Android 的Recovery机制

1. 系统的启动模式 1

1.1 Android系统的启动模式 1

1.2 系统的启动模式 2

2. Recovery模式中的三个部分 3

3. Recovery模式中的两个通信接口 3

3.1 主系统和Recovery通过/cache下的文件通信 3

3.2 Bootloader与Recovery通过BCB（Bootloader Control Block）通信 4

4 Recovery模式的基本流程 5

1. 系统的启动模式

1.1 Android系统的启动模式

一般的Android系统具有以下几种启动模式（适用于Android系统的手机），它们的进入方式和描述如下所述：

1．一般启动模式（normal mode）

进入方法：按电源键启动

描述：这是正常启动手机的方法

2．安全模式（safe mode）

进入方法：按住menu键，按电源键启动手机，直至手机启动完成松开menu键

描述：和正常启动一样，但没有登记Google，所以不能访问Market或使用你的Google账号

3．引导模式（bootloader mode）

进入方法：按住照相键，按电源键启动手机

描述：可以从SD卡上安装新的系统映像（DREAIMG.NBH），只需再按一次电源键。为获取root权限，对手机进行降级，就是使用这个模式。

4．恢复模式（recovery mode）

进入方法：按住HOME键，按电源键启动手机

描述：可以打开命令解释程序（shell），刷新映像文件（flash image），执行备份等。当然这一切取决于你手机上的recovery image版本。

5．诊断模式（diagnostic mode）

进入方法：按住轨迹球，按电源键启动手机

描述：用于测试（按音量键选择项目）

6．fastboot模式

进入方法：按住返回键，按电源键启动手机，直至屏幕出现FASTBOOT字样后松开返回键

Android系统不同的启动模式的进入是在不同的情形下触发的，我们从SD卡中升级我们的update.zip时会进入Recovery模式是其中一种，其他的比如：系统崩溃，或则在命令行输入启动命令式也会进入Recovery或其他的启动模式。

1.2 系统的启动模式

由下图可知Android系统启动后可能进入的模式有以下几种：

1. MAGIC KEY（组合键）：组合键：若用户在启动刚开始按了指定的recovery组合键，系统会直接进入Recovery模式。

2. Recovery模式：进入系统“设置”->“系统”，有

a) 网络升级

b) 本地升级

c) 系统还原

三种方式进入Recovery模式，完成相应的工作。

3. 正常模式：

若启动过程中用户没有按下任何组合键，bootloader会读取位于MISC分区的启动控制信息块BCB（Bootloader Control Block）。它是一个结构体，存放着启动命令command。根据不同的命令，系统又可以进入三种不同的启动模式：MainSystem、Recovery、Bootloader。

2. Recovery模式中的三个部分

Recovery的工作需要整个软件平台的配合，从通信架构上来看，主要有三个部分。

l MainSystem：即上面提到的正常启动模式（BCB中无命令），是用boot.img启动的系统，Android的正常工作模式。更新时，在这种模式中我们的上层操作就是使用OTA或则从SD卡中升级update.zip包。在重启进入Recovery模式之前，会向BCB中写入命令，以便在重启后告诉bootloader进入Recovery模式。

l Recovery：系统进入Recovery模式后会装载Recovery分区，该分区包含recovery.img（同boot.img相同，包含了标准的内核和根文件系统）。进入该模式后主要是运行Recovery服务（/sbin/recovery）来做相应的操作（重启、升级update.zip、擦除cache分区等）。

l Bootloader：除了正常的加载启动系统之外，还会通过读取MISC分区（BCB）获得来至Main system和Recovery的消息。

3. Recovery模式中的两个通信接口

在Recovery服务中上述的三个实体之间的通信是必不可少的，它们有以下两个通信接口。

3.1 主系统和Recovery通过/cache下的文件通信

Recovery通过/cache/recovery/目录下的三个文件与main system通信。具体如下

l /cache/recovery/command：这个文件保存着Main system传给Recovery的命令行，每一行就是一条命令，支持一下几种的组合。

--send_intent=anystring //write the text out to recovery/intent

在Recovery结束时在finish_recovery函数中将定义的intent字符串作为参数传进来，并写入到/cache/recovery/intent中；

-update_package=root:path //verify install an OTA(On The Air) package file

Main system将这条命令写入时,代表系统需要升级，在进入Recovery模式后，将该文件中的命令读取并写入BCB中，然后进行相应的更新update.zip包的操作。

--wipe_data //erase user data(and cache),then reboot。

擦除用户数据。擦除data分区时必须要擦除cache分区。

--wipe_cache //wipe cache(but not user data),then reboot。

擦除cache分区。

--set_encrypted_filesystem=on|off - enables / diasables encrypted fs

启用/禁用加密的文件系统

--just_exit - do nothing; exit and reboot

退出并重启

l /cache/recovery/log：Recovery模式在工作中的log打印。在recovery服务运行过程中，stdout以及stderr会重定位到/tmp/recovery.log在recovery退出之前会将其转存到/cache/recovery/log中，供查看。

l /cache/recovery/intent：Recovery传递给Main system的信息。作用不详。

上层应用可以通过调用Android标准的RecoverySystem类（位于frameworks/base/core/java/android/os/RecoverySystem.java中）的接口来完成与Recovery模式的通信，如下图所示：

这个类里主要的接口如下：

installPackage() 重启设备安装指定升级包，在/cache/recovery/command里写入”--update_package=/path/xxx.zip”

rebootWipeUserData() 重启设备并清除user data分区，这个操作也成为“工厂复位”，

在/cache/recovery/command里写入”--wipe_data”

rebootWipeCache() 重启进入Recovery模式，清除cache分区，在/cache/recovery/command里写入”--wipe_data”

verifyPackage() 这个接口主要是用于校验下载回来的的升级包是否符合Android的签名认证。

接口调用后，系统会重启，转入Recovery mode，然后recovery进程会去读取/cache/recovery/command里的指令去执行相应的操作，是安装升级包还是恢复出厂设置等。

3.2 Bootloader与Recovery通过BCB（Bootloader Control Block）通信

BCB是Bootloader与Recovery的通信接口，也是Bootloader与Main system之间的通信接口。存储在flash中的MISC分区，占用三个page，其本身就是一个结构体，具体成员以及各成员含义如下，位于/bootloader/revocery/bootloader.h文件中：

struct bootloader_message{

char command[32];

char status[32];

char recovery[1024];

};

l command字段：当要重启进入Recovery模式或更新radio、bootloader固件时，linux会更新这个值；当固件更新完成后Bootloader也会更新这个值。另外在成功更新后结束Recovery时，会清除这个成员的值，防止重启时再次进入Recovery模式。

l status字段：在完成相应的更新后，Bootloader会将执行结果写入到这个字段。

l recovery字段：可被Main System写入，也可被Recovery服务程序写入。该文件的内容格式为：

“recovery\n

<recovery command>\n

<recovery command>”

该文件存储的就是一个字符串，必须以recovery\n开头，否则这个字段的所有内容域会被忽略。“recovery\n”之后的部分，是/cache/recovery/command支持的命令。可以将其理解为Recovery操作过程中对命令操作的备份。Recovery对其操作的过程为：先读取BCB然后读取/cache/recovery/command，然后将二者重新写回BCB，这样在进入Main system之前，确保操作被执行。在操作之后进入Main system之前，Recovery又会清空BCB的command域和recovery域，这样确保重启后不再进入Recovery模式。

4 Recovery模式的基本流程

Recovery模式的基本流程如下：

1. 选择“设置”->“系统”->”系统还原”；

2. Main system向/cache/recovery/command写入"--wipe_data"；

3. Main system 重启进入Recovery模式；

4. get_args() 函数向 BCB写入"boot-recovery"和"--wipe_data"，然后开始擦除；

-- after this, rebooting will restart the erase --

5. erase_volume() 重新格式化/data分区

6. erase_volume() 重新格式化/cache分区

7. finish_recovery() 清除BCB，然后call reboot()进入Main system。

流程图如下所示：

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