【android系统】android系统升级流程分析（一）---recovery模式中进行update包升级流程分析

今天我们直接来看下android中具体的升级过程是如何的。

升级流程概述

升级的流程图：

升级流程分析

第一步：升级包获取

升级获取可以通过远程下载，也可直接拷贝到指定目录即可。

第二步：准备升级

然后调用RecoverySystem.installPackage将目录通过传参方式传递下去。这是应用层代码如下：

public void updateSystem(String updateSavePath) {File packageFile = new File(updateSavePath);try {//调用升级接口RecoverySystem.installPackage(this, packageFile);} catch (IOException e) {LOG.e(TAG, "RecoverySystem ERROR!!!");e.printStackTrace();String errDesc =String.format("execute system update fail. reason-> %s", e.toString());reportUpdateError(errDesc);}LOG.d(TAG, "RecoverySystem OK!!!");copyUpdateFileIsSuccess = false;
}

在应用层下载升级包后，会调用RecoverySystem.installPackage(Context context, File packageFile)函数来发起安装过程，这个过程主要的原理，实际上只是往 /cache/recovery/command 写入升级包存放路径，然后重启到recovery模式，仅此而已。

public static void installPackage(Context context, File packageFile)throws IOException {String filename = packageFile.getCanonicalPath();Log.w(TAG, "!!! REBOOTING TO INSTALL " + filename + " !!!");//升级包路径final String filenameArg = "--update_package=" + filename;final String localeArg = "--locale=" + Locale.getDefault().toString();bootCommand(context, filenameArg, localeArg);
}private static void bootCommand(Context context, String... args) throws IOException {RECOVERY_DIR.mkdirs();  // In case we need itCOMMAND_FILE.delete();  // In case it's not writableLOG_FILE.delete();FileWriter command = new FileWriter(COMMAND_FILE);try {for (String arg : args) {if (!TextUtils.isEmpty(arg)) {command.write(arg);command.write("\n");}}} finally {command.close();}// Having written the command file, go ahead and rebootPowerManager pm = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);//重启到recovery模式pm.reboot(PowerManager.REBOOT_RECOVERY);throw new IOException("Reboot failed (no permissions?)");
}

PowerManager.REBOOT_RECOVERY的值为字符串"recovery"，pm.reboot()方法最后会将recovery写入到misc分区的BCB中去。BCB即Bootloader Control Block，启动控制信息块，位于misc分区，从代码上看，就是一个结构体。如下：

struct bootloader_message {  char command[32];  char status[32];  char recovery[1024];
};

bootloader_message 结构体包含三个字段，具体含义如下：

command 字段中存储的是命令，它有以下几个可能值：
* boot-recovery：系统将启动进入Recovery模式
* update-radia 或者 update-hboot：系统将启动进入更新firmware的模式，这个更新过程由bootloader完成
* NULL：空值，系统将启动进入Main System主系统，正常启动。

status 字段存储的是更新的结果。更新结束后，由Recovery或者Bootloader将更新结果写入到这个字段中。

recovery 字段存放的是recovry模块的启动参数，一般包括升级包路径。其存储结构如下：第一行存放字符串“recovery”,第二行存放路径信息“–update_package=/mnt/sdcard/update.zip”等。因此，参数之间是以“\n”分割的。

第三步：系统重启进入Recovery模式，进行升级操作

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。

下面介绍的是升级包保存在cache目录下，且升级包路径保存在/cache/recovery/command中的方式（升级包的存放路径，从BCB或者/cache/recovery/command里面解析得到的）。

重启进入升级主要流程：

系统重启进入Recovery模式。读取BCB的command，读取到”boot-recovery”后，加载recovery.img，启动recovery。

在install.cpp进行升级操作

try_update_binary执行升级脚本

调用finish_recovery方法，清除BCB信息,重启

1、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：

... ...
while ((arg = getopt_long(argc, argv, "", OPTIONS, NULL)) != -1) {  switch (arg) {  case 's': send_intent = optarg; break;  case 'u': update_package = optarg; break;  ... ...
}
... ...

2、在install.cpp进行升级操作

在main函数中最终会调用到install_package方法。

... ...
if (update_package != NULL) {  status = install_package(update_package, &wipe_cache, TEMPORARY_INSTALL_FILE, true);  ... ...
} ... ...

具体的升级过程都是在install.cpp中执行的，再来看看install_package方法。
int install_package(const char* path, int* wipe_cache, const char* install_file,  bool needs_mount)
{  ... ...if (setup_install_mounts() != 0) {  ... ...} else {  result = really_install_package(path, wipe_cache, needs_mount);  }... ...
}  
install_package方法中创建了log文件（记录升级报错的信息）。然后调用really_install_package方法。
static int really_install_package(const char *path, int* wipe_cache, bool needs_mount)
{  ... ...// 装入签名文件Certificate* loadedKeys = load_keys(PUBLIC_KEYS_FILE, &numKeys);... ...// 验证签名err = verify_file(map.addr, map.length, loadedKeys, numKeys);... ...// 打开升级包  err = mzOpenZipArchive(map.addr, map.length, &zip);... ... // 执行升级脚本文件，开始升级  int result = try_update_binary(path, &zip, wipe_cache);... ...
}  
really_install_package方法中，首先验证签名，再读取升级包，然后进行调用try_update_binary方法升级

3、try_update_binary执行升级脚本

static int try_update_binary(const char *path, ZipArchive *zip, int* wipe_cache) {const ZipEntry* binary_entry = mzFindZipEntry(zip, ASSUMED_UPDATE_BINARY_NAME);... ...const char* binary = "/tmp/update_binary";unlink(binary);int fd = creat(binary, 0755); ... ...//将升级包里面的update_binary解压到/tmp/update_binarybool ok = mzExtractZipEntryToFile(zip, binary_entry, fd);... ...const char** args = (const char**)malloc(sizeof(char*) * 5);args[0] = binary; //update_binary存放路径args[1] = EXPAND(RECOVERY_API_VERSION);  // Recovery版本号char* temp = (char*)malloc(10);sprintf(temp, "%d", pipefd[1]);args[2] = temp;args[3] = (char*)path; //升级包存放路径args[4] = NULL;pid_t pid = fork();//fork一个子进程if (pid == 0) {close(pipefd[0]);//子进程调用update-binary执行升级操作execv(binary, (char* const*)args);fprintf(stdout, "E:Can't run %s (%s)\n", binary, strerror(errno));_exit(-1);}//父进程负责接受子进程发送的命令去更新ui显示 ... ...int status;waitpid(pid, &status, 0);if (!WIFEXITED(status) || WEXITSTATUS(status) != 0) {//安装失败，返回INSTALL_ERRORreturn INSTALL_ERROR;}//安装成功，返回INSTALL_SUCCESSreturn INSTALL_SUCCESS;
}

4、调用finish_recovery方法，清除BCB信息,重启

OTA升级成功，清空misc分区（BCB置零），并将保存到内存系统的升级日志/tmp/recovery.log保存到/cache/recovery/last_log。重启设备进入Main System，升级完成。

结束语

以上就是对升级流程的分析，希望对大家有所帮助。后续我们还会带来系统升级流程相关的介绍，感兴趣的同学可以关注我们的微信公众号。

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第一步：升级包获取

第二步：准备升级

第三步：系统重启进入Recovery模式，进行升级操作

结束语

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