OTA制作及升级过程笔记
1、概述
1.1 文档概要
前段时间学习了AndroidRecovery模式及OTA升级过程，为加深理解和防止以后遗忘，所以写这篇文档进行一个总结和梳理，以便日后查阅回顾。文档主要包括两部分，第一部分为OTA升级包的制作过程分析，第二部分为Recovery模式下OTA升级包安装过程的分析，其中包括Recovery模式分析及服务流程。
1.2 参考文献
《Recovery 开发指导》
《Android系统Recovery工作原理之使用update.zip升级过程分析》
《Android系统启动过程分析》
2、OTA升级包制作工程
2.1 OTA升级简介
所谓OTA（Over-the-AirTechnology）是指手机终端通过无线网络下载远程服务器上的升级包，对系统或应用进行升级的技术。有关网络部分不做过多讨论，本文重点放在系统升级这一概念上。
图1 某android手机存储设备结构图
以PC机进行类比，假设计算机操作系统装在C盘，当加电启动时，引导程序会将C盘的系统程序装入内存并运行，而系统升级或重装系统，则是将C盘中原来的系统文件部分或全部重写。对于手机及其上的ANDROID系统而言，同样如此，需要一个存储系统文件的“硬盘”。
图1 是某款手机的存储设备结构图，其存储区（红色框图部分）分为四部分：SRAM、Nand Flash、SDRAM及外设地址空间。其中Nand Flash中存储着全部系统数据（通过专门的烧写工具将编译后的映象文件download到Nand Flash中，工具由IC厂商提供），包括boot.img、system.img、recovery.img等，因此Nand Flash即是上文所说的手机上的“硬盘”。图1最右部分（图中绿色框图部分）是Nand Flash存储区更详细的划分，我们将主要关注system分区（蓝色框图），因为OTA升级主要是对这部分系统数据的重写（当然boot分区也可升级）。除此之外，蓝黑色区域标示的misc分区也应值得注意，它在OTA升级中发挥着重要的作用。
OK，一言以蔽之，所谓OTA就是将升级包（zip压缩包）写入到系统存储区，因此我们需要考虑两个问题：1、升级包是如何生成的？2、升级包是如何写入到system分区的？
2.2 OTA升级包update.zip结构
2.2.1、 update.zip包的目录结构
|----boot.img
|----system/
|----recovery/
`|----recovery-from-boot.p
`|----etc/ `|----install-recovery.sh
|---META-INF/
`|CERT.RSA
`|CERT.SF
`|MANIFEST.MF
`|----com/
`|----google/
`|----android/
`|----update-binary
`|----updater-script
`|----android/
`|----metadata
2.2.2、 update.zip包目录结构详解
以上是我们用命令makeotapackage 制作的update.zip包的标准目录结构。（和实际的略有不同）
1、boot.img是更新boot分区所需要的文件。这个boot.img主要包括kernel+ramdisk，包括应用会用到的一些库等等。可以将Android源码编译out/target/product/ xxxx /system/中的所有文件拷贝到这个目录来代替。
2、system/目录的内容在升级后会放在系统的system分区。主要用来更新系统的一些应用或则应用会用到的一些库等等。可以将Android源码编译out/target/product/xxxx/system/中的所有文件拷贝到这个目录来代替。
3、recovery/目录中的recovery-from-boot.p是boot.img和recovery.img的补丁(patch),主要用来更新recovery分区，其中etc/目录下的install-recovery.sh是执行更新的脚本。
4、update-binary是一个二进制文件，相当于一个脚本解释器，能够识别updater-script中描述的操作。它是Android源码编译后生成的out/target/product/xxxx/system bin/updater文件，可将updater重命名为update-binary得到。该文件在具体的更新包中的名字由源码中bootable/recovery/install.c中的宏ASSUMED_UPDATE_BINARY_NAME的值而定。
5、updater-script：此文件是一个脚本文件，具体描述了更新过程。我们可以根据具体情况编写该脚本来适应我们的具体需求。该文件的命名由源码中bootable/recovery/updater/updater.c文件中的宏SCRIPT_NAME的值而定。
6、 metadata文件是描述设备信息及环境变量的元数据。主要包括一些编译选项，签名公钥，时间戳以及设备型号等。
7、我们还可以在包中添加userdata目录，来更新系统中的用户数据部分。这部分内容在更新后会存放在系统的/data目录下。
8、update.zip包的签名：update.zip更新包在制作完成后需要对其签名，否则在升级时会出现认证失败的错误提示。而且签名要使用和目标板一致的加密公钥。加密公钥及加密需要的三个文件在Android源码编译后生成的具体路径为：
out/host/linux-x86/framework/signapk.jar
build/target/product/security/testkey.x509.pem
build/target/product/security/testkey.pk8。
我们用命令makeotapackage制作生成的update.zip包是已签过名的，如果自己做update.zip包时必须手动对其签名。具体的加密方法：
$ java –jar gingerbread/out/host/linux/framework/signapk.jar –wgingerbread/build/target/product/security/testkey.x509.pem gingerbread/build/target/product/security/testkey.pk8update.zip update_signed.zip
以上命令在update.zip包所在的路径下执行，其中signapk.jartestkey.x509.pem以及testkey.pk8文件的引用使用绝对路径。update.zip 是我们已经打好的包，update_signed.zip包是命令执行完生成的已经签过名的包。
9、MANIFEST.MF：这个manifest文件定义了与包的组成结构相关的数据。类似Android应用的mainfest.xml文件。
10、CERT.RSA：与签名文件相关联的签名程序块文件，它存储了用于签名JAR文件的公共签名。
11、CERT.SF：这是JAR文件的签名文件，其中前缀CERT代表签名者。
另外，在具体升级时，对update.zip包检查时大致会分三步：①检验SF文件与RSA文件是否匹配。②检验MANIFEST.MF与签名文件中的digest是否一致。③检验包中的文件与MANIFEST中所描述的是否一致。
12、在做的MTK平台的项目（如8670、9976），需要增加与项目强相关的适配文件（scatter.txt、SEC_VER.txt、type.txt），scatter.txt分散加载文件，将可执行映像文件分散加载到不同的内存段（文件内容：指定不同内存段的起始地址）。
type.txt是build升级包过程生成的，里面的值1代表FullOTA，0代表DiffOTA，android的上层的update流程中会check这个值。
scatter.txt也是build升级包过程生成的，里面的内容来自于/mediatek/misc/ota_scatter.txt。具体code可见脚本ota_from_target_files。而mediatek/misc/ota_scatter.txt是在build full ota时会产生。该文件主要用于在升级的时候check升级前后parition layout是否有改变。
SEC_VER.TXT是在编译时从alps\mediatek\custom\$PROJECT\security\recovery下copy过来的，用于在打开SUPPORT_SBOOT_UPDATE之后会使用，具体可以参考[FAQ05739] SD或者OTA升级secutiry device和non-security device的区别。
在./mk new时，会执行ptgen，执行ptgen会依赖OTA_SCATTER_FILE，见mediatek/build/libs/pregen.mk：218，然后再build/tools/makeMtk.mk中的142以及 692会生成ota_scatter.txt。
2.3 OTA升级包制作工程分析
升级包有整包与差分包之分。顾名思义，所谓整包即包含整个system分区中的数据文件；而差分包则仅包含两个版本之间改动的部分。利用整包升级好比对电脑进行重作系统，格式化系统分区，并将新系统数据写入分区；而利用差分包升级不会格式化system分区，只是对其中部分存储段的内容进行重写。除升级包之外，制作过程中还会涉及到另一种zip包，代码中称之为8675-cota-target_files-xxx.zip，我称之为差分资源包。首先阐述下整包的制作过程。
2.3.1 整包的制作
系统经过整编后，执行makeotapackage命令，即可完成整包的制作，而此命令可分为两个阶段进行。首先执行./build/core/Makefile中的代码：
#-----------------------------------------------------------------
# OTA update package
name := $(TARGET_PRODUCT)
ifeq ($(TARGET_BUILD_TYPE),debug)
name :=$(name)_debug
endif
name := $(name)-ota-$(FILE_NAME_TAG)
INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET:= $(PRODUCT_OUT)/$(name).zip
$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET): KEY_CERT_PAIR :=$(DEFAULT_KEY_CERT_PAIR)
$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET):$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $(OTATOOLS)
@echo"Package OTA: $@"
$(hide) ./build/tools/releasetools/ota_from_target_files-v \
-n \
-p$(HOST_OUT) \
-k$(KEY_CERT_PAIR) \
$(ota_extra_flag) \
$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE) $@
.PHONY: otapackage
otapackage: $(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET)
#-----------------------------------------------------------------代码段1 make otapackage目标代码
如上代码是Makefile文件中目标otapackage的执行代码 。首先，make otapackage命令会执行Makefile(./build/core/Makefile)中otapackage的目标代码(如代码1所示)。由代码可知，otapackage目标的执行只依赖于$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET)，而不存在任何规则(根据Makefile语法，规则必须以TAB键开始，而目标otapackage的定义之后却是变量name的声明，因此不存在规则)，因此只需要关注目标$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET)的生成。显然，此目标的生成依赖于目标文件：$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE)和$(OTATOOLS)，且其执行的命令为./build/tools/releasetools/ota_from_target_files。也就是说，make otapackage所完成的功能全是通过这两个目标文件和执行的命令完成的，我们将分别对这三个关键点进行分析。
a) $(OTATOOLS)
目标文件OTATOOLS的编译规则如下所示
1. OTATOOLS := $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/minigzip \
2. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/mkbootfs \
3. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/mkbootimg \
4. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config \
5. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/mkyaffs2image \
6. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/zipalign \
7. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/aapt \
8. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/bsdiff \
9. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/imgdiff \
10. $(HOST_OUT_JAVA_LIBRARIES)/dumpkey.jar \
11. $(HOST_OUT_JAVA_LIBRARIES)/signapk.jar \
12. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/mkuserimg.sh \
13. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/genext2fs \
14. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/tune2fs \
15. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/e2fsck \
16. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/make_ext4fs
17.
18. .PHONY: otatools
19. otatools: $(OTATOOLS) 可以看出变量OTATOOLS为系统中一系列文件的集合。那么这些文件又有什么用处呢？ 事实上，这些文件用于压缩(minigzip：用于gzip文件；make_ext4fs：将文件转换为ext4类型；mkyaffs2image：用于yaffs文件系统；……)、解压缩、差分(bsdiff，imgdiff)、签名(singapk.jar)等功能，结合代码段1可得到如下结论：目标$(INTERNAL_OTA_PACKAGE_TARGET)的执行依赖于这一系列系统工具－－仅此而已。也就是说，目标文件$(OTATOOLS)仅仅指定了命令执行所需要的工具，并未执行任何操作。
注：变量$(HOST_OUT_EXECUTABLES)指代的是out/host/linux-x86/bin目录，而变量$(HOST_OUT_JAVA_LIBRARIES)/表示的是out/host/linux-x86/framework目录，这意味着我们可以从此目录下找到上述工具，并为我们所用。
b) $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE)
目标OTATOOLS指明了执行makeotapackage命令所需要的系统工具，而目标$(BUILT_TARGE_FILES_PACKAGE)的生成则完成了两件事：重新打包system.img文件和生成差分资源包。$(BUILT_TARGE_FILES_PACKAGE)的编译规则如下所示：
1. # -----------------------------------------------------------------
2. # A zip of the directories that map to the target filesystem.
3. # This zip can be used to create an OTA package or filesystem image
4. # as a post-build step.
5. #
6. name := $(TARGET_PRODUCT)
7. ifeq ($(TARGET_BUILD_TYPE),debug)
8. name := $(name)_debug
9. endif
10.name := $(name)-target_files-$(FILE_NAME_TAG)
11.
12.intermediates := $(call intermediates-dir-for,PACKAGING,target_files)
13.BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE := $(intermediates)/$(name).zip
14.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): intermediates := $(intermediates)
15.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): \
16. zip_root := $(intermediates)/$(name)
17.
18.# $(1): Directory to copy
19.# $(2): Location to copy it to
20.# The "ls -A" is to prevent "acp s/* d" from failing if s is empty.
21.define package_files-copy-root
22. if [ -d "$(strip $(1))" -a "$$(ls -A $(1))" ]; then \
23. mkdir -p $(2) && \
24. $(ACP) -rd $(strip $(1))/* $(2); \
25. fi
26.endef
27.
28.built_ota_tools := \
29. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,applypatch)/applypatch \
30. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,applypatch_static)/applypatch_static \
31. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,check_prereq)/check_prereq \
32. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,sqlite3)/sqlite3 \
33. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,updater)/updater
34.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): PRIVATE_OTA_TOOLS := $(built_ota_tools)
35.
36.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION := $(RECOVERY_API_VERSION)
37.
38.ifeq ($(TARGET_RELEASETOOLS_EXTENSIONS),)
39.# default to common dir for device vendor
40.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): tool_extensions := $(TARGET_DEVICE_DIR)/../common
41.else
42.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): tool_extensions := $(TARGET_RELEASETOOLS_EXTENSIONS)
43.endif
44.
45.# Depending on the various images guarantees that the underlying
46.# directories are up-to-date.
47.
48.ifeq ($(TARGET_USERIMAGES_USE_EXT4),true)
49.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): $(INSTALLED_CACHEIMAGE_TARGET)
50.endif
51.
52.$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): \
53. $(INSTALLED_BOOTIMAGE_TARGET) \
54. $(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET) \
55. $(INSTALLED_RECOVERYIMAGE_TARGET) \
56. $(INSTALLED_FACTORYIMAGE_TARGET) \
57. $(INSTALLED_SYSTEMIMAGE) \
58. $(INSTALLED_CACHEIMAGE_TARGET) \
59. $(INSTALLED_USERDATAIMAGE_TARGET) \
60. $(INSTALLED_SECROIMAGE_TARGET) \
61. $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) \
62. $(built_ota_tools) \
63. $(APKCERTS_FILE) \
64. $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config \
65. | $(ACP)
66. @echo "Package target files: $@"
67. $(hide) rm -rf $@ $(zip_root)
68. $(hide) mkdir -p $(dir $@) $(zip_root)
69. @# Components of the recovery image
70. $(hide) mkdir -p $(zip_root)/RECOVERY
71. $(hide) $(call package_files-copy-root, \
72. $(TARGET_RECOVERY_ROOT_OUT),$(zip_root)/RECOVERY/RAMDISK)
73.ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET
74. $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) $(zip_root)/RECOVERY/kernel
75. $(hide) $(ACP) $(recovery_ramdisk) $(zip_root)/RECOVERY/ramdisk
76.endif
77.ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET
78. $(hide) $(ACP) \
79. $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET) $(zip_root)/RECOVERY/second
80.endif
81.ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE
82. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/RECOVERY/cmdline
83.endif
84.ifdef BOARD_KERNEL_BASE
85. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/RECOVERY/base
86.endif
87. @# Components of the factory image
88. $(hide) mkdir -p $(zip_root)/FACTORY
89. $(hide) $(call package_files-copy-root, \
90. $(TARGET_FACTORY_ROOT_OUT),$(zip_root)/FACTORY/RAMDISK)
91.ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET
92. $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) $(zip_root)/FACTORY/kernel
93.endif
94.ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE
95. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)" > $(zip_root)/RECOVERY/pagesize
96.endif
97.ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET
98. $(hide) $(ACP) \
99. $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET) $(zip_root)/FACTORY/second
100.endif
101.ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE
102. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/FACTORY/cmdline
103.endif
104.ifdef BOARD_KERNEL_BASE
105. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/FACTORY/base
106.endif
107. @# Components of the boot image
108. $(hide) mkdir -p $(zip_root)/BOOT
109. $(hide) $(call package_files-copy-root, \
110. $(TARGET_ROOT_OUT),$(zip_root)/BOOT/RAMDISK)
111.ifdef INSTALLED_KERNEL_TARGET
112. $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_KERNEL_TARGET) $(zip_root)/BOOT/kernel
113. $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_RAMDISK_TARGET) $(zip_root)/BOOT/ramdisk
114.endif
115.ifdef INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET
116. $(hide) $(ACP) \
117. $(INSTALLED_2NDBOOTLOADER_TARGET) $(zip_root)/BOOT/second
118.endif
119.ifdef BOARD_KERNEL_CMDLINE
120. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_CMDLINE)" > $(zip_root)/BOOT/cmdline
121.endif
122.ifdef BOARD_KERNEL_BASE
123. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_BASE)" > $(zip_root)/BOOT/base
124.endif
125.ifdef BOARD_KERNEL_PAGESIZE
126. $(hide) echo "$(BOARD_KERNEL_PAGESIZE)" > $(zip_root)/BOOT/pagesize
127.endif
128.#wschen
129.ifneq "" "$(CUSTOM_BUILD_VERNO)"
130. $(hide) echo "$(CUSTOM_BUILD_VERNO)" > $(zip_root)/BOOT/board
131.endif
132.
133.#[eton begin]: added by LiuDekuan for u-boot update
134. $(hide) $(ACP) $(PRODUCT_OUT)/uboot_eyang77_ics2.bin $(zip_root)/uboot.bin
135.#[eton end]
136.
137. $(hide) $(foreach t,$(INSTALLED_RADIOIMAGE_TARGET),\
138. mkdir -p $(zip_root)/RADIO; \
139. $(ACP) $(t) $(zip_root)/RADIO/$(notdir $(t));)
140. @# Contents of the system image
141. $(hide) $(call package_files-copy-root, \
142. $(SYSTEMIMAGE_SOURCE_DIR),$(zip_root)/SYSTEM)
143. @# Contents of the data image
144. $(hide) $(call package_files-copy-root, \
145. $(TARGET_OUT_DATA),$(zip_root)/DATA)
146. @# Extra contents of the OTA package
147. $(hide) mkdir -p $(zip_root)/OTA/bin
148. $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) $(zip_root)/OTA/
149. $(hide) $(ACP) $(PRIVATE_OTA_TOOLS) $(zip_root)/OTA/bin/
150. @# Security information of the OTA package
151. @echo "[SEC OTA] Adding Security information to OTA package"
152. @echo "[SEC OTA] path : mediatek/custom/$(MTK_PROJECT)/security/recovery/SEC_VER.txt"
153. $(hide) $(ACP) mediatek/custom/$(MTK_PROJECT)/security/recovery/SEC_VER.txt $(zip_root)/OTA/
154. @# Files that do not end up in any images, but are necessary to
155. @# build them.
156. $(hide) mkdir -p $(zip_root)/META
157. $(hide) $(ACP) $(APKCERTS_FILE) $(zip_root)/META/apkcerts.txt
158. $(hide) echo "$(PRODUCT_OTA_PUBLIC_KEYS)" > $(zip_root)/META/otakeys.txt
159. $(hide) echo "recovery_api_version=$(PRIVATE_RECOVERY_API_VERSION)" > $(zip_root)/META/misc_info.txt
160.ifdef BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE
161. $(hide) echo "blocksize=$(BOARD_FLASH_BLOCK_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
162.endif
163.ifdef BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE
164. $(hide) echo "boot_size=$(BOARD_BOOTIMAGE_PARTITION_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
165.endif
166.ifdef BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE
167. $(hide) echo "recovery_size=$(BOARD_RECOVERYIMAGE_PARTITION_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
168.endif
169.ifdef BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE
170. $(hide) echo "system_size=$(BOARD_SYSTEMIMAGE_PARTITION_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
171.endif
172.ifdef BOARD_SECROIMAGE_PARTITION_SIZE
173. $(hide) echo "secro_size=$(BOARD_SECROIMAGE_PARTITION_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
174.endif
175.ifdef BOARD_CACHEIMAGE_PARTITION_SIZE
176. $(hide) echo "cache_size=$(BOARD_CACHEIMAGE_PARTITION_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
177.endif
178.ifdef BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE
179. $(hide) echo "userdata_size=$(BOARD_USERDATAIMAGE_PARTITION_SIZE)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
180.endif
181. $(hide) echo "tool_extensions=$(tool_extensions)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
182.ifdef mkyaffs2_extra_flags
183. $(hide) echo "mkyaffs2_extra_flags=$(mkyaffs2_extra_flags)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
184.endif
185.ifdef INTERNAL_USERIMAGES_SPARSE_EXT_FLAG
186. $(hide) echo "extfs_sparse_flag=$(INTERNAL_USERIMAGES_SPARSE_EXT_FLAG)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
187.endif
188. $(hide) echo "default_system_dev_certificate=$(DEFAULT_KEY_CERT_PAIR)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
189.ifdef PRODUCT_EXTRA_RECOVERY_KEYS
190. $(hide) echo "extra_recovery_keys=$(PRODUCT_EXTRA_RECOVERY_KEYS)" >> $(zip_root)/META/misc_info.txt
191.endif
192. @# Zip everything up, preserving symlinks
193. $(hide) (cd $(zip_root) && zip -qry ../$(notdir $@) .)
194. @# Run fs_config on all the system, boot ramdisk, and recovery ramdisk files in the zip, and save the output
195. $(hide) zipinfo -1 $@ | awk 'BEGIN { FS="SYSTEM/" } /^SYSTEM\// {print "system/" $$2}' | $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/filesystem_config.txt
196. $(hide) zipinfo -1 $@ | awk 'BEGIN { FS="BOOT/RAMDISK/" } /^BOOT\/RAMDISK\// {print $$2}' | $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/boot_filesystem_config.txt
197. $(hide) zipinfo -1 $@ | awk 'BEGIN { FS="RECOVERY/RAMDISK/" } /^RECOVERY\/RAMDISK\// {print $$2}' | $(HOST_OUT_EXECUTABLES)/fs_config > $(zip_root)/META/recovery_filesystem_config.txt
198. $(hide) (cd $(zip_root) && zip -q ../$(notdir $@) META/*filesystem_config.txt)
199.target-files-package: $(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE)
200.ifneq ($(TARGET_PRODUCT),sdk)
201.ifeq ($(filter generic%,$(TARGET_DEVICE)),)
202.ifneq ($(TARGET_NO_KERNEL),true)
203.ifneq ($(recovery_fstab),) system.img文件的重新打包是通过$(BUILT_TARGE_FILES_PACKAGE)的依赖条件$(INSTALLED_SYSTEMIMAGE)目标文件的编译来完成的，而$(BUILT_TARGE_FILES_PACKAGE)所有的执行命令(代码第66行至最后)都只为完成一件事，生成差分资源包所对应的目录并将其打包为ZIP包。具体的操作包括：
· 创建$(zip_root)目录(代码第66~68行)，$(zip_root)即out/target/product/
· 创建/$(zip_root)/RECOVERY目录并将COPY相关文件(代码69~86)；
· 创建/$(zip_root)/FACTORY目录并将COPY相关文件(代码87~106)；
· 创建/$(zip_root)/BOOT目录并将COPY相关文件(代码107~131)；
· 创建其他目录并COPY文件(代码132~191)；
· 将$(zip_root)目录压缩为资源差分包(代码192~198)等。
经过目标文件$(BUILT_TARGE_FILES_PACKAGE)的执行后，system.img已经被重新打包，且差分资源包也已经生成，剩下的工作就是将差分资源包（即target-files zipfile，下文将统一使用“差分资源包”这一概念）传递给ota_ from _target _files代码，由它来生成OTA整包。
总之，前述代码的作用就在于将系统资源（包括system、recovery、boot等目录）重新打包，生成差分资源包。我们可以看下差分资源包中的文件结构，如下：
图2 target-fileszipfile目录结构
其中，OTA目录值得关注，因为在此目录下存在着一个至关重要的文件：OTA/bin/updater（后文会有详述）。生成的差分资源包被传递给./build/tools/releasetools/
ota_from_target_files执行第二阶段的操作：制作升级包。
图3./build/tools/releasetools目录下的文件
图3是./build/tools/releasetools目录下所包含的文件，这组文件是Google提供的用来制作升级包的代码工具，核心文件为：ota_from_target_files和img_from_target_files。其中，前者用来制作recovery模式下的升级包；后者则用来制作fastboot下的升级包（fastboot貌似是一种更底层的刷机操作，不太懂）。其他文件则是为此二者提供服务的，比如，common.py中包含有制作升级包所需操作的代码,各种工具类,参数处理/META文件处理/image生成/signcertification/patch file 操作等等；edify_generator.py则用于生成recovery模式下升级的脚本文件：<升级包>.zip/META-INF/com/google/android/updater-script。
文件ota_from_target_files是本文所关注的重点，其中定义了两个主要的方法：WriteFullOTAPackage和WriteIncrementalOTAPackage。前者用于生成整包，后者用来生成差分包。接着上文，当Makefile调用ota_from_target_files，并将差分资源包传递进来时，会执行WriteFullOTAPackage。此方法完成的工作包括：（1）将system目录，boot.img等文件添加到整包中；（2）生成升级包中的脚本文件：<升级包>.zip/META-INF/com/google/android/updater-script；（3）将上文提到的可执行文件：OTA/bin/updater添加到升级包中：META-INF/com/google/android/updater-binary。摘取部分代码片段如下：
1. script.FormatPartition("/system")
2. script. FormatPartition ("/system")
3. script.UnpackPackageDir("recovery", "/system")
4. script.UnpackPackageDir("system", "/system")
5. (symlinks, retouch_files) = CopySystemFiles(input_zip, output_zip)
6. script.MakeSymlinks(symlinks)
7. if OPTIONS.aslr_mode:
8. script.RetouchBinaries(retouch_files)
9. else:
10. script.UndoRetouchBinaries(retouch_files) 代码2 WriteFullOTAPackage代码片段
其中的script为edify_generator对象，其FormatPartition、UnpackPackageDir等方法分别是向脚本文件update-script中写入格式化分区、解压包等指令
1. def AddToZip(self, input_zip, output_zip, input_path=None):
2. """Write the accumulated script to the output_zip file. input_zip
3. is used as the source for the 'updater' binary needed to run
4. script. If input_path is not None, it will be used as a local
5. path for the binary instead of input_zip."""
6.
7. self.UnmountAll()
8. common.ZipWriteStr(output_zip, "META-INF/com/google/android/updater-script",
9. "\n".join(self.script) + "\n")
10. if input_path is None:
11. data = input_zip.read("OTA/bin/updater")
12. else:
13. data = open(os.path.join(input_path, "updater")).read()
14. common.ZipWriteStr(output_zip, "META-INF/com/google/android/update-binary",
15. data, perms=0755) 代码段3 edify_generator中的AddToZip方法
WriteFullOTAPackage执行的最后会调用此方法。将资源差分包中OTA/bin/updater文件copy到升级包中META-INF/com/google/android/update-binary。此文件是OTA升级的关键，其将在recovery模式下被执行，用来将代码段2中生成的指令转换为相应的函数去执行，从而完成对系统数据的重写。
2.3.2 差分包的制作
生成差分包调用的是文件./build/tools/releasetools/ota_from_target_files中的WriteIncrementalOTA方法，调用时需要将两个版本的差分资源包作为参数传进来，形如：./build/tools/releasetools/ota_from_target_files–n –i ota_v1.zip ota_v2.zip update.zip
其中，参数n表示忽略时间戳；i表示生成增量包（即差分包）；ota_v1.zip与ota_v2.zip分别代表前后两个版本的差分资源包；而update.zip则表示最终生成的差分包。WriteIncrementalOTA函数会计算输入的两个差分资源包中版本的差异，并将其写入到差分包中；同时，将updater及生成脚本文件udpate-script添加到升级包中。
制作完升级包后，之后便是将其写入到相应存储区中，这部分工作是在recovery模式下完成的。在这先简单描述一下这个过程。recovery模式下通过创建一个新的进程读取并执行脚本文件META-INF/com/google/android/updater-script。见如下代码：
1. const char** args = (const char**)malloc(sizeof(char*) * 5);
2. args[0] = binary;
3. args[1] = EXPAND(RECOVERY_API_VERSION); // defined in Android.mk
4. char* temp = (char*)malloc(10);
5. sprintf(temp, "%d", pipefd[1]);
6. args[2] = temp;
7. args[3] = (char*)path;
8. args[4] = NULL;
9.
10. pid_t pid = fork();
11. if (pid == 0) {
12. close(pipefd[0]);
13. execv(binary, (char* const*)args);
14. _exit(-1);
15. }
16. close(pipefd[1]); 代码段4 创建新进程安装升级包
分析代码之前，首先介绍linux中函数fork与execv的用法。
pid_t fork( void)用于创建新的进程，fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1)在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID;
2)在子进程中，fork返回0;
3)如果出现错误，fork返回一个负值;
在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
int execv(const char *progname, char *constargv[])
execv会停止执行当前的进程，并且以progname应用进程替换被停止执行的进程，进程ID没有改变。progname:被执行的应用程序。argv: 传递给应用程序的参数列表， 注意，这个数组的第一个参数应该是应用程序名字本身，并且最后一个参数应该为NULL，不参将多个参数合并为一个参数放入数组。
代码4见于bootable/recovery/install.c的try_update_binary函数中，是OTA升级的核心代码之一。通过对fork及execv函数的介绍可知，代码4创建了一个新的进程并在新进程中运行升级包中的META-INF/com/google/android/updater-binary文件（参数binary已在此前赋值），此文件将按照META-INF/com/google/android/updater-script中的指令将升级包里的数据写入到存储区中。OK，我们来看下META-INF/com/google/android/updater-binary文件的来历。
在源代码的./bootable/recovery/updater目录下，存在着如下几个文件：
通过查看Android.mk代码可知，文件install.c、updater.c将会被编译为可执行文件updater存放到目录out/target/product/
1. built_ota_tools := \
2. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,applypatch)/applypatch \
3. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,applypatch_static)/applypatch_static \
4. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,check_prereq)/check_prereq \
5. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,sqlite3)/sqlite3 \
6. $(call intermediates-dir-for,EXECUTABLES,updater)/updater
7. $(hide) mkdir -p $(zip_root)/OTA/bin
8. $(hide) $(ACP) $(INSTALLED_ANDROID_INFO_TXT_TARGET) $(zip_root)/OTA/
9. $(hide) $(ACP) $(PRIVATE_OTA_TOOLS) $(zip_root)/OTA/bin/ 代码段5 Makefile中定义的变量built_ota_tools
如代码段5，Makefile中定义了执行OTA所需要的一组工具（built_ota_tools），其中便包括由图4中文件编译而成的文件updater；而在生成差分资源包时，会将这组工具拷贝到差分资源包的OTA/bin目录中（见代码段6）；在生成升级包时（无论是执行WriteFullOTAPackage还是WriteIncrementalOTAPackage），最后都会调用edify_generator的AddToZip方法，将updater添加到升级包中（更名为"META-INF/com/google/android/update-binary"）；最终在recovery模式下被执行，这便是其来龙去脉。而关于updater的执行，也大致的描述下吧。
由前文可知，updater主要由bootable/recovery/updater目录下的install.c和updater.c编译而成，主函数位于updater.c。其中，在install.c中定义了读写系统存储区的操作函数（这才是重写系统数据的真正代码）并将这些函数与updater-script中的指令映射起来。而在updater.c会首先装载install.c定义的函数，之后便解析升级脚本updater-script，执行其对应的操作命令。与此同时，执行updater的进程还会与父进程通信，通知父进程进行UI的相关操作（代码见bootable/recovery/install.c中的try_update_binary函数）。
3、OTA升级过程分析
3.1 Recovery模式简介
所谓 Recovery 是智能手机的一种特殊工作模式，有点类似于 Windows 下的 DOS 工具箱，系统进入到这种模式下时，可以通过按键选择相应的操作菜单，从而实现相应的功能，比如 android 系统数据区的快速格式化（即恢复出厂设置）；通过 SD 卡进行OTA系统升级及固件（firmware）升级等。我们公司的手机一般进入 recovery 模式的方法是电源键加音量上键。后面会详细分析系统进入Recovery模式的过程以及在Recovery模式下进行OTA升级的过程。
设置模块中进行恢复出厂设置，OTA升级，patch升级及firmware升级等操作，系统一共做了两件事：
1. 往 /cache/recovery/command 文件中写入命令字段；
2. 重启系统
重启系统后必须进入Recovery模式，接下来分析进入Recovery模式的流程。
3.2 Recovery模式解析
3.2.1 如何进入Recovery模式
手机开机后，硬件系统上电，首先是完成一系列的初始化过程，如 CPU、串口、中断、timer、DDR 等硬件设备，然后接着加载 bootloader，为后面内核的加载作好准备。在一些系统启动必要的初始完成之后，系统会通过检测三个条件来判断要进入何种工作模式，流程如图。这一部分代码的源文件在\bootable\bootloader\lk\app\aboot\aboot.c 文件的aboot_init()函数中:
从源代码中可以看出，开机时按住HOME键或音量上键（不同手机对此会有修改），会进入Recovery模式；按着返回键或音量下键会进入fastboot模式。如果没有组合键（代码中成为magic key）按下，则会检测SMEM中reboot_mode变量的值，代码如下：
reboot_mode可取的值为RECOVERY_MODE和FASTBOOT_MODE的宏定义，分别为：
reboot_mode的取值由check_reboot_mode()函数返回，接下来我们看该函数在\bootable\bootloader\lk\target\msm8660_surf\init.c中的定义：
可以看到该函数先读取地址restart_reason_addr处的值，最后返回該值，restart_reason_addr地址定义为0x2A05F65C，从此处读完值后会向改地址写入0x00，即将其内容擦除，这样做是为了防止下次进入时又进入Recovery模式。
如果restart_reason_addr处没有值被读到，则会继续读取MISC分区的BCB段进行判断，调用的函数为recovery_init()。这里解释一下BCB（BootloaderControl Block），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：
command 字段：该字段的值会在 Android系统需要进入 recovery模式的时候被 Android 更新。另外在固件更新成功时，也会被更新，以进入 recovery 模式来做一些收尾的清理工作。在更新成功后结束 Recovery时，会清除这个字段的值，防止重启时再次进入 Recovery 模式。
status 字段：在完成"update-radio" 或者 "update-hboot"更新后，bootloader会将执行结果写入到这个字段。
recovery 字段：仅可以被 Main System写入，用来向 recovery发送消息。该文件的内容格式为：
recovery\n
该文件存储的是一个字符串，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文件支持的命令。可以将其理解为 Recovery操作过程中对命令操作的备份。 Recovery会先读取 BCB,然后读取/cache/recovery/command，然后将二者重新写回 BCB，这样在进入 Mainsystem 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。
解释完BCB字段的内容，我们再回过头来，调用recovery_init()的代码如下：
该函数的定义在bootloader\lk\app\aboot\recovery.c中。
recovery_init()函数会先通过get_recovery_message(&msg)函数把BCB段的内容读取到recovery_message结构体中，再读取其command字段，如果字段是boot-recovery，则进入recovery模式；如果是update-radio，则进入固件升级流程。get_recovery_message(&msg)函数的代码如下。
系统判断进入哪种工作模式的流程如下图所示。如果以上条件皆不满足，则进入正常启动序列，系统会加载 boot.img 文件，然后加载 kernel，在内核加载完成之后，会根据内核的传递参数寻找 android 的第一个用户态进程，即 init 进程，该进程根据 init.rc以及 init.$(hardware).rc 脚本文件来启动 android 的必要的服务，直到完成 android 系统的启动。
当进入 recovery 模式时，系统加载的是recovery.img 文件，该文件内容与 boot.img 类似，也包含了标准的内核和根文件系统。但是 recovery.img 为了具有恢复系统的能力，比普通的 boot.img 目录结构中：
1、多了/res/images 目录，在这个目录下的图片是恢复时我们看到的背景画面。
2、多了/sbin/recovery 二进制程序，这个就是恢复用的程序。
3、/sbin/adbd 不一样，recovery 模式下的 adbd 不支持 shell。
4、初始化程序（init）和初始化配置文件（init.rc）都不一样。这就是系统没有进入图形界面而进入了类似文本界面，并可以通过简单的组合键进行恢复的原因。与正常启动系统类似，也是启动内核，然后启动文件系统。在进入文件系统后会执行/init，init 的配置文件就是 /init.rc。这个配置文件位于bootable/recovery/etc/init.rc。查看这个文件我们可以看到它做的事情很简单：
1) 设置环境变量。
2) 建立 etc 连接。
3) 新建目录，备用。
4) 挂载文件系统。
5) 启动 recovery（/sbin/recovery）服务。
6) 启动 adbd 服务(用于调试)。
上文所提到的fastboot 模式，即命令或 SD 卡烧写模式，不加载内核及文件系统，此处可以进行工厂模式的烧写。
综上所述，有三种进入recovery 模式的方法，分别是开机时按组合键，写 SMEM 中的 reboot_mode变量值，以及写位于 MISC 分区的 BCB 中的 command 字段。
3.2.2 Recovery模式的三个组成部分
Recovery 的工作需要整个软件平台的配合，从通信架构上来看，主要有以下三个部分：
1. Main System：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升级包。
2. 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。
3. Bootloader：除了正常的加载启动系统之外，还会通过读取 MISC 分区（BCB）获得来自 Main System和 Recovery 的消息。
这三个实体之间的通信是必不可少的，他们相互之间有如下两个通信接口：一个是通过 CACHE 分区中的三个文件（command、log、intent）；另一个是前面提到的MISC分区的BCB段。
Recovery 的服务内容主要有三类：
①FACTORYRESET，恢复出厂设置。
②OTA INSTALL，即我们的update.zip 包升级。
③ENCRYPTEDFILE SYSTEM ENABLE/DISABLE，使能/关闭加密文件系统。
本文主要关心OTA升级的流程，所以下面的内容主要解释从上层应用点击进行OTA升级到重启进入Recovery模式进行升级包安装的过程。
我们只看从MainSystem如何进入Recovery模式，其他的通信暂不讨论。先从Main System开始看，当我们在Main System使用update.zip包进行升级时，系统会重启并进入Recovery模式。在系统重启之前，我们可以看到，Main System一定会向BCB中的command域写入boot-recovery(粉红色线)，用来告知Bootloader重启后进入recovery模式。这一步是必须的。至于Main System是否向recovery域写入值我们在源码中不能肯定这一点。即便如此，重启进入Recovery模式后Bootloader会从/cache/recovery/command中读取值并放入到BCB的recovery域。而MainSystem在重启之前肯定会向/cache/recovery/command中写入Recovery将要进行的操作命令。
3.2.3 从上层进入Recovery服务流程细节
Ø 从SystemUpdate到Reboot
假设我们进入系统更新应用后，已下载完OTA包到SD卡，会弹出一个对话框，提示已有update.zip包是否现在更新，我们从这个地方跟踪。这个对话框的源码是SystemUpdateInstallDialog.java。
① 在mNowButton按钮的监听事件里，会调用mService.rebootAndUpdate（new File(mFile)）。这个mService就是SystemUpdateService的实例。这个类所在的源码文件是SystemUpdateService.java。这个函数的参数是一个文件。它肯定就是我们的update.zip包了。我们可以证实一下这个猜想。
②mFile的值：在SystemUpdateInstallDialog.java中的ServiceConnection中我们可以看到这个mFile的值有两个来源。
来源一：
mFile的一个来源是这个是否立即更新提示框接受的上一个Activity以“file”标记传来的值。这个Activity就是SystemUpdate.java。它是一个PreferenceActivity类型的。在其onPreferenceChange函数中定义了向下一个Activity传送的值，这个值是根据我们不同的选择而定的。如果我们在之前选择了从SD卡安装，则这个传下去的“file”值为“/sdcard/update.zip”。如果选择了从NAND安装，则对应的值为“/nand/update.zip”。
来源二：
另个一来源是从mService.getInstallFile()获得。我们进一步跟踪就可发现上面这个函数获得的值就是“/cache”+mUpdateFileURL.getFile();这就是OTA在线下载后对应的文件路径。不论参数mFile的来源如何，我们可以发现在mNowButton按钮的监听事件里是将整个文件，也就是我们的update.zip包作为参数往rebootAndUpdate（）中传递的。
③rebootAndUpdate:在这个函数中MainSystem做了重启前的准备。继续跟踪下去会发现，在SystemUpdateService.java中的rebootAndUpdate函数中新建了一个线程，在这个线程中最后调用的就是RecoverySystem.installPackage(mContext,mFile)，我们的update.zip包也被传递进来了。
④RecoverySystem类：RecoverySystem类的源码所在文件路径为： *****/frameworks/base/core/java/android/os/RecoverySystem.java。我们关心的是installPackage(Contextcontext,FilepackageFile)函数。这个函数首先根据我们传过来的包文件，获取这个包文件的绝对路径filename。然后将其拼成arg=“--update_package=”+filename。它最终会被写入到BCB中。这个就是重启进入Recovery模式后，Recovery服务要进行的操作。它被传递到函数bootCommand(context,arg)。
⑤bootCommand()：在这个函数中才是MainSystem在重启前真正做的准备。主要做了以下事情，首先创建/cache/recovery/目录，删除这个目录下的command和log（可能不存在）文件在sqlite数据库中的备份。然后将上面④步中的arg命令写入到/cache/recovery/command文件中。下一步就是真正重启了。接下来看一下在重启函数reboot中所做的事情。
⑥pm.reboot()：重启之前先获得了PowerManager（电源管理）并进一步获得其系统服务。然后调用了pm.reboot(“recovery”)函数。该函数最后找到是E:\MTK6592(Original)\alps\system\core\libcutils\android_reboot.c中的reboot函数。这个函数实际上是一个系统调用，即__reboot(LINUX_REBOOT_MAGIC1,LINUX_REBOOT_MAGIC2,LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2, arg);从这个函数我们可以看出前两个参数就代表了我们的组合键，LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2就是我们传过来的“recovery”。再进一步跟踪就到了汇编代码了，我们无法直接查看它的具体实现细节。但可以肯定的是这个函数只将“recovery”参数传递过去了，之后将“boot-recovery”写入到了MISC分区的BCB数据块的command域中。这样在重启之后Bootloader才知道要进入Recovery模式。
在这里我们无法肯定MainSystem在重启之前对BCB的recovery域是否进行了操作。其实在重启前是否更新BCB的recovery域是不重要的，因为进入Recovery服务后，Recovery会自动去/cache/recovery/command中读取要进行的操作然后写入到BCB的recovery域中。
至此，MainSystem就开始重启并进入Recovery模式。在这之前Main System做的最实质的就是两件事，一是将“boot-recovery”写入BCB的command域，二是将--update_package=/cache/update.zip”或则“--update_package=/sdcard/update.zip”写入/cache/recovery/command文件中。下面的部分就开始重启并进入Recovery服务了。
Ø 从reboot到Recovery服务
这个过程我们在上文（对照第一个图）已经讲过了。从Bootloader开始如果没有组合键按下，就从MISC分区读取BCB块的command域（在主系统时已经将“boot-recovery”写入）。然后就以Recovery模式开始启动。与正常启动不同的是Recovery模式下加载的镜像是recovery.img。这个镜像同boot.img类似，也包含了标准的内核和根文件系统。其后就与正常的启动系统类似，也是启动内核，然后启动文件系统。在进入文件系统后会执行/init，init的配置文件就是/init.rc。这个配置文件来自bootable/recovery/etc/init.rc。查看这个文件我们可以看到它做的事情很简单：
①设置环境变量。
②建立etc连接。
③新建目录，备用。
④挂载/tmp为内存文件系统tmpfs
⑤启动recovery（/sbin/recovery）服务。
⑥启动adbd服务(用于调试)。
这里最重要的就是当然就recovery服务了。在Recovery服务中将要完成我们的升级工作。
3.3 Recovery服务流程细节
从/bootable/recovery/recovery.c的代码注释中我们可以看到Recovery的服务内容主要有三类：
① FACTORY RESET，恢复出厂设置。
② OTA INSTALL，即我们的update.zip包升级。
③ ENCRYPTED FILE SYSTEMENABLE/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，下文中会详细说下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。
本文中会以OTA INSTALL的流程为例具体分析，相关函数的调用过程如下图所示。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parsearg/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/hbootfirmware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firmwareimage 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MainSystem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。
3.4 OTA升级过程分析（install_package）
3.4.1 OTA升级包安装过程
安装升级包所调用的函数为install_package()，源码位于/bootable/recovery/install.cpp。该函数调用really_install_package(path,wipe_cache)，该函数的流程为：
根据源代码和上面的流程图总结有如下步骤：
①ensure_path_mount()：先判断所传的update.zip包路径所在的分区是否已经挂载。如果没有则先挂载。
②load_keys()：加载公钥源文件，路径位于/res/keys。这个文件在Recovery镜像的根文件系统中。
③verify_file()：对升级包update.zip包进行签名验证。
④mzOpenZipArchive()：打开升级包，并将相关的信息拷贝到一个临时的ZipArchinve变量中。这一步并未对我们的update.zip包解压。
⑤try_update_binary()：在这个函数中才是对我们的update.zip升级的地方。这个函数一开始先根据我们上一步获得的zip包信息，以及升级包的绝对路径将update_binary文件拷贝到内存文件系统的/tmp/update_binary中。以便后面使用。
⑥pipe()：创建管道，用于下面的子进程和父进程之间的通信。
⑦fork()：创建子进程。其中的子进程主要负责执行binary（execv(binary,args)，即执行我们的安装命令脚本），父进程负责接受子进程发送的命令去更新ui显示（显示当前的进度）。子父进程间通信依靠管道。
⑧其中，在创建子进程后，父进程有两个作用。一是通过管道接受子进程发送的命令来更新UI显示。二是等待子进程退出并返回INSTALLSUCCESS。其中子进程在解析执行安装脚本的同时所发送的命令有以下几种：
progress
set_progress
firmware<”hboot”|”radio”>
ui_print
execv(binary,args)的作用就是去执行binary程序，这个程序的实质就是去解析update.zip包中的updater-script脚本中的命令并执行。由此，Recovery服务就进入了实际安装update.zip包的过程。
上述的子进程所执行的程序binary实际上就是update.zip包中的update-binary。实际上Recovery服务在做这一部分工作的时候是先将包中update-binary拷贝到内存文件系统中的/tmp/update_binary，然后再执行的。升级包中update-binary的在升级包制作那一小节中已有说明。
通过install.c源码来分析下update-binary程序的执行过程：
①函数参数以及版本的检查：当前updater binary API所支持的版本号有1，2，3这三个。
②获取管道并打开：在执行此程序的过程中向该管道写入命令，用于通知其父进程根据命令去更新UI显示。
③读取updater-script脚本：从update.zip包中将updater-script脚本读到一块动态内存中，供后面执行。
④Configureedify’s functions：注册脚本中的语句处理函数，即识别脚本中命令的函数。主要有以下几类 RegisterBuiltins()：注册程序中控制流程的语句，如ifelse、assert、abort、stdout等。RegisterInstallFunctions()：实际安装过程中安装所需的功能函数，比如mount、format、set_progress、set_perm等等。RegisterDeviceExtensions()：与设备相关的额外添加項，在源码中并没有任何实现。 FinishRegistration()：结束注册。
⑤Parsethescript：调用yy*库函数解析脚本，并将解析后的内容存放到一个Expr类型的python类中。主要函数是yy_scan_string()和yyparse()。
⑥执行脚本：核心函数是Evaluate（），它会调用其他的callback函数，而这些callback函数又会去调用Evaluate去解析不同的脚本片段，从而实现一个简单的脚本解释器。
⑦错误信息提示：最后就是根据Evaluate（）执行后的返回值，给出一些打印信息。这一执行过程非常简单，最主要的函数就是Evaluate。它负责最终执行解析的脚本命令。而安装过程中的命令就是updater-script。
3.4.2 update-script脚本语法简介
常用修改权限的命令：
Set_perm 0 0 0600 ×××(只有所有者有读和写的权限)
Set_perm 0 0 0644 ×××(所有者有读和写的权限，组用户只有读的权限)
Set_perm 0 0 0700 ×××(只有所有者有读和写以及执行的权限)
Set_perm 0 0 0666 ×××(每个人都有读和写的权限)
Set_perm 0 0 0777 ×××(每个人都有读和写以及执行的权限)
1.copy_dir
语法：copy_dir
作 用：将
举例：copy_dir PACKAGE:system SYSTEM:（将升级包中的system文件夹复制到手机中）
2.format
语法：format
作用：格式化一个分区
举例：format SYSTEM:（将手机/system分区完全格式化）
注意：格式化之后的数据是不可以恢复的
3.delete
语法：delete
作用：删除文件1，2到n
举例：delete SYSTEM:app/Calculator.apk（删除手机systen文件夹中app中的Calculator.apk文件）
4.delete_recursive
语法：delete_recursive
作用：删除文件或者目录，删除目录时会将目录中的所有内容全部删除
举例：delete_recursive DATA:dalvik-cache（删除/data/dalvik-cache文件夹下的所有内容）
5.run_program
语法：run_program
作用：运行终端程序
举例：run_program PACKAGE:install_busybox.sh（执行升级包中的install_busybox.sh脚本）
6.set_perm
语法：set_perm
作用：设置单个文件或目录的所有者和权限，像linux中的chmod、chown或chgrp命令一样，只是集中在了一个命令当中
举 例：set_perm 0 2000 0550 SYSTEM:etc/init.goldfish.sh（设置手机system中的etc/init.goldfish.sh的用户为root，用户组为shell，所有者以及所属用户组成员可以进行读取和执行操作，其他用户无操作权限）
7.set_perm_recursive
语法：set_perm_recursive
作用：设置文件夹及文件夹中的文件的所有者和用户组
举 例：set_perm_recursive 0 0 0755 0644 SYSTEM:app（设置手机system/app文件夹及其中文件的用户为root，用户组为root，app文件夹权限为所有者可以进行读、写、执行操作，其他用户可以进行读取和执行操作，其中的文件的权限为所有者可以进行读写操作，其他用户可以进行读取操作）
8.show_progress
语法：show_progress
<表示一个小部分> <表示一个小部分的持续时间>
作用：为下面进行的程序操作显示进度条，进度条会根据
举例：show_progress 0.1 0（显示进度条当操作完成后前进10%）
9.symlink
语法：symlink
作 用：相当于linux中的ln命令，将
举例：symlink /system/bin/su SYSTEM:xbin/su（在手机中system中的xbin中建立一个/system/bin/su的快捷方式）
10.assert
语法：assert
作用：此命令用来判断表达式boolexpr的正确与否，当表达式错误时程序终止执行※此作用有待验证
11.package_extract_file/dir语法：package_extract_file(file/dir,file/dir)
作用：提取包中文件/路径
举例：package_extract_dir("system", "/system");
package_extract_file("system/bin/modelid_cfg.sh","/tmp/modelid_cfg.sh");
12.write_radio_image
语法：write_radio_image
作用：将基带部分的镜像写入手机，
举例：write_radio_imagePACKAGE:radio.img
13.write_hboot_image
语法：write_hboot_image
作用：将系统bootloader镜像写入手机，
举例：write_hboot_imagePACKAGE:hboot.img
14.write_raw_image语法：write_raw_image
作用：将boot.img写入手机，里面包含了内核和ram盘
举例：write_raw_image PACKAGE:boot.img BOOT:
15.函数名称: apply_patch
函数语法: apply_patch(srcfile, tgtfile, tgtsha1,tgtsize, sha1_1, patch_1, …, sha1_x, patch1_x)
参数详解:srcfile-------------------字符串，要打补丁的源文件(要读入的文件)
Tgtfile-------------------字符串，补丁文件要写入的目标文件
tgtsha1-----------------字符串，写入补丁文件的目标文件的sha1哈希值
sha1_x------------------字符串，要写入目标文件的补丁数据的sha1哈希值patch1_x----------------字符串，实际上应用到目标文件的补丁
作用解释: 这个函数是用来打补丁到文件。
16.函数名称: apply_patch_check
函数语法: apply_patch_check(file, sha1_1, …, sha1_x)
参数详解:file----------------------字符串，要检查的文件
sha1_x------------------要检查的哈希值
作用解释: 检查文件是否已经被打补丁，或者能不能被打补丁。需要检查“applypatch_check ”函数调用的源代码。
17.函数名称: apply_patch_space
函数语法: apply_patch_space(bytes)
参数详解:bytes-------------------检查的字节的数字
作用解释: 检查缓存来确定是否有足够的空间来写入补丁文件并返回一些数据。
18.函数名称: read_file
函数语法: read_file(filename)
参数详解: filename----------------字符串，要读取内容的文件名
作用解释: 这个函数返回文件的内容
19.函数名称: sha1_check
函数语法: sha1_check(data) 或 sha1_check(data, sha1_hex, …, sha1_hexN)
参数详解:data------要计算sha1哈希值的文件的内容-必须是只读文件格式；
sha1_hexN------文件数据要匹配的特定的十六进制sha1_hex哈希值字符串
作用解释: 如果只指定data参数，这个函数返回data参数的十六进制sha1_hex哈希值字符串。其他参数用来确认你检查的文件是不是列表中的哈希值的一个，它返回匹配的哈希值，或者在没有匹配任何哈希值时返回空。
3.4.3 update-script脚本执行流程
OTA升级包中有两个非常重要的脚本，分别是：
META-INF/com/google/android/updater-script
recovery/etc/install-recovery.sh
升级来源文件有如下三个：
boot.img
/system
recovery/recovery-from-boot.p
另一个很重要的文件是/etc/recovery.fstab，内容由EMMC分区方案确定。
-------- /etc/recovery.fstab -----------
/boot emmc /dev/block/mmcblk0p1
/sdcard vfat /dev/block/mmcblk0p4
/recovery emmc /dev/block/mmcblk0p2
/system ext4 /dev/block/mmcblk0p5
/cache ext4 /dev/block/mmcblk0p6
/data ext4 /dev/block/mmcblk0p7
/misc emmc /dev/block/mmcblk0p9
--------------------------------------------
otgpackage编译脚本会根据这个文件填充updater-script，后面可以看到。这个文件存在于recovery分区中，进入recovery模式后，可以访问到它。进入recovery模式的方式多种多样，但每种方式都需要bootloader的配合。进入recovery模式后会对升级包进行验证，过程不表，失败退出。进入recovery流程后，主要关心updater-script的工作。
首先是updater-script，代码中可以很容易分析出他的工作流程，如下：
---------updater-script ----------------
…. //省略若干
format("ext4","EMMC", "/dev/block/mmcblk0p5", "0");
mount("ext4","EMMC", "/dev/block/mmcblk0p5", "/system"); //挂载system分区。这里有"/dev/block/mmcblk0p5"和"/system"的对应关系，来源于前文提到的recovery.fstab。
package_extract_dir("recovery","/system");//将zip包中的recovery目录解压到系统/system目录，将来升级recovery分区时使用（install-recovery.sh，recovery-from-boot.p）
package_extract_dir("system","/system"); //将zip包中的system目录解压到系统/system目录，完成system分区的升级
…… //省略若干
symlink("mksh","/system/bin/sh");
symlink("toolbox","/system/bin/cat", ….); //创建软链接，省略若干
retouch_binaries("/system/lib/libbluedroid.so",…..); //各种动态库，省略若干
set_perm_recursive(0,0, 0755, 0644, "/system");
…… //修改权限，省略若干
show_progress(0.200000,0); //显示升级进度
…… //修改权限，省略若干
package_extract_file("boot.img","/dev/block/mmcblk0p1"); //将boot.img解压到相应block设备，完成boot分区的升级。boot分区包含了kernel + ramdisk
show_progress(0.100000,0);
unmount("/system"); //卸载system分区
---------------------------------------------
system分区和boot升级完成，接下来重启，进入正常系统。正常启动的系统init.rc中定义了一个用于烧写recovery分区的服务，也就是执行install-recovery.sh，每次启动都要执行一次。
----- /init.rc------
…
service flash_recovery /system/etc/install-recovery.sh
class main
oneshot
…
--------------------
install-recovery.sh是recovery模式中updater-script解压出来的，内容如下：
-------/system/etc/install-recovery.sh ----
#!/system/bin/sh
log -t recovery "Before sha1….Simba…."
if ! applypatch-c EMMC:/dev/block/mmcblk0p2:4642816:c125924fef5a1351c9041ac9e1d6fd1f9738ff77;then
log -t recovery "Installing new recoveryimage__From Simba…"
applypatchEMMC:/dev/block/mmcblk0p1:3870720:aee24fadd281e9e2bd4883ee9962a86fc345dcabEMMC:/dev/block/mmcblk0p2 c125924fef5a1351c9041ac9e1d6fd1f9738ff77 4642816aee24fadd281e9e2bd4883ee9962a86fc345dcab:/system/recovery-from-boot.p
else
log -t recovery "Recovery image alreadyinstalled__From Simba…"
fi
-------------------------------------------
执行 make otapackage命令时，编译脚本比较boot.img和recovery.img得出patch文件recovery-from-boot.p。recovery-from-boot.p也是在recovery模式中updater-script解压到system目录的。install-recovery.sh脚本就是使用这个patch加上boot分区，更新recovery分区。应用patch前，install-recovery.sh会计算当前recovery分区的sha1。若计算结果与脚本中记录的相同（c125924fef5a1351c9041ac9e1d6fd1f9738ff77），说明已经更新过了，不再操作。这样就完成了/system目录，boot分区(kernel + ramdisk)，recovery分区(kernel +ramdisk-recovery)的升级。
以上是标准的Android升级流程，我们自己添加的分区可以参考以上几种方式实现。自定义的分区采用何种升级方式需要细细考量，关系到升级包的内容结构和签名过程。
4、总结
本文档参考了CSDN上和参考文献中关于Recovery模式及OTA升级的博客和文档，按照自己的理解思路重新梳理，可能会有很多理解的偏差，欢迎大家批评指正。基本的思路就是从OTA包的制作到下载后点击升级如何进入Recovery模式以及在Recovery模式下是怎样实现OTA包的安装升级的。
5、OTA升级常见问题
问题现象：在进行 OTA 升级测试时，下载成功了升级包，在点击立即更新后，手机一直处于提示“正在更新中”，没能重启进行升级。
问题分析：经过分析发现，因为OTA 应用不具备系统权限。导致其无法在目录/cache/recovery 中创建command 文件并在该文件中写入命令，从而导致 OTA 应用无法通过这种预定的方式重启机器并进入recovery 模式，无法实现正常 OTA 升级。
解决方案：通过在 init.rc 文件中增加 mkdircache/recovery 命令，使该目录默认具备写权限，确保 OTA应用可以正常进行系统升级。
问题现象： 下载完升级包后，进入 recovery 模式进行升级时， 系统提示升级失败，手机无法成功升级。
问题分析：通过分析日志，升级失败系在对系统文件进行校验时无法通过校验。跟踪编译流程，发现生成的版本文件和用于生成 OTA 升级包的目录文件不一致。根本原因是在生成版本文件后的编译目标文件的过程中，许多模块重新进行了编译。从而导致版本文件和目标文件中存在有着差异的文件。从而导致升级因校验失败而无法正常升级。
解决方案：针对这种情况，在编译完目标文件后重新打包生成版本文件，就可以解决两者不一致的问题。
问题现象：差分包签名校验失败，报错提示：signature verification failed，Installation aborted。
解决方案：（有三种情况）：
1. 差分包签名和版本中签名不一致。开发流版本使用 google 原生签名，故差分包也必须使用
google 原生签名。集成流和发布流版本使用公司签名，故差分包也必须使用公司签名。
2. 差分包导入到 sd卡时，有时会出现导入失败，原因是从命令提示符中看到已经导入成功，实际上差分包的部分数据还在缓存中，没有完全导入 SD卡，所以会出现 SD卡的数据不完整而校验失败，解决方法：将升级包(update.zip包)导入 SD卡后，需要执行 adb shell sync。
3. 在制作差分包过程中，差分包的压缩文件损坏，CRC 校验失败。验证方法：将差分包解压，此时会提示解压失败，正常的差分包应该是能正常解压的。
问题现象：升级过程中失败，报错提示：assert failed: getprop("ro.product.device")
问题分析：由于升级过程中需要校验ro.product.device，若新版本中修改了该属性值，则使用前向版本升级时，由于 ro.product.device 不一致，则将会导致升级认为机器手机类型不同而升级失败。
解决方案：将assert(getprop("ro.product.device")的脚本语句屏蔽。
问题现象：版本号不对应，报错提示：assertfailed: file_getprop("/system/build.prop", "ro.build.fingerprint")
问题分析：由于差分包是基于前后两个版本进行差分后升级，若使用的源版本不对应，便会导致差分包不匹配而升级失败。
解决方案： 进入系统设置，查看手机版本是否与差分包的ro.build.fingerprint 对应，重新使用正确的版本进行升级。
问题现象：版本的文件被手动修改，报错提示：script aborted: assert failed: apply_patch_check
问题分析： 可能开发人员或中试人员对源版本获取了root 权限，对手机中的文件进行了修改，而升级中刚好会升级这些文件，便会出现升级被改动文件失败的情况。
解决方案： 获取手机版本中 system 目录所有文件和用于制作差分包的源版本包中的文件进行比对，找出该文件为何被修改的原因。如果是版本集成问题，需要重新编译版本。
问题现象：cache 分区空间不足，报错提示：scriptaborted: assert failed: apply_patch_space
问题分析：由于差分包升级过程中是需要将需差分包的文件放置在 cache分区下，若需差分的最大文件容量大于 cache 分区的最大容量，则会导致无法放置而升级失败。
解决方案：查看差分包中updater-script 脚本中的以下语句：assert(apply_patch_space(number))，通过计算 cache 分区容量
问题现象：内核升级失败，报错提示：scriptaborted: assert failed: apply_patch("EMMC:…
问题分析：多种情况下都可能导致内核升级失败：
1. 由于版本中若修改了内核的起始地址，将会导致制作出来的差分包在校验内核时 sha 校验失败。
2. 在制作差分包时，若需要升级modem 文件，其正确顺序为先做 AP 侧的差分包和整包，然后把要升级的 MP 侧文件放进去，再签名。若顺序反了：如先放置 MP 侧文件，再制作 AP 侧的差分包和整包，这种也会导致升级内核失败。
解决方案：对于第一种情况，则对内核不能使用差分的形式，而要使用整体的形式进行升级，即将对内核的 apply_patch 语句去除，而使用以下方法。emmc 文件系统：package_extract_file("boot.img","/dev/block/mmcblk0p8")或 MTD 文件系统：assert(package_extract_file("boot.img","/tmp/boot.img"),write_raw_image("/tmp/boot.img","boot"),delete("/tmp/boot.img"));
问题现象：升级 boot.img 时，拔电池重启后，会一直进入 recovery 模式，并且不能正常升级。
问题分析：由于差分包升级过程中是需要校验的，恢复到一半的时候断电，会导致差分包与源文件对不上号而导致升级失败。
解决方案：升级中提示用户不能拔电池，或者使用整包升级而不是差分升级包。
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