开机黑屏几秒后再进入 setup

  Android N运行于一个安全的模式，也就是Dierect Boot模式(具体可参照) 
  当手机开机，首先进入一个Dierect Boot的模式，
  1、在这个模式下只可以访问device-encrypted store下的数据， 无法访问credential-encrypted store下的数据。当用户解锁后就都可以访问了。 
  2、一般情况下，应用是无法在Direct Boot模式下运行的 
 
  3、如果需要某个app能够在Direct Boot模式下运行，需要注册相关APP的组件。
  应用组件申请在Direct Boot模式下运行：在AndroidManinfest.xml中设置 android:directBootAware="true"。（可参照gms包里的开机向导）

  首次开机进入开机向导前出现黑屏的原因是：
     开机向导没有设置过android:directBootAware="true"属性，因此它必须要等动画结束，ACTION_USER_UNLOCKED发送后，fallbackhome才能退出并加载启动开机向导，这样就会引起黑屏现象
     在开机向导的      可以参考gms包里开机向导，有多个activity设置了directBootAware属性

 

https://blog.csdn.net/fu_kevin0606/article/details/65437594 这篇文档

以下为转载内容

DirectBoot功能介绍

DirectBoot功能介绍

当手机已经通电开机但是用户并有解锁锁屏的时候，Android N运行于一个安全的模式，也就是Dierect Boot模式。

为了支持Dierect Boot模式，系统提供了两个存储数据的地方：
1.Credential encrypted storage，默认存储数据的地方，仅在用户解锁手机后可用。
2.Device encrypted storage，主要对应的就是Direct Boot使用的存储空间。在Direct Boot模式下和用户解锁手机后都可以使用的存储空间。

系统把部分系统数据和已经注册了相关权限的Apps的数据保存在device-encrypted store 。其他的数据默认保存到credential-encrypted store。
当手机开机，首先进入一个Dierect Boot的模式，在这个模式下只可以访问device-encrypted store下的数据，无法访问credential-encrypted store下的数据。当用户解锁后就都可以访问了。

一般情况下，应用是无法在Direct Boot模式下运行的
如果需要某个app能够在Direct Boot模式下运行，需要注册相关APP的组件。通常需要在这个模式下运行的app：
1.计划通知的应用，例如Clock
2.重要的用户通知的应用，例如sms
3.提供无障碍服务的应用，例如Talkback

应用组件申请在Direct Boot模式下运行：在AndroidManinfest.xml中设置 android:directBootAware="true"。

应用访问device encrypted storage：
创建Context.createDeviceEncryptedStorageContext().然后通过这个Context来使用device encrypted storage 的存储空间。 

 

Context directBootContext = Context.createDeviceEncryptedStorageContext();

// Access appDataFilename that lives in device encrypted storage

FileInputStream inStream = directBootContext.openFileInput(appDataFilename);

// Use inStream to read content...

应用获取解锁的通知：
监听广播ACTION_USER_UNLOCKED 。
或者接收ACTION_BOOT_COMPLETED ，这个广播的意思是手机开机并且用户解锁。
也可调用UserManager.isUserUnlocked()方法来查询。
应用迁移已经存在的数据：
Context.migrateSharedPreferencesFrom() 
Context.migrateDatabaseFrom()
两种方法在credential encrypted storage 和device encrypted storage存储空间之间去迁移preference 和database的数据.

 

启动FallbackHome流程

在分析7.0过程中发现在启动Launcher之前会先启动一个FallbackHome，之后才会启动Launcher，通过调查发现FallbackHome属于Settings中的一个activity，Settings的android:directBootAware为true，并且FallbackHome在category中配置了Home属性，而Launcher的android:directBootAware为false，所有只有FallbackHome可以在direct boot模式下启动。

 

所以在ActivityManagerService启动Home界面时，从PackageManagerService中获取到的Home界面就是FallbackHome

 

Intent getHomeIntent() {

Intent intent = new Intent(mTopAction, mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);

intent.setComponent(mTopComponent);

intent.addFlags(Intent.FLAG_DEBUG_TRIAGED_MISSING);

if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {

intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);

}

return intent;

}


boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {

if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL

&& mTopAction == null) {

// We are running in factory test mode, but unable to find

// the factory test app, so just sit around displaying the

// error message and don't try to start anything.

return false;

}

Intent intent = getHomeIntent();

ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId); //获取Home activity信息

if (aInfo != null) {

intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));

// Don't do this if the home app is currently being

// instrumented.

aInfo = new ActivityInfo(aInfo);

aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);

ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,

aInfo.applicationInfo.uid, true);

if (app == null || app.instrumentationClass == null) {

intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);

mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, reason); //启动FallbackHome

}

} else {

Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());

}


return true;

}

接着就会将FallbackHome启动起来，其实这个activity的代码非常简单不到100行，是个透明的activity，创建FallbackHome时注册ACTION_USER_UNLOCKED广播，然后进行判断用户是否都已经解锁，如果没有就结束执行。之后就会等待接收ACTION_USER_UNLOCKED广播，继续判断用户是否已经解锁，如果此时已经解锁，就找Home界面，如果没有找到就发延迟消息500ms再找一次，如果找到Launcher就会将FallbackHome finish掉。

 

下面就要看具体什么时候发送ACTION_USER_UNLOCKED广播了。

代码位置packages/apps/Settings/src/com/android/settings/FallbackHome.java

* Copyright (C) 2015 The Android Open Source Project


package com.android.settings;


import android.app.Activity;


public class FallbackHome extends Activity {

private static final String TAG = "FallbackHome";


@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);


// Set ourselves totally black before the device is provisioned so that

// we don't flash the wallpaper before SUW

if (Settings.Global.getInt(getContentResolver(),

Settings.Global.DEVICE_PROVISIONED, 0) == 0) {

setTheme(android.R.style.Theme_Black_NoTitleBar_Fullscreen);

}


registerReceiver(mReceiver, new IntentFilter(Intent.ACTION_USER_UNLOCKED));

maybeFinish();

}


@Override

protected void onDestroy() {

super.onDestroy();

unregisterReceiver(mReceiver);

}


private BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {

@Override

public void onReceive(Context context, Intent intent) {

maybeFinish();

}

};


private void maybeFinish() {

if (getSystemService(UserManager.class).isUserUnlocked()) {

final Intent homeIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN)

.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);

final ResolveInfo homeInfo = getPackageManager().resolveActivity(homeIntent, 0);

if (Objects.equals(getPackageName(), homeInfo.activityInfo.packageName)) {

Log.d(TAG, "User unlocked but no home; let's hope someone enables one soon?");

mHandler.sendEmptyMessageDelayed(0, 500);

} else {

Log.d(TAG, "User unlocked and real home found; let's go!");

finish();

}

}

}


private Handler mHandler = new Handler() {

@Override

public void handleMessage(Message msg) {

maybeFinish();

}

};

}

发送ACTION_USER_UNLOCKED广播
在开机将近尾声时WindowManagerService会调用enableScreenIfNeededLocked函数来判断是否将Screen enable。通过Handler发送ENABLE_SCREEN消息到主线程

 

void enableScreenIfNeededLocked() {


if (mDisplayEnabled) {

return;

}

if (!mSystemBooted && !mShowingBootMessages) {

return;

}


mH.sendEmptyMessage(H.ENABLE_SCREEN);

}

在mH的handleMessage中处理消息ENABLE_SCREEN，调用函数performEnableScreen来处理。

 

final class H extends Handler {

........

public static final int ENABLE_SCREEN = 16;

........

@Override

public void handleMessage(Message msg) {


case ENABLE_SCREEN: {

performEnableScreen();

break;

}

........

}

在performEnableScreen函数中判断是否要enable Screen的两个主要因素有两个：
1.checkWaitingForWindowsLocked所有Windows是否绘制完成
2.checkBootAnimationCompleteLocked开机动画时候完成
如果都完成了会通知AMS开机动画完成了，并且要enable Screen了。

 

public void performEnableScreen() {

synchronized(mWindowMap) {

if (mDisplayEnabled) { //如果设备已经enabled，返回

return;

}

if (!mSystemBooted && !mShowingBootMessages) { //如果不是系统启动，并且没有启动信息，返回

return;

}


// Don't enable the screen until all existing windows have been drawn.

if (!mForceDisplayEnabled && checkWaitingForWindowsLocked()) { //如果不是强制设备enable，并且Windows还没有绘制完成，返回

return;

}


...........


if (!mForceDisplayEnabled && !checkBootAnimationCompleteLocked()) { //如果不是强制设备enable，并且开机动画还没有结束，返回

return;

}


EventLog.writeEvent(EventLogTags.WM_BOOT_ANIMATION_DONE, SystemClock.uptimeMillis());

mDisplayEnabled = true;

if (DEBUG_SCREEN_ON || DEBUG_BOOT) Slog.i(TAG_WM, "******************** ENABLING SCREEN!");


// Enable input dispatch.

mInputMonitor.setEventDispatchingLw(mEventDispatchingEnabled);

}


try {

mActivityManager.bootAnimationComplete(); //通知ActivityManagerService开机动画完成

} catch (RemoteException e) {

}


mPolicy.enableScreenAfterBoot(); //通知ActivityManagerService Screen可以enable


// Make sure the last requested orientation has been applied.

updateRotationUnchecked(false, false);

}

检查Windows是否绘制完成主要是检查是否有启动message，是否有Wallpaper，Wallpaper是否可用，是否有Keyguard进行判断。

private boolean checkWaitingForWindowsLocked() {


boolean haveBootMsg = false; //是否有启动message

boolean haveApp = false; //是否有APP

// if the wallpaper service is disabled on the device, we're never going to have

// wallpaper, don't bother waiting for it

boolean haveWallpaper = false; //是否有Wallpaper

boolean wallpaperEnabled = mContext.getResources().getBoolean(

com.android.internal.R.bool.config_enableWallpaperService)

&& !mOnlyCore; //Wallpaper是否可用

boolean haveKeyguard = true; //是否有Keyguard

// TODO(multidisplay): Expand to all displays?

final WindowList windows = getDefaultWindowListLocked(); //获取所有的Windows

final int N = windows.size();

for (int i=0; i

检查开机动画是否完成，主要就是判断开机动画服务是否在运行，如果仍然在运行，就会发送一个200ms的延迟消息CHECK_IF_BOOT_ANIMATION_FINISHED，每200ms都再检查一次

private boolean checkBootAnimationCompleteLocked() {

if (SystemService.isRunning(BOOT_ANIMATION_SERVICE)) {

mH.removeMessages(H.CHECK_IF_BOOT_ANIMATION_FINISHED);

mH.sendEmptyMessageDelayed(H.CHECK_IF_BOOT_ANIMATION_FINISHED,

BOOT_ANIMATION_POLL_INTERVAL);

if (DEBUG_BOOT) Slog.i(TAG_WM, "checkBootAnimationComplete: Waiting for anim complete");

return false;

}

if (DEBUG_BOOT) Slog.i(TAG_WM, "checkBootAnimationComplete: Animation complete!");

return true;

}

在处理CHECK_IF_BOOT_ANIMATION_FINISHED消息时，会再次判断开机动画是否完成，如果完成了就会调用performEnableScreen往下面执行，否则的还是每隔200ms发一次消息检查开机动画是否完成。

case CHECK_IF_BOOT_ANIMATION_FINISHED: {

final boolean bootAnimationComplete;

synchronized (mWindowMap) {

if (DEBUG_BOOT) Slog.i(TAG_WM, "CHECK_IF_BOOT_ANIMATION_FINISHED:");

bootAnimationComplete = checkBootAnimationCompleteLocked();

}

if (bootAnimationComplete) {

performEnableScreen();

}

}

当开机动画完成后就会调用AMS的bootAnimationComplete函数。

@Override

public void bootAnimationComplete() {

final boolean callFinishBooting;

synchronized (this) {

callFinishBooting = mCallFinishBooting;

mBootAnimationComplete = true; //设置mBootAnimationComplete为true

}

if (callFinishBooting) {

Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "FinishBooting");

finishBooting(); //调用finishBooting

Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);

}

}

在finishBooting中通过mUserController调用sendBootCompletedLocked函数

final void finishBooting() {

synchronized (this) {

if (!mBootAnimationComplete) {

mCallFinishBooting = true;

return;

}

mCallFinishBooting = false;

}

................

// Let system services know.

mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_BOOT_COMPLETED);

...............

mUserController.sendBootCompletedLocked(

new IIntentReceiver.Stub() {

@Override

public void performReceive(Intent intent, int resultCode,

String data, Bundle extras, boolean ordered,

boolean sticky, int sendingUser) {

synchronized (ActivityManagerService.this) {

requestPssAllProcsLocked(SystemClock.uptimeMillis(),

true, false);

}

}

});

UserController.java代码位置frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/
具体流程图如下：

经过一系列的代码跳转，最终调用UserController的finishUserUnlocked函数来发送ACTION_USER_UNLOCKED广播。

 

void finishUserUnlocked(final UserState uss) {

.................

final Intent unlockedIntent = new Intent(Intent.ACTION_USER_UNLOCKED);

unlockedIntent.putExtra(Intent.EXTRA_USER_HANDLE, userId);

unlockedIntent.addFlags(

Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);

mService.broadcastIntentLocked(null, null, unlockedIntent, null, null, 0, null,

null, null, AppOpsManager.OP_NONE, null, false, false, MY_PID, SYSTEM_UID,

userId);

.................

}

当FallbackHome接收到ACTION_USER_UNLOCKED广播后，并且此时用户已经解锁，就会将将FallbackHome finish掉，启动launcher。
问题分析

就是因为现在启动Launcher时多了一个流程，导致启动launcher比原来6.0要慢。通过查看开机log可以看到从启动FallbackHome到启动google桌面花费了4s

 

18:10:50.653 769 1910 I ActivityManager: START u0 {act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.HOME] flg=0x10000100 cmp=com.android.settings/.FallbackHome} from uid 0 on display 0


18:10:54.586 2029 2029 D FallbackHome: User unlocked and real home found; let's go!


18:10:54.615 769 2207 I ActivityManager: START u0 {act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.HOME] flg=0x10000100 cmp=com.google.android.setupwizard/.SetupWizardActivity} from uid 0 on display 0

如果启动FallbackHome到启动launcher之间相隔的时间再长一点就可能发生开机过程中显示launcher时发生几秒的黑屏
小结

Android 7.0新增了DirectBoot功能，AOSP中为实现该功能修改了开机代码流程，并且这部分流程并未根据设备是否支持DirectBoot做区分，只是流程上做了兼容，确保不支持DirectBoot的设备在这套流程下也能正常开机。
在这套流程下，用户解锁后才可进入非directBootAware应用，包括Launcher。com.android.settings/.FallbackHome中判断用户解锁状态，已解锁才会Finish掉去启动Launcher，未解锁就等待ACTION_USER_UNLOCKED广播后再去启动Launcher。非DirectBoot模式下耗时4s就是在等待finishBooting后的系统广播ACTION_USER_UNLOCKED。
目前已从APP和PackageManagerService的角度尝试修改，在开机流程中绕过FallbackHome，但验证失败：
1）去除FallbackHome的android.intent.category.Home属性会导致停留在开机动画之后的界面。因为此时仍旧处于未解锁状态，且Launcher非directBootAware应用，PMS中的限制导致此时无法启动Launcher；
2）修改FallbackHome和Launcher的优先级仍旧先启动FallbackHome；
3）将Launcher标记为directBootAware应用会导致开机后Launcher crash。因为Launcher中的widget仍旧是非directBootAware的，此时仍旧无法启动，除非将widget相关的APP都标记为directBootAware；
4）PMS依赖手机当前的状态，需要user解锁才能正常查询。如果强制修改，不考虑DirectBoot和当前启动状态，即使当前user未解锁，依然可以查询符合条件的component，修改后会有无法开机的现象。因为Launcher不是directBootAware的，当前手机user尚未解锁，涉及存储相关的解锁也未进行。

开机绕过FallbackHome涉及的修改面很多，并非通过修改APP或PMS可以实现，还涉及存储区域解锁以及用户状态和ACTION_USER_UNLOCKED广播的修改，对AOSP开机流程改动较大，暂时尚未有较好的优化方案，欢迎大神指教。

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 1. 现在发现一个问题，关机闹钟的问题，设置闹钟后关机，等快到闹钟的时候自动开机了，就提示闹钟应用停止，然后一直处于Andriod 正在启动“”的状态，看log是因为在maybeFinisth()的时候一直找不到launcher，
     只有FallbackHome被匹配到了，目前还在跟踪，比较奇怪，手机根本没有设置任何锁屏密码。

     ss:明白了，vender下面的PowerOnAlert没有编译进系统。

     2.我现在采取的策略是让开机动画延迟3s结束，可以规避该问题。 
     具体实现在WindowManagerService.java的performEnableScreen函数中，延迟3s通知surfaceFlinger开机完成。 
     mH.postDelayed(new Runnable() { @Override public void run() { try { IBinder surfaceFlinger = ServiceManager.getService("SurfaceFlinger"); if (surfaceFlinger != null)
     { ...... surfaceFlinger.transact(IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION, // BOOT_FINISHED data, null, 0); data.recycle(); ......... } }, 3000); 
     并且在后面将下面代码注销，不让检查开机动画完成，继续向下执行。 
     /*if (!mForceDisplayEnabled && !checkBootAnimationCompleteLocked()) 
     { if (DEBUG_BOOT) Slog.i(TAG_WM, "performEnableScreen: Waiting for anim complete"); return }*/ 采用该方案尚未发现有什么副作用。