Android4.4.2恢复出厂设置(三)

作者: 发条蛙 | 来源:发表于2017-11-15 14:46 被阅读0次

根据前文所述，恢复出厂设置在Settings界面点击后，最终可以视为是通过如下两条命令来执行的最终操作：

adb shell 'echo "--wipe_data\n--locale=en_US" > /cache/recovery/command'
adb shell setprop sys.powerctl reboot,recovery

接下来就从这两条命令开始描述。

属性处理

上边设置的属性实际上是在/init.rc中进行触发的：

on property:sys.powerctl=*
    powerctl ${sys.powerctl}

在源码中对应的文件为device/rockchip/rksdk/recovery/etc/init.rc。可以看到，该属性设置后，就相当于调用了命令powerctl ${sys.powerctl}，对应于参数reboot,recovery，则最终命令为powerctl reboot,recover。

处理流程

底层处理流程

do_powerctl

这里不再描述Android的系统属性处理流程，直接从处理代码开始。可以看到，命令行powerctl reboot,recover对应的处理函数位于文件system/core/init/builtins.c，对应的函数为do_powerctl：

int do_powerctl(int nargs, char **args)
{
    char command[PROP_VALUE_MAX];
    int res;
    int len = 0;
    int cmd = 0;
    char *reboot_target;

    res = expand_props(command, args[1], sizeof(command));
    if (res) {
        ERROR("powerctl: cannot expand '%s'\n", args[1]);
        return -EINVAL;
    }   

    if (strncmp(command, "shutdown", 8) == 0) {
        cmd = ANDROID_RB_POWEROFF;
        len = 8;
    } else if (strncmp(command, "reboot", 6) == 0) {
        cmd = ANDROID_RB_RESTART2;
        len = 6;
    } else {
        ERROR("powerctl: unrecognized command '%s'\n", command);
        return -EINVAL;
    }   

    if (command[len] == ',') {
        reboot_target = &command[len + 1]; 
    } else if (command[len] == '\0') {
        reboot_target = ""; 
    } else {
        ERROR("powerctl: unrecognized reboot target '%s'\n", &command[len]);
        return -EINVAL;
    }   

    return android_reboot(cmd, 0, reboot_target);
}

这段代码的核心思想就是对传入的命令行参数进行拆分处理，根据前边描述的命令行，则最终调用到的函数为android_reboot(ANDROID_RB_RESTART2, 0, "recovery")。

android_reboot

函数android_reboot实现在文件system/core/libcutils/android_reboot.c中：

int android_reboot(int cmd, int flags, char *arg)
{
    int ret;

    sync();
    remount_ro();

    switch (cmd) {
        case ANDROID_RB_RESTART:
            ret = reboot(RB_AUTOBOOT);
            break;

        case ANDROID_RB_POWEROFF:
            ret = reboot(RB_POWER_OFF);
            break;

        case ANDROID_RB_RESTART2:
            ret = __reboot(LINUX_REBOOT_MAGIC1, LINUX_REBOOT_MAGIC2,
                           LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2, arg);
            break;

        default:
            ret = -1; 
    }   

    return ret;
}

根据传入的参数，这里直接调用到函数__reboot(LINUX_REBOOT_MAGIC1, LINUX_REBOOT_MAGIC2, LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2, "recovery")。

__reboot

函数__reboot定义在文件bionic/libc/include/sys/reboot.h内：

extern int __reboot(int, int, int, void *);

具体实现实现在文件bionic/libc/arch-arm/syscalls/__reboot.S中：

ENTRY(__reboot)
    mov     ip, r7
    ldr     r7, =__NR_reboot
    swi     #0
    mov     r7, ip
    cmn     r0, #(MAX_ERRNO + 1)
    bxls    lr
    neg     r0, r0
    b       __set_errno
END(__reboot)

根据定义在文件kernel/include/uapi/asm-generic/unistd.h中的如下内容可知：

#define __NR_reboot 142
__SYSCALL(__NR_reboot, sys_reboot)

这里对__NR_reboot的调用，事实上是在调用文件kernel/kernel/sys.c中的函数sys_reboot()。

sys_reboot

考虑到函数sys_reboot定义在文件include/linux/syscalls.h：

asmlinkage long sys_reboot(int magic1, int magic2, unsigned int cmd, void __user * arg);

则最终的调用为sys_reboot(LINUX_REBOOT_MAGIC1, LINUX_REBOOT_MAGIC2, LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2, "recovery")，又根据前文可知，该函数实现在文件kernel/kernel/sys.c中：

SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd, 
        void __user *, arg) 
{
    struct pid_namespace *pid_ns = task_active_pid_ns(current);
    char buffer[256];
    int ret = 0; 

    /* We only trust the superuser with rebooting the system. */
    if (!ns_capable(pid_ns->user_ns, CAP_SYS_BOOT))
        return -EPERM;

    /* For safety, we require "magic" arguments. */
    if (magic1 != LINUX_REBOOT_MAGIC1 ||
        (magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2 &&
                    magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2A &&
            magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2B &&
                    magic2 != LINUX_REBOOT_MAGIC2C))
        return -EINVAL;

    /*   
     * If pid namespaces are enabled and the current task is in a child
     * pid_namespace, the command is handled by reboot_pid_ns() which will
     * call do_exit().
     */
    ret = reboot_pid_ns(pid_ns, cmd);
    if (ret)
        return ret; 

    /* Instead of trying to make the power_off code look like
     * halt when pm_power_off is not set do it the easy way.
     */
    if ((cmd == LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF) && !pm_power_off)
        cmd = LINUX_REBOOT_CMD_HALT;

    mutex_lock(&reboot_mutex);
    switch (cmd) {
    case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
        kernel_restart(NULL);
        break;

    case LINUX_REBOOT_CMD_CAD_ON:
        C_A_D = 1; 
        break;

    case LINUX_REBOOT_CMD_CAD_OFF:
        C_A_D = 0;
        break;

    case LINUX_REBOOT_CMD_HALT:
        kernel_halt();
        do_exit(0);
        panic("cannot halt");

    case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:
        kernel_power_off();
        do_exit(0);
        break;

    case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2:
        if (strncpy_from_user(&buffer[0], arg, sizeof(buffer) - 1) < 0) {
            ret = -EFAULT;
            break;
        }
        buffer[sizeof(buffer) - 1] = '\0';

        kernel_restart(buffer);
        break;

#ifdef CONFIG_KEXEC
    case LINUX_REBOOT_CMD_KEXEC:
        ret = kernel_kexec();
        break;
#endif

#ifdef CONFIG_HIBERNATION
    case LINUX_REBOOT_CMD_SW_SUSPEND:
        ret = hibernate();
        break;
#endif

    default:
        ret = -EINVAL;
        break;
    }
    mutex_unlock(&reboot_mutex);
    return ret;
}

这里的主要操作如下：

因为只有超级用户有权限执行重启操作，因此首先判断的是进程的所有者是否为超级用户，是超级用户则执行重启操作，否则不作为而直接退出；
当然因为重启操作是个大工程，因此还要校验魔数，不符的话，还是不能执行重启操作；
检查是否由该接口处理重启操作；
根据输入命令判断具体执行的操作，当在recovery模式时，最终调用的函数为kernel_restart('recovery');

kernel_restart

函数kernel_restart实现在文件kernel/kernel/sys.c中：

void kernel_restart(char *cmd)
{
    kernel_restart_prepare(cmd);
    migrate_to_reboot_cpu();
    syscore_shutdown();
    if (!cmd)
        printk(KERN_EMERG "Restarting system.\n");
    else 
        printk(KERN_EMERG "Restarting system with command '%s'.\n", cmd);
    kmsg_dump(KMSG_DUMP_RESTART);
    machine_restart(cmd);
}

这里不再向下描述，而只在当前层做个简单描述，这里做了如下几件事：

调用kernel_restart_prepare完成如下任务：
1. 调用blocking_notifier_call_chain接口向关心reboot事件的进程，发送SYS_RESTART事件，包括其中的参数recovery；
2. 将系统状态设置为SYSTEM_RESTART；
3. 调用usermodehelper_disable接口，禁止User mode helper；
4. 调用device_shutdown，关闭所有设备；
调用migrate_to_reboot_cpu将当前进程移植到一个CPU上，在多CPU存在的情况下，无论哪个CPU触发了当前的系统调用，代码都可以运行在任意的CPU上，这个接口将代码分派到一个特定的CPU上，也就是说，这个接口被执行后，只有一个CPU在运行，泳衣完成后续的reboot动作；
调用syscore_shutdown关闭系统核心器件；
然后调用printk打印日志；
最后调用到machine_restart执行重启操作；

machine_restart

machine_restart实现在文件kernel/arch/arm/kernel/process.c中：

void machine_restart(char *cmd)
{
    local_irq_disable();
    smp_send_stop();

    /* Flush the console to make sure all the relevant messages make it
     * out to the console drivers */
    arm_machine_flush_console();

    arm_pm_restart(reboot_mode, cmd);

    /* Give a grace period for failure to restart of 1s */
    mdelay(1000);

    /* Whoops - the platform was unable to reboot. Tell the user! */
    printk("Reboot failed -- System halted\n");
    local_irq_disable();
    while (1);
}

对于多CPU的机器而言，在重启之前需要保证其他的CPU都处于非活动状态，由其中的一个CPU来负责重启动作即可。另外必须实现一个基于硬件的重启操作，以保证所有的CPU同步重启。该函数中具体执行了如下这些任务:

调用local_irq_disable屏蔽当前CPU上的所有中断，通过操作arm核心中的寄存器来屏蔽到达CPU上的中断，此时中断控制器上所有送往该CPU的中断信号都将被忽略；
调用smp_send_stop确保其他CPU处于非活动状态；
调用arm_machine_flush_console将相关信息输出到终端设备；
调用arm_pm_restart执行重启操作；
调用mdelay等待一段时间以进行优雅的重启；
调用printk重启失败则输出信息；
调用local_irq_disable屏蔽当前CPU上的所有中断；
调用while(1)重启失败，就死在这里咯；

rk3288_restart

根据上边的描述，真正的重启是在函数arm_pm_restart中进行的，而该函数实际上是个函数指针，在系统初始化时赋值的，其对应的函数为rk3288_restart，在文件kernel/arch/arm/mach-rockchip/rk3288.c中实现：

static void rk3288_restart(char mode, const char *cmd)
{
    u32 boot_flag, boot_mode;

    rockchip_restart_get_boot_mode(cmd, &boot_flag, &boot_mode);

    writel_relaxed(boot_flag, RK_PMU_VIRT + RK3288_PMU_SYS_REG0);   // for loader
    writel_relaxed(boot_mode, RK_PMU_VIRT + RK3288_PMU_SYS_REG1);   // for linux
    dsb();

    /* pll enter slow mode */
    writel_relaxed(0xf3030000, RK_CRU_VIRT + RK3288_CRU_MODE_CON);
    dsb();
    writel_relaxed(0xeca8, RK_CRU_VIRT + RK3288_CRU_GLB_SRST_SND_VALUE);
    dsb();
}

首先调用rockchip_restart_get_boot_mode，根据输入的recovery设置boot_flag的值为SYS_LOADER_REBOOT_FLAG + BOOT_FASTBOOT，boot_mode的值为BOOT_MODE_REBOOT；再调用writel_relaxed将boot_flag写入地址RK3288_PMU_SYS_REG0，将boot_mode写入地址RK3288_PMU_SYS_REG1;

到此就完成了重启的上半部分，也就是关机操作的内容，接下来就是系统启动了。

Android4.4.2恢复出厂设置(三)

属性处理

处理流程

do_powerctl

android_reboot

__reboot

sys_reboot

kernel_restart

machine_restart

rk3288_restart

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