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Android 系统源码 Bootable Recovery 目录下 Updater 技术架构详解

article 2024/12/24 17:24:14

Android 系统源码 Bootable Recovery 目录下 Updater 技术架构详解

引言

Android 系统的可启动恢复模式（Bootable Recovery）是 Android 设备在系统出现问题时的一个重要恢复机制。它允许用户在设备无法正常启动时，通过特定的按键组合进入恢复模式，进行系统修复、数据备份、恢复出厂设置等操作。在 Android 源码的 bootable/recovery 目录下，updater 子目录负责固件更新与安装的核心功能。本文将深入探讨 updater 的技术架构，包括其设计原理、代码结构、关键模块以及实现细节。

1. 概述

1.1 什么是 Recovery 模式？

Recovery 模式是 Android 系统中的一个独立环境，它可以在设备无法正常启动时，提供一系列的恢复操作。Recovery 模式通常通过按键组合（如电源键 + 音量键）进入，用户可以在该模式下进行以下操作：

安装系统更新（OTA 更新）
恢复出厂设置
擦除缓存分区
备份和恢复数据

1.2 Updater 的作用

在 Recovery 模式中，updater 是负责处理固件更新与安装的核心组件。它通过解析更新包（OTA 包），执行分区擦除、文件写入、脚本执行等操作，最终完成系统的更新。updater 的核心功能包括：

解析 OTA 包
执行更新脚本
处理分区操作
验证更新结果

2. 技术架构

2.1 代码结构

bootable/recovery 目录下的 updater 子目录包含了固件更新与安装的核心代码。其主要文件和目录结构如下：

bootable/recovery/updater/
├── Android.bp
├── etc/
│   └── update-binary
├── include/
│   ├── edify/
│   │   └── expr.h
│   └── updater/
│       └── updater.h
├── src/
│   ├── edify/
│   │   ├── expr.cpp
│   │   └── parser.cpp
│   ├── updater/
│   │   ├── blockimg.cpp
│   │   ├── blockimg.h
│   │   ├── install.cpp
│   │   ├── updater.cpp
│   │   └── updater.h
│   └── main.cpp
└── test/
    ├── Android.bp
    └── updater_test.cpp

2.2 关键模块

updater 的核心功能由多个模块协同完成，主要包括：

Edify 脚本解析器：负责解析和执行更新脚本。
Block Image 操作模块：处理分区擦除、文件写入等底层操作。
Updater 主程序：负责协调各个模块，执行更新流程。

2.3 设计原理

updater 的设计遵循模块化原则，各个模块之间通过接口进行交互，确保代码的可维护性和可扩展性。其核心设计原理包括：

脚本驱动：更新操作由脚本驱动，updater 负责解析和执行脚本中的命令。
底层操作抽象：通过抽象接口封装底层操作，如分区操作、文件写入等，确保代码的可移植性。
错误处理与恢复：在更新过程中，updater 会进行错误检测和恢复，确保更新操作的可靠性。

3. Edify 脚本解析器

3.1 Edify 语言简介

Edify 是一种专门为 Android 系统更新设计的脚本语言。它类似于一种简单的编程语言，支持变量、函数调用、条件判断、循环等基本语法。Edify 脚本通常包含一系列的命令，用于执行具体的更新操作。

3.2 脚本解析与执行

updater 中的 edify 模块负责解析和执行 Edify 脚本。其核心功能包括：

语法解析：将 Edify 脚本解析为抽象语法树（AST）。
命令执行：遍历 AST，执行脚本中的命令。

3.2.1 语法解析

Edify 脚本的语法解析由 parser.cpp 文件中的 ParseScript 函数完成。该函数通过递归下降解析器（Recursive Descent Parser）将脚本解析为 AST。

Expr* ParseScript(const std::string& script) {
   
    // 初始化解析器状态
    ParserState state(script);

    // 解析脚本
    Expr* root = ParseTopLevel(&state);

    // 返回解析结果
    return root;
}

3.2.2 命令执行

解析完成后，updater 会遍历 AST，执行脚本中的命令。每个命令对应一个函数调用，updater 通过注册的函数表（Function Table）查找并调用相应的函数。

bool ExecuteScript(Expr* script) {
   
    // 遍历 AST
    for (Expr* expr : script->children) {
   
        // 查找并调用函数
        Function* func = FindFunction(expr->name);
        if (func != nullptr) {
   
            func