Android FOTA 升级流程

Android设备的系统升级有两种方式：（1）下载更新包到手机后，手动安装，即所谓“卡刷包”的形式更新；（2） 通过 Over-the-air（OTA）的方式更新系统，简称为FOTA（Firmware Over The Air)，FOTA升级有两种方式，一种是Full update，即将整个IMG置于升级包中，然后将升级包直接拷贝到系统；一种是Increamental update,即通过增量式的差分包,只是将系统更新的部分打包，然后以打补丁的形式应用到系统。

在介绍FOTA升级流程之前，先来看看Android系统的分区。一般，Android系统有如下几个分区（不同厂商、设备可能有差异）：

• /boot: 用于系统启动的分区，主要包括Kernel和ramdisk。主要用于挂载system和其他分区，并加载system分区的代码。没有该分区，手机是无法正常启动的；

ramdisk.img is a small partition image that is mounted read-only by the kernel at boot time. It only contains /init and a few config files. It is used to start init which will mount the rest of the system images properly and run the init procedure. A Ramdisk is a standard Linux feature.

• /system：该分区包含了出了 kernel/ramdisk之外的系统应用程序和库文件；正常操作情况下，该分区是只读状态；
• /recovery:用于系统升级打补丁，包含了一个完整的Linux操作系统和一个特殊的recovery包。FOTA升级时，下载完更新包后，进入recovery模式，recovery程序会读更新包，然后将各个patch应用到各个分区；
• /misc：升级时，recovery用于存储相关信息的小分区
• /data：主要包含了用户的数据，如联系人、短信、设置以及安装的应用。清除该分区等同于将手机重置，OTA不会影响该分区；
• /cache：用于存放需要经常访问使用的数据和应用组件，访问该分区需要特殊的应用程序权限；OTA升级时下载的升级包就位于该分区；

FOTA升级流程

1. 设备定时检查FOTA服务器是否有更新；如有更新，服务其发送消息（包括更新包URL，以及关于该更新包的描述）通知设备
2. 更新程序下载升级包到 cache 或者 data 分区，并验证升级包的签名证书（证书位于/system/etc/security/otacerts.zip），验证通过后，通知用户准备安装
3. 设备重启至 recovery模式，此时启动的是recovery分区的kernel/system
4. init进程通过init.rc脚本: service recovery /sbin/recovery 启动 recovery程序

5. 执行 /cache/recovery/command中的脚本命令，将其指向于升级包：

    "/sbin/recovery" "--update_package=/cache/fota/update.zip"

6. recovery首先校验升级包的签名是否与 /res/keys （ramdisk）中的公钥相匹配

7. recovery通过FOTA中的脚本解析更新包，然后将修改分别更新到对应的boot/system等分区；在系统分区包含的新文件包含了用于更新recovery分区的内容

8. 系统正常重启：

   • 启动更新后的boot/system 分区
   • 启动时，系统检查当前recovery分区和需要更新的recovery分区（事先保存在/system分区），如果有差异，则更新recovery分区

9. 设备通知FOTA服务器升级完成

参考文献

• https://source.android.com/devices/tech/ota/index.html