Fastboot模式和Recovery模式

 

 在回答第一个问题之前，我们先来看看Android设备从硬件到系统的结构，如图1所示：

图1 Android系统架构

  最底层的是各种硬件设备，往上一层是Bootloader。Bootloader是什么概念呢？我们都知道，PC主板上有一小段程序叫做BIOS，主板加电时它是第一个跑起来的程序，负责初始化硬件，以及将OS启动起来。在嵌入式世界里（手机也是属于嵌入式设备），也有一小段类似BIOS的程序，不过它不叫BIOS，而是叫Bootloader。使用最广泛的Bootloader是一个叫uboot的程序，它支持非常多的体系结构。经过编译后，uboot会生成一个uboot.bin镜像，将这个镜像烧到设备上的一个特定分区去，就可以作为Bootloader使用了。

  Bootloader支持交互式启动，也就是我们可以让Bootloader初始化完成硬件之后，不是马上去启动OS，而是停留在当前状态，等待用户输入命令告诉它接下来该干什么。这种启动模块就称为Fastboot模式。对于Android设备来说，我们可以通过adb reboot bootloader命令来让它重新启动并且进入到Fastboot模式中去。

  在讨论Fastboot模式之前，我们先了解一下嵌入式设备的ROM结构（NAND flash之类的芯片）。通常，一个能够正常启动的嵌入式设备的ROM包含有以下四个分区：

  1. Bootloader分区，也就是存放uboot.bin的分区

  2. Bootloader用来保存环境变量的分区

  3. Kernel分区，也就是存放OS内核的分区

  4. Rootfs分区，也就是存入系统第一个进程init对应的程序的分区

  当设备处于Fastboot模式时，我们可以通过另外一个工具fastboot来让设备执行指定的命令。对搞机者来说，最常用的命令就是刷入各种镜像文件了，例如，往Kernel分区和Rootfs分区刷入指定的镜像。

  对于Android设备来说，当它处于Fastboot模式时，我们可以将一个包含有Kernel和Rootfs的Recovery.img镜像通过fastboot工具刷入到一个称为设备上一个称为Recovery的分区去。这个过程就是刷Recovery了，它也是属于刷ROM的一种。由于Recovery分区包含有Kernel和Rootfs，因此将Recovery.img刷入到设备后，我们就可以让设备正常地启动起来了。这种启动方式就称为Recovery模式。 对于Android设备来说，我们可以通过adb reboot recovery命令来让它进入到Recovery模式中去。

        当设备处于Recovery模式时，我们可以做些什么呢？答案是取决于刷入的Recovery.img所包含的Rootfs所包含的程序。更确切地说，是取决于Rootfs镜像里面的init程序都做了些什么事情。不过顾名思义，Recovery就是用来恢复系统的意思，也包含有更新系统的意思。这里所说的系统，是用户正常使用的系统，里面包含有Android运行时框架，使得我们可以在上面安装和使用各种APP。

  用户正常使用Android设备时的系统，主要是包含有两个分区：System分区和Boot分区。System分区包含有Android运行时框架、系统APP以及预装的第三方APP等，而Boot分区包含有Kernel和Rootfs。刷入到System分区和Boot分区的两个镜像称为system.img和boot.img，我们通常将它们打包和压缩为一个zip文件，例如update.zip，并且将它上传到Android设备上的sdcard上去。这样当我们进入到Recovery模式时，就可以在Recovery界面上用我们之前上传到sdcard的zip包来更新用户正常使用Android设备时所用的系统了。这个过程就是通常所说的刷ROM了。

  不知道大家看明白了没有？广义上的刷ROM，实际上包含更新Recovery和更新用户正常使用的系统两个意思；而狭义上的刷ROM，只是更新用户正常使用的那个系统。更新Recovery需要进入到Fastboot模式中，而更新用户正常使用的那个系统需要进入到Recovery模式中。Android设备在启动的过程中，在默认情况下，一旦Bootloader启动完成，就会直接启动用户正常使用的那个系统，而不会进入到Recovery模式，或者停留在Bootloader中，也就是停留在Fastboot模式中。只有通过特定的命令，例如adb reboot recovery和adb reboot bootloader，或者特定的按键，例如在设备启动过程中同时按住音量减小键和电源开关键，才能让设备进入到Recovery模式或者Fastboot模式中。

  因此，一个完整的刷ROM过程，包含以下两个步骤：

  1. 让设备进入到Fastboot模式，刷入一个recovery.img镜像

  2. 让设备进入到Recovery模式，刷入一个包含system.img镜像和boot.img镜像的zip包

  不过需要注意的是，system.img镜像和boot.img镜像不一定是只有在Recovery模式才能刷入，在Fastboot模式下也是可以刷入的，就像在Fastboot模式中刷入recovery.img镜像一样，只不过在Recovery模式下刷入它们更友好一些。说到这里，就不得不说另外一个概念，就是所谓的Bootloader锁。在锁定Bootloader的情况下，我们是无法刷入非官方的recovery.img、system.img和boot.img镜像的。这是跟厂商实现的Bootloader相关的，它们可以通过一定的算法（例如签名）来验证要刷入的镜像是否是官方发布的。在这种情况下，必须要对Bootloader进行解锁，我们才可以刷入非官方的镜像。

  好了，以上就回答了什么是刷ROM这个问题，接下来我们要回答的是如常学习刷ROM这个问题。

  前面我们提到了刷ROM的两个步骤，实际上我们还少了一个重要的步骤，那就是先要制作recovery.img、system.img和boot.img。有人可能会说，网上不是很多现成的刷机包吗？直接拿过来用不就是行了吗？但是别忘了前面我们所说的刷ROM动机：随心所欲地定制自己的系统。去拿别人制好的刷机包就失去了随心所欲定制的能力。那就只能自己去编译AOSP源码生成刷机包了。

  然而，从零开始从AOSP源码中编译出能在自己使用的手机上运行的系统，可不是一件容易的事情。不过，好在有很多现成的基于AOSP的第三方开源项目，可以编译出来在目前市场上大部分的手机上运行。其中，最著名的就是CyanogenMod了，简称CM。国内大部分的第三方Android系统，都是基于CM来开发的，包括MIUI和锤子。

 

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