状态来确认是否当前的所有写入工作已经完成,这个检查过程是阻塞操作。

接下来才是对参数的解析处理:

1)普通重启 ANDROID_RB_RESTART, reason = RB_AUTOBOOT;

2)关机 ANDROID_RB_POWEROFF, 无需reason,直接调用reboot进行关机;

3)带参数的特殊重启 ANDROID_RB_RESTART2, reason 将为默认值 -1

这里又出现一个#ifdef RECOVERY_PRE_COMMAND_CLEAR_REASON,如果定义了它,则无论上层传下来的参数是什么样的,最终都只是普通重启而已。定义它的方式是在BoardConfig.mk中加入TARGET_RECOVERY_PRE_COMMAND_CLEAR_REASON := true,应该有厂商会喜欢这么做的,毕竟除了普通重启,都可能带给用户一定的风险。

最后会对reason进行一个检测,那么通过上边的分析,其实只有带参数的特殊重启才会为-1,而不等于-1的情况中有普通重启和关机,而关机已经自行解决了……所以,不等于-1的情况到了这里也只有普通重启了。最终这里就是区分普通重启与特殊重启的地方了。这里再插入一个问题,其他的几个cmd都是什么值呢?答案在bionic/libc/include/sys/reboot.h中:

[cpp] view plaincopy print?
  1. #define RB_AUTOBOOT     LINUX_REBOOT_CMD_RESTART
  2. #define RB_HALT_SYSTEM  LINUX_REBOOT_CMD_HALT
  3. #define RB_ENABLE_CAD   LINUX_REBOOT_CMD_CAD_ON
  4. #define RB_DISABLE_CAD  LINUX_REBOOT_CMD_CAD_OFF
  5. #define RB_POWER_OFF    LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF

而,LINUX_REBOOT_XXXX之类的在bionic/libc/kernel/common/linux/reboot.h中:

[cpp] view plaincopy print?
  1. #define LINUX_REBOOT_MAGIC1 0xfee1dead
  2. #define LINUX_REBOOT_MAGIC2 672274793
  3. /* WARNING: DO NOT EDIT, AUTO-GENERATED CODE - SEE TOP FOR INSTRUCTIONS */
  4. #define LINUX_REBOOT_MAGIC2A 85072278
  5. #define LINUX_REBOOT_MAGIC2B 369367448
  6. #define LINUX_REBOOT_MAGIC2C 537993216
  7. #define LINUX_REBOOT_CMD_RESTART 0x01234567
  8. /* WARNING: DO NOT EDIT, AUTO-GENERATED CODE - SEE TOP FOR INSTRUCTIONS */
  9. #define LINUX_REBOOT_CMD_HALT 0xCDEF0123
  10. #define LINUX_REBOOT_CMD_CAD_ON 0x89ABCDEF
  11. #define LINUX_REBOOT_CMD_CAD_OFF 0x00000000
  12. #define LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF 0x4321FEDC
  13. /* WARNING: DO NOT EDIT, AUTO-GENERATED CODE - SEE TOP FOR INSTRUCTIONS */
  14. #define LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2 0xA1B2C3D4
  15. #define LINUX_REBOOT_CMD_SW_SUSPEND 0xD000FCE2
  16. #define LINUX_REBOOT_CMD_KEXEC 0x45584543

至于为什么他们是这样奇怪的值这个问题,我只能说他们是magic number,魔法嘛,本来就是正常人不能够理解的,所以~~~放过他们吧,只要知道他们没有是-1的就OK啦。

先来看reboot函数,按照往常的经验,reboot最终一定会调用到__reboot的。

7.bionic/libc/unistd/reboot.c

[cpp] view plaincopy print?
  1. int reboot (int  mode)
  2. {
  3. return __reboot( LINUX_REBOOT_MAGIC1, LINUX_REBOOT_MAGIC2, mode, NULL );
  4. }

Bingo!果然是这样,如此说来reboot(reason) -> reboot(RB_AUTOBOOT) -> __reboot( LINUX_REBOOT_MAGIC1, LINUX_REBOOT_MAGIC2, LINUX_REBOOT_CMD_RESTART, NULL ),要是直接这样写多好~~~免得绕这一层了。

--------------------------------KERNEL域--------------------------------

8.__reboot通过syscall来到内核

这里用一些篇幅简要介绍syscall,以后遇到类似的东西更好追踪一些。

第七步中的__reboot在arm架构的实现是这样的(bionic/libc/arch-arm/syscalls/__reboot.S)

[plain] view plaincopy print?
  1. ENTRY(__reboot)
  2. .save   {r4, r7}
  3. stmfd   sp!, {r4, r7}
  4. ldr     r7, =__NR_reboot
  5. swi     #0
  6. ldmfd   sp!, {r4, r7}
  7. movs    r0, r0
  8. bxpl    lr
  9. b       __set_syscall_errno
  10. END(__reboot)

可以看出来,这里将__reboot的实现映射到了__NR_reboot, 而在bionic/libc/sys/linux-syscalls.h能够找到:

[plain] view plaincopy print?
  1. #define __NR_reboot                       (__NR_SYSCALL_BASE + 88)

其被指定了一个固定的偏移量,在被调用的时候就是通过这个偏移量去内核中寻找对应的入口的,由此可见,内核中一定有着相同的定义,否则将不能成功调用。内核中对syscall偏移量的定义在内核源码中的arch/arm/include/asm/unistd.h,相关信息完全一致。

已经找到了内核中的对应映射,那么下一步就要去找寻真正的实现函数了,在include/asm-generic/unistd.h中可以找到内核对__NR_reboot的syscall函数映射,即

[cpp] view plaincopy print?
  1. /* kernel/sys.c */
  2. #define __NR_setpriority 140
  3. __SYSCALL(__NR_setpriority, sys_setpriority)
  4. #define __NR_getpriority 141
  5. __SYSCALL(__NR_getpriority, sys_getpriority)
  6. #define __NR_reboot 142
  7. __SYSCALL(__NR_reboot, sys_reboot)

同时,能够发现如此温馨的一幕,内核已经指引我们下一步该去哪里寻找sys_reboot,即kernel/sys.c。

9.kernel/sys.c

在进入这个文件前,我们先去include/linux/syscalls.h中查看一下sys_reboot的定义:

[cpp] view plaincopy print?
  1. asmlinkage long sys_reboot(int magic1, int magic2, unsigned int cmd,
  2. void __user *arg);

与__reboot的调用参数一致。

进入sys.c文件后,并没有找到名为sys_reboot的函数,而通过仔细查找,发现一个很有趣的函数,其定义为SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd, void __user *, arg),对比__reboot的参数,能够符合。究竟是不是这个函数?

同样在include/linux/syscalls.h文件中,能够找到这样几个定义:

[cpp] view plaincopy print?
  1. #define SYSCALL_DEFINE1(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(1, _##name, __VA_ARGS__)
  2. #define SYSCALL_DEFINE2(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(2, _##name, __VA_ARGS__)
  3. #define SYSCALL_DEFINE3(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(3, _##name, __VA_ARGS__)
  4. #define SYSCALL_DEFINE4(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(4, _##name, __VA_ARGS__)
  5. #define SYSCALL_DEFINE5(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(5, _##name, __VA_ARGS__)
  6. #define SYSCALL_DEFINE6(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(6, _##name, __VA_ARGS__)
  7. ...
  8. #define SYSCALL_DEFINEx(x, sname, ...)              \
  9. __SYSCALL_DEFINEx(x, sname, __VA_ARGS__)
  10. ...
  11. #define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...)                 \
  12. asmlinkage long sys##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__))

整合后等价于:

[cpp] view plaincopy print?
  1. #define SYSCALL_DEFINE4(name, ...) \
  2. asmlinkage long sys##_name(__SC_DECL##4(__VA_ARGS__))

这样就不难看出,SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd, void __user *, arg)就是sys_reboot,也就是上层调用的__reboot的最终实现。函数实现如下:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /*
  2. * Reboot system call: for obvious reasons only root may call it,
  3. * and even root needs to set up some magic numbers in the registers
  4. * so that some mistake won't make this reboot the whole machine.
  5. * You can also set the meaning of the ctrl-alt-del-key here.
  6. *
  7. * reboot doesn't sync: do that yourself before calling this.
  8. */
  9. SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd,
  10. void __user *, arg)
  11. {
  12. char buffer[256];
  13. int ret = 0;
  14. /* We only trust the superuser with rebooting the system. */
  15. if (!capable(CAP_SYS_BOOT))
  16. return -EPERM;
  17. /* For safety, we require "magic" arguments. */
  18. if (magic1 != LINUX_REBOOT_MAGIC1 ||
  19. (magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2 &&
  20. magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2A &&
  21. magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2B &&
  22. magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2C))
  23. return -EINVAL;
  24. /* Instead of trying to make the power_off code look like
  25. * halt when pm_power_off is not set do it the easy way.
  26. */
  27. if ((cmd == LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF) && !pm_power_off)
  28. cmd = LINUX_REBOOT_CMD_HALT;
  29. mutex_lock(&reboot_mutex);
  30. switch (cmd) {
  31. case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
  32. kernel_restart(NULL);
  33. break;
  34. case LINUX_REBOOT_CMD_CAD_ON:
  35. C_A_D = 1;
  36. break;
  37. case LINUX_REBOOT_CMD_CAD_OFF:
  38. C_A_D = 0;
  39. break;
  40. case LINUX_REBOOT_CMD_HALT:
  41. kernel_halt();
  42. do_exit(0);
  43. panic("cannot halt");
  44. case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:
  45. kernel_power_off();
  46. do_exit(0);
  47. break;
  48. case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2:
  49. if (strncpy_from_user(&buffer[0], arg, sizeof(buffer) - 1) < 0) {
  50. ret = -EFAULT;
  51. break;
  52. }
  53. buffer[sizeof(buffer) - 1] = '\0';
  54. kernel_restart(buffer);
  55. break;
  56. #ifdef CONFIG_KEXEC
  57. case LINUX_REBOOT_CMD_KEXEC:
  58. ret = kernel_kexec();
  59. break;
  60. #endif
  61. #ifdef CONFIG_HIBERNATION
  62. case LINUX_REBOOT_CMD_SW_SUSPEND:
  63. ret = hibernate();
  64. break;
  65. #endif
  66. default:
  67. ret = -EINVAL;
  68. break;
  69. }
  70. mutex_unlock(&reboot_mutex);
  71. return ret;
  72. }

在此函数中,首先会检测权限问题,只有超级用户才可以执行重启系统的操作:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /* We only trust the superuser with rebooting the system. */
  2. if (!capable(CAP_SYS_BOOT))
  3. return -EPERM;

否则将返回权限错误。对应的权限列表在include/linux/capability.h中,重启操作为22.

随后对magic number进行了校验:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /* For safety, we require "magic" arguments. */
  2. if (magic1 != LINUX_REBOOT_MAGIC1 ||
  3. (magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2 &&
  4. magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2A &&
  5. magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2B &&
  6. magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2C))
  7. return -EINVAL;

如果数据传输过程中没有发生错误的话,这里也当然不会有问题,所以只是一个安全性校验,基本不会发生错误。

之后有一个很有趣的检查,如果用户要求关机,而pm_power_off为空的话,就把用户的关机命令转换为挂起:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /* Instead of trying to make the power_off code look like
  2. * halt when pm_power_off is not set do it the easy way.
  3. */
  4. if ((cmd == LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF) && !pm_power_off)
  5. cmd = LINUX_REBOOT_CMD_HALT;

在arch/arm/kernel/process.c中可以找到它的定义:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /*
  2. * Function pointers to optional machine specific functions
  3. */
  4. void (*pm_power_off)(void);
  5. EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);

好的,只是一个函数指针,而且做了全局操作,整个kernel都可以调用它。以高通msm7x30为例,在arch/arm/mach-msm/pm2.c中对这个函数指针进行了赋值:

[cpp] view plaincopy print?
  1. pm_power_off = msm_pm_power_off;

msm_pm_power_off的具体实现就不再跟踪了,各家的都不一样,跟下去没有太大意义。现在只要知道,我分析的这个kernel是给了这个函数指针赋值的,所以不为空,关机命令将正常执行。

接下来就是这个函数的正题了,对用户命令进行解析操作,同时这个过程是用reboot_mutex互斥锁来进行保护的,以保证同一时间只可能有一个解析过程,避免冲突。

下边贴出所有关机重启相关的命令定义:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /*
  2. * Commands accepted by the _reboot() system call.
  3. *
  4. * RESTART     Restart system using default command and mode.
  5. * HALT        Stop OS and give system control to ROM monitor, if any.
  6. * CAD_ON      Ctrl-Alt-Del sequence causes RESTART command.
  7. * CAD_OFF     Ctrl-Alt-Del sequence sends SIGINT to init task.
  8. * POWER_OFF   Stop OS and remove all power from system, if possible.
  9. * RESTART2    Restart system using given command string.
  10. * SW_SUSPEND  Suspend system using software suspend if compiled in.
  11. * KEXEC       Restart system using a previously loaded Linux kernel
  12. */
  13. #define LINUX_REBOOT_CMD_RESTART    0x01234567
  14. #define LINUX_REBOOT_CMD_HALT       0xCDEF0123
  15. #define LINUX_REBOOT_CMD_CAD_ON     0x89ABCDEF
  16. #define LINUX_REBOOT_CMD_CAD_OFF    0x00000000
  17. #define LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF  0x4321FEDC
  18. #define LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2   0xA1B2C3D4
  19. #define LINUX_REBOOT_CMD_SW_SUSPEND 0xD000FCE2
  20. #define LINUX_REBOOT_CMD_KEXEC      0x45584543

注释中的说明很详细了,比较陌生的就是关于CAD,其实就是用来想用Ctrl+Alt+Del操作的;然后SW_SYSPEND是软件休眠;KEXEC就太高端了,属于内核的一个补丁,用来利用老内核重启,详细资料:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-kexec/?ca=dwcn-newsletter-linux

以上这些只有前六个命令被Android系统所使用,为什么这么说,可以去看bionic/libc/include/sys/reboot.h,上边已经贴出了。LINUX_REBOOT_CMD_HALT虽有定义,但是也没有发现Android系统中哪里有调用,有高手找到的话,希望能够告知一下。最终的最终,能够用到的就只有三个:
RESTART

POWER_OFF

RESTART2

10.最终实现

重启调用的是kernel_restart,区别是参数是不是空,关机则调用kernel_power_off(),先看关机:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /**
  2. *  kernel_power_off - power_off the system
  3. *
  4. *  Shutdown everything and perform a clean system power_off.
  5. */
  6. void kernel_power_off(void)
  7. {
  8. kernel_shutdown_prepare(SYSTEM_POWER_OFF);
  9. if (pm_power_off_prepare)
  10. pm_power_off_prepare();
  11. disable_nonboot_cpus();
  12. syscore_shutdown();
  13. printk(KERN_EMERG "Power down.\n");
  14. kmsg_dump(KMSG_DUMP_POWEROFF);
  15. machine_power_off();
  16. }
  17. EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_power_off);

最了一系列准备工作,最终调用machine_power_off():

[cpp] view plaincopy print?
  1. void machine_power_off(void)
  2. {
  3. machine_shutdown();
  4. if (pm_power_off)
  5. pm_power_off();
  6. }

之前找寻的pm_power_off在这里就有用处了,是关机的最后一步操作。关机完成,之后看下重启操作:

[cpp] view plaincopy print?
  1. /**
  2. *  kernel_restart - reboot the system
  3. *  @cmd: pointer to buffer containing command to execute for restart
  4. *      or %NULL
  5. *
  6. *  Shutdown everything and perform a clean reboot.
  7. *  This is not safe to call in interrupt context.
  8. */
  9. void kernel_restart(char *cmd)
  10. {
  11. kernel_restart_prepare(cmd);
  12. if (!cmd)
  13. printk(KERN_EMERG "Restarting system.\n");
  14. else
  15. printk(KERN_EMERG "Restarting system with command '%s'.\n", cmd);
  16. kmsg_dump(KMSG_DUMP_RESTART);
  17. machine_restart(cmd);
  18. }
  19. EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_restart);

同样的套路,也是会进行一些准备工作,之后调用machine_restart(cmd), 如果是普通重启,那么中个cmd就为NULL,如果是特殊重启,那么这个cmd就是一层一层传递下来得那个arg了。

[cpp] view plaincopy print?
  1. void machine_restart(char *cmd)
  2. {
  3. machine_shutdown();
  4. arm_pm_restart(reboot_mode, cmd);
  5. }
  6. ...
  7. void (*arm_pm_restart)(char str, const char *cmd) = arm_machine_restart;
  8. EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_pm_restart);

而还记得刚才的pm2.c吗?在那里同样对arm_pm_restart进行了指针赋值:

[cpp] view plaincopy print?
  1. arm_pm_restart = msm_pm_restart;

赋值的函数为msm_pm_init, 其调用为

[cpp] view plaincopy print?
  1. late_initcall_sync(msm_pm_init);

late_initcall_sync的启动优先级是最低的,为7。module_init其实是6的优先级,数字越大优先级越低。所以,这样推断的话,最终arm_pm_restart这个函数指针会指向msm_pm_restart。关于msm_pm_restart的具体实现也不细看了,跟前边说的一样,都是各家不一样,就几行代码:

[cpp] view plaincopy print?
  1. static void msm_pm_restart(char str, const char *cmd)
  2. {
  3. msm_rpcrouter_close();
  4. msm_proc_comm(PCOM_RESET_CHIP, &restart_reason, 0);
  5. for (;;)
  6. ;
  7. }

但是细心的朋友可能会发现这里有一个restart_reason,这个并不是传递下来的参数。事实上,这个值已经在之前kernel_restart_prepare(cmd)的时候就已经设置好了。

[cpp] view plaincopy print?
  1. void kernel_restart_prepare(char *cmd)
  2. {
  3. blocking_notifier_call_chain(&reboot_notifier_list, SYS_RESTART, cmd);
  4. system_state = SYSTEM_RESTART;
  5. usermodehelper_disable();
  6. device_shutdown();
  7. syscore_shutdown();
  8. }

就是blocking_notifier机制,这个操作在之前的shutdown关机操作中也有,且是同一个list,都是reboot_notifier_list。也很容易理解,就是将注册在reboot_notifier_list上的函数传入相关参数后执行,作为了解,看一下具体是怎么使用的:(arch/arm/mach-msm/pm2.c)

[cpp] view plaincopy print?
  1. static int msm_reboot_call
  2. (struct notifier_block *this, unsigned long code, void *_cmd)
  3. {
  4. if ((code == SYS_RESTART) && _cmd) {
  5. char *cmd = _cmd;
  6. if (!strcmp(cmd, "bootloader")) {
  7. restart_reason = 0x77665500;
  8. } else if (!strcmp(cmd, "recovery")) {
  9. restart_reason = 0x77665502;
  10. } else if (!strcmp(cmd, "eraseflash")) {
  11. restart_reason = 0x776655EF;
  12. } else if (!strncmp(cmd, "oem-", 4)) {
  13. unsigned code = simple_strtoul(cmd + 4, 0, 16) & 0xff;
  14. restart_reason = 0x6f656d00 | code;
  15. } else {
  16. restart_reason = 0x77665501;
  17. }
  18. }
  19. return NOTIFY_DONE;
  20. }
  21. static struct notifier_block msm_reboot_notifier = {
  22. .notifier_call = msm_reboot_call,
  23. };
  24. ...
  25. static int __init msm_pm_init(void)
  26. {
  27. ...
  28. register_reboot_notifier(&msm_reboot_notifier);
  29. ...
  30. }

OK,万事大吉,在kernel_restart_prepare的时候msm_reboot_call会被首先调用,这个函数的作用就是根据用户命令给restart_reason赋值,从而在之后调用msm_pm_restart的时候使用。这里我们发现在reboot的时候可以带的参数不仅有recovery,bootloader,还有eraseflash和oem-???,字面上看应该是用来擦除ROM和解锁之类的操作了。

关机怎么用?

本文的分析是由Android给出的reboot接口开始的,但是分析来分析去,回头想一想会发现,Android给出的接口reboot就真的只能重启而已,不能进行关机操作,可以在跟踪这个流程的过程中会发现,确实是有存在关机的相关接口的。那么关机该怎么用呢?
frameworks/base/services/java/com/android/serverBatteryService.java
[java] view plaincopy print?
  1. private final void shutdownIfNoPower() {
  2. // shut down gracefully if our battery is critically low and we are not powered.
  3. // wait until the system has booted before attempting to display the shutdown dialog.
  4. if (mBatteryLevel == 0 && !isPowered() && ActivityManagerNative.isSystemReady()) {
  5. Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_REQUEST_SHUTDOWN);
  6. intent.putExtra(Intent.EXTRA_KEY_CONFIRM, false);
  7. intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
  8. mContext.startActivity(intent);
  9. }

这样就可以了,不用多说了吧。

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