软重启功能调研

软重启作用

软重启即用户空间中进程的运行时重启。

  1. 用于应用需要重启的更新（例如，对APEX包的更新），会重启用户空间。
  2. 可以清除临时错误，而无需删除任何数据或设置。如，冻结、性能缓慢和其他软件相关问题。

启用软重启功能

设置系统属性init.userspace_reboot.is_supported=1

判断系统是否支持软重启

  1. adb shell getprop | grep init.userspace_reboot.is_supported判断系统属性值；

  2. 调用API：PowerManager.isRebootingUserspace()，最终也是判断系统属性值。

请求软重启

  1. 调用PowerManager.reboot(PowerManager.REBOOT_USERSPACE)

  2. adb shell svc power reboot userspace

  3. adb reboot userspace

判断软重启是否成功

软重启失败会回退到硬重启。硬重启成功会亮屏且听到一声通知提示音；软重启成功仅听到一声通知提示音，不会自动亮屏。

重启时长

以输入命令按下Enter或点击“重新启动”作为开始，以听到通知提示音为结束，计算时长。

该数据在M2381设备测得，仅作参考。

  1. adb shell svc power reboot userspace，软重启，约13秒；
  2. adb reboot userspace，软重启，约20秒；
  3. 长按电源键，点击“重新启动”，硬重启，约22秒。

软重启流程

以adb shell svc power reboot userspace为例。

  • init.cpp#SecondStageMain中的死循环监听关机命令 ->

  • reboot.cpp#HandlePowerctlMessage() ->

  • reboot.cpp#HandleUserspaceReboot()

    1. 根据init.userspace_reboot.is_supported判断系统是否支持软重启

    2. 触发userspace-reboot-requested事件

      1
      2
      3
      4
      5
      6
      7
      8
      9
      on userspace-reboot-requested
        setprop sys.boot_completed ""
        setprop dev.bootcomplete ""
        setprop sys.init.updatable_crashing ""
        setprop sys.init.updatable_crashing_process_name ""
        setprop sys.user.0.ce_available ""
        setprop sys.shutdown.requested ""
        setprop service.bootanim.exit ""
        setprop service.bootanim.progress ""

    3. reboot.cpp#DoUserspaceReboot()

      设置属性sys.init.userspace_reboot.in_progress为true，设置失败则软重启失败；

      重置属性sys.powerctl为””，重置失败则软重启失败；

      记录enabled状态的服务，重启时需要手动enable；

      终止上一步记录的服务，超时则软重启失败；

      卸载zram支持设备，卸载失败则软重启失败；

      执行/system/bin/vdc volume reset命令，执行失败则软重启失败；

      卸载apex包，否则它们可能阻止/data的彻底卸载，卸载失败则软重启失败；

      切换到bootstrap命名空间，切换失败则软重启失败；

      移除apex中定义的服务；

      重新enable服务；

      触发userspace-reboot-resume(见备注1)

备注1：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
on userspace-reboot-resume
    # 启动vold进程，卸载/data镜像目录，播放动画
    # 见备注2
    trigger userspace-reboot-fs-remount

    # 挂载/data，创建/data下的目录，启动bootchart、tombstoned、apexd、logd、logd-reinit、odsign
    # 执行derive_sdk、derive_classpath、apexd-snapshotde
    # 见备注3
    trigger post-fs-data

    # 执行update_verifier_nonencrypted，启动statsd、netd、zygote、zygote_secondary
    # 见备注4
    trigger zygote-start

    # 见备注5
    trigger early-boot

    # 对网络、内存管理、文件系统进行设置，启动class为hal和core的服务
    # 见备注6
    trigger boot

备注2：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
on userspace-reboot-fs-remount
    # vold是一个守护进程，用来管理Android中存储类的热插拔事件，其中包括设备开关机过程中存储设备各分区的挂卸载
    # 预防重启过程中，vold因为一些原因没有正常运行
    start vold
    exec - system system -- /system/bin/vdc checkpoint resetCheckpoint
    exec - system system -- /system/bin/vdc checkpoint markBootAttempt
    # 卸载/data镜像目录
    umount /data_mirror/data_ce/null/0
    umount /data_mirror/data_ce/null
    umount /data_mirror/data_de/null
    umount /data_mirror/cur_profiles
    umount /data_mirror/ref_profiles
    umount /data_mirror
    remount_userdata
    # 播放动画
    start bootanim

备注3：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
on post-fs-data

    mark_post_data

    # Start checkpoint before we touch data
    exec - system system -- /system/bin/vdc checkpoint prepareCheckpoint

    # We chown/chmod /data again so because mount is run as root + defaults
    chown system system /data
    chmod 0771 /data
    # 恢复/data的安全上下文
    restorecon /data

    # 创建DE密钥
    installkey /data

    # 启动bootchart，bootchart是系统启动过程性能分析的工具
    mkdir /data/bootchart 0755 shell shell encryption=Require
    bootchart start

    # /dev/urandom是随机数设备。避免可预测的熵池，继承上次启动的熵
    copy /data/system/entropy.dat /dev/urandom

    mkdir /data/vendor 0771 root root encryption=Require
    mkdir /data/vendor_ce 0771 root root encryption=None
    mkdir /data/vendor_de 0771 root root encryption=None
    mkdir /data/vendor/hardware 0771 root root

    # 启动tombstoned
    mkdir /data/anr 0775 system system encryption=Require
    mkdir /data/tombstones 0771 system system encryption=Require
    mkdir /data/vendor/tombstones 0771 root root
    mkdir /data/vendor/tombstones/wifi 0771 wifi wifi
    start tombstoned

    # 设置默认的mount namespace
    enter_default_mount_ns

    # 创建密钥库目录结构，为启动apexd做准备
    mkdir /data/misc 01771 system misc encryption=Require
    mkdir /data/misc/keystore 0700 keystore keystore
    # work around b/183668221
    restorecon /data/misc /data/misc/keystore

    # 设置odsign签名密钥的启动级别为MAX_BOOT_LEVEL=30
    setprop keystore.boot_level 30

    # 现在/data已挂载并且我们已经创建了/data/misc/keystore
    # 可以通知keystore停止允许使用early-boot密钥
    # 并首次访问其数据库以支持MAX_BOOT_LEVEL密钥的创建和使用。
    exec - system system -- /system/bin/vdc keymaster earlyBootEnded

    # 在启动apexd前加载持久属性
    load_persist_props
    start logd
    start logd-reinit
   
    trigger load_persist_props_action

    # 启动apexd，激活APEXes.
    mkdir /data/apex 0755 root system encryption=None
    mkdir /data/apex/active 0755 root system
    mkdir /data/apex/backup 0700 root system
    mkdir /data/apex/decompressed 0755 root system encryption=Require
    mkdir /data/apex/hashtree 0700 root system
    mkdir /data/apex/sessions 0700 root system
    mkdir /data/app-staging 0751 system system encryption=DeleteIfNecessary
    mkdir /data/apex/ota_reserved 0700 root system encryption=Require
    setprop apexd.status ""
    restart apexd

    # 创建/data下剩余的目录
    ...

    exec_start derive_sdk

	# 创建CE密钥
    init_user0

    # 在升级或策略更新时设置 SELinux 安全上下文。
    restorecon --recursive --skip-ce /data

    # 定义并导出*CLASSPATH变量。odsign依赖*CLASSPATH变量
    exec_start derive_classpath
    load_exports /data/system/environ/classpath

    # on-device signing守护程序，在需要时生成ART工件
    start odsign

    # 等待odsign使用完密钥
    wait_for_prop odsign.key.done 1

    # fs-verity用于文件身份验证，锁定fs-verity密钥环，使无法添加更多密钥
    exec -- /system/bin/fsverity_init --lock

    # 将启动级别提升至1000000000；这会阻止进一步的on-device签名，用于关闭侦听进一步更新的线程。
    setprop keystore.boot_level 1000000000

    # 允许apexd在回滚时快照并恢复设备加密的apex数据。这应该在加载DE_user数据密钥后立即完成。在完成此操作并且 apexd.status变为“就绪”之前，APEX不应访问此数据。
    exec_start apexd-snapshotde

    # 检查/data中的时区数据是否比时区数据模块中的副本新，如果不是则删除
    exec - system system -- /system/bin/tzdatacheck /apex/com.android.tzdata/etc/tz /data/misc/zoneinfo

    # sys.memfd_use默认设置为false，这会使其保持禁用状态，直到确认应用程序和供应商进程不再对ashmem fds进行 IOCTL
    setprop sys.use_memfd false

    chown root system /dev/fscklogs/log
    chmod 0770 /dev/fscklogs/log
    ...

on post-fs-data中触发了load_persist_props_action

1
2
3
$/system/logging/logcat/logcatd.rc
on load_persist_props_action
    setprop logd.logpersistd.enable true
1
2
3
4
5
6
$/system/server_configurable_flags/disaster_recovery/flags_health_check.rc
on load_persist_props_action
    # check server configurable flags(which is based on persistent properties) related
    # disaster recovery
    mkdir /data/server_configurable_flags 0775 system system encryption=Require
    exec - system system -- /system/bin/flags_health_check BOOT_FAILURE

备注4：

1
2
3
4
5
6
7
8
on zygote-start && property:ro.crypto.state=...
    wait_for_prop odsign.verification.done 1
    # A/B update verifier that marks a successful boot.
    exec_start update_verifier_nonencrypted
    start statsd
    start netd
    start zygote
    start zygote_secondary

备注5：

1
2
3
4
5
6
7
$/frameworks/native/cmds/installd/installd.rc
on early-boot
    mkdir /config/sdcardfs/extensions/1055
    mkdir /config/sdcardfs/extensions/1056
    mkdir /config/sdcardfs/extensions/1057
    ...
    # 在1055、1056、1057文件夹下又创建了一些文件夹

/device/linaro/dragonboard/init.common.rc中也监听了early-boot，但是没有触发。

备注6：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
on boot
    # 初始化网络
    # 启用lo回环网卡
    ifup lo
    hostname localhost
    domainname localdomain

    # IPsec SA默认expiration长度
    write /proc/sys/net/core/xfrm_acq_expires 3600

    # 设置内存管理的参数
    write /proc/sys/vm/overcommit_memory 1
    write /proc/sys/vm/min_free_order_shift 4

    # System server管理zram writeback
    # writeback功能，可以将zram中申请的物理页回写到真实的磁盘中，进一步释放内存
    chown root system /sys/block/zram0/idle
    chmod 0664 /sys/block/zram0/idle
    chown root system /sys/block/zram0/writeback
    chmod 0664 /sys/block/zram0/writeback

    # to access F2FS sysfs on dm-<num> directly
    mkdir /dev/sys/fs/by-name 0755 system system
    symlink /sys/fs/f2fs/${dev.mnt.dev.data} /dev/sys/fs/by-name/userdata

    # dev.mnt.dev.data=dm-N, dev.mnt.blk.data=sdaN/mmcblk0pN, dev.mnt.rootdisk.data=sda/mmcblk0, or
    # dev.mnt.dev.data=sdaN/mmcblk0pN, dev.mnt.blk.data=sdaN/mmcblk0pN, dev.mnt.rootdisk.data=sda/mmcblk0
    mkdir /dev/sys/block/by-name 0755 system system
    symlink /sys/class/block/${dev.mnt.dev.data} /dev/sys/block/by-name/userdata
    symlink /sys/class/block/${dev.mnt.rootdisk.data} /dev/sys/block/by-name/rootdisk

    # F2FS tuning. Set cp_interval larger than dirty_expire_centisecs, 30 secs,
    # to avoid power consumption when system becomes mostly idle. Be careful
    # to make it too large, since it may bring userdata loss, if they
    # are not aware of using fsync()/sync() to prepare sudden power-cut.
    write /dev/sys/fs/by-name/userdata/cp_interval 200
    write /dev/sys/fs/by-name/userdata/gc_urgent_sleep_time 50
    write /dev/sys/fs/by-name/userdata/iostat_enable 1

    # 为POSIX_FADV_SEQUENTIAL文件设置预读乘数readahead multiplier
    # 预读乘数会影响读性能，它控制在一个读请求之后，有多少连续数据块被保存到缓存里
    write /dev/sys/fs/by-name/userdata/seq_file_ra_mul 16

    # 将丢弃大小限制为128MB，以避免调整文件系统（dm或sda）时出现较长的IO延迟。
    # 这需要在供应商端启用sda/mmcblk0 的selinux 条目
    write /dev/sys/block/by-name/userdata/queue/discard_max_bytes 134217728
    write /dev/sys/block/by-name/rootdisk/queue/discard_max_bytes 134217728

    # 设置System Server和daemons.
    chown system system /sys/power/autosleep

    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/timer_rate
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/timer_rate
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/timer_slack
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/timer_slack
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/min_sample_time
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/min_sample_time
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/hispeed_freq
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/hispeed_freq
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/target_loads
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/target_loads
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/go_hispeed_load
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/go_hispeed_load
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/above_hispeed_delay
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/above_hispeed_delay
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/boost
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/boost
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/boostpulse
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/input_boost
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/input_boost
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/boostpulse_duration
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/boostpulse_duration
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/io_is_busy
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpufreq/interactive/io_is_busy

    # 假设SMP对所有CPU使用共享cpufreq策略
    chown system system /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq
    chmod 0660 /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq

    chown system system /sys/class/leds/vibrator/trigger
    chown system system /sys/class/leds/vibrator/activate
    chown system system /sys/class/leds/vibrator/brightness
    chown system system /sys/class/leds/vibrator/duration
    chown system system /sys/class/leds/vibrator/state
    chown system system /sys/class/timed_output/vibrator/enable
    chown system system /sys/class/leds/keyboard-backlight/brightness
    chown system system /sys/class/leds/lcd-backlight/brightness
    chown system system /sys/class/leds/button-backlight/brightness
    chown system system /sys/class/leds/jogball-backlight/brightness
    chown system system /sys/class/leds/red/brightness
    chown system system /sys/class/leds/green/brightness
    chown system system /sys/class/leds/blue/brightness
    chown system system /sys/class/leds/red/device/grpfreq
    chown system system /sys/class/leds/red/device/grppwm
    chown system system /sys/class/leds/red/device/blink
    chown system system /sys/module/sco/parameters/disable_esco
    chown system system /sys/kernel/ipv4/tcp_wmem_min
    chown system system /sys/kernel/ipv4/tcp_wmem_def
    chown system system /sys/kernel/ipv4/tcp_wmem_max
    chown system system /sys/kernel/ipv4/tcp_rmem_min
    chown system system /sys/kernel/ipv4/tcp_rmem_def
    chown system system /sys/kernel/ipv4/tcp_rmem_max
    chown root radio /proc/cmdline

    # 以段为单位定义默认初始接收窗口大小。
    setprop net.tcp_def_init_rwnd 60

    #FLYME|dzh@meizu.com|lmk-opt: disable rescue party temporarily
    setprop persist.sys.disable_rescue true

    # 更新dm-verity状态并设置partition.*.verified属性
    verity_update_state

    # 启动class为hal的服务
    class_start hal

    # 启动class为core的服务
    class_start core

class为hal的服务有：healthd、hidl_memory、vendor.contexthub-default、confirmationui-1-0、vendor.gatekeeper-1-0。

class为core的服务有：artd、audioserver、bootanim、shutdownanim、servicemanager、vndservicemanager、gpu、surfaceflinger、bufferhubd、performanced、virtual_touchpad、ueventd、console、adbd、apexd、lmkd、credstore、odsign、vold等。
车辆服务：carbugreportd、cartelemetryd_service、carwatchdogd、com.android.car.procfsinspector。

Android
#软重启
软重启功能调研
https://citrus-maxima.github.io/2024/03/09/软重启功能调研/
作者
柚子树
发布于
2024年3月9日
许可协议