Android系统remount功能的实现原理

本文主要是介绍Android系统remount功能的实现原理，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

remount 是 Android 系统中的一个命令，用于重新挂载文件系统为可读写模式。在 Android 设备中，大多数文件系统默认是以只读模式挂载的，在这种模式下，无法修改或删除文件。使用 remount 命令可以将文件系统重新挂载为可读写模式，从而允许修改或删除文件。

此命令通常用于通过 adb shell 连接到设备，并在设备中进行文件系统操作：

adb remount

执行此命令将会尝试重新挂载文件系统为可读写模式，如果成功，我们将能够在设备上进行文件系统操作，并可以将文件推送到设备或从设备中拉取文件等操作。需要注意的是，使用 remount 命令可能会带来风险，因为它允许我们修改系统文件和目录，存在潜在的风险和损坏。

一、 Andrid常见系统分区

在介绍remount之前，先来简单看一下Android常见的系统分区。

/system：该分区包含了 Android 操作系统的核心文件，包括系统应用程序、库文件、配置文件等。该分区通常是以只读模式挂载的，以保护系统文件的完整性和安全性。
/system_ext：该分区是Android系统system目录的扩展目录，它通常包含了一些扩展模块和组件，这些组件可以帮助设备制造商更好地定制和优化系统。
/boot：该分区包含了引导 Android 系统所需的启动加载程序（bootloader）和内核镜像文件（kernel）。该分区是在设备启动时被加载的，并负责启动 Android 系统。
/recovery：该分区包含了恢复模式相关的文件，用于设备的修复、刷写固件、备份和恢复等操作。恢复模式可以让用户在设备无法正常启动时进行故障排除和修复。
/vendor：该分区包含了供应商提供的系统组件和驱动程序，如硬件驱动、供应商定制的应用程序等。该分区通常是以只读模式挂载的，以保护供应商提供的系统组件免受意外修改。
/vendor_dlkm：该分区通常包含设备制造商提供的专有驱动程序，这些驱动程序通常是以动态链接库（Dynamic Linking Library, DLL）的形式提供的。通过使用dlkm技术，设备制造商可以轻松地将驱动程序集成到 Android 系统中，并在需要时加载和卸载这些驱动程序。
/data：该分区包含了用户的数据和应用程序数据，如用户设置、应用程序安装包、媒体文件、用户文档等。该分区是以可读写模式挂载的，允许用户对数据进行读写操作。
/cache：该分区用于存储临时文件、应用程序缓存和其他系统缓存数据。该分区通常是以可读写模式挂载的，允许系统和应用程序快速存取临时数据。
/mnt：该分区用于挂载外部存储设备，如 USB 存储设备、SD 卡等。该分区通常是以只读或可读写模式挂载的，具体取决于外部存储设备的类型和格式。
/product：该分区是一个重要的系统分区，用于存储设备制造商提供的硬件驱动程序（如摄像头驱动、音频驱动、无线网络驱动等）、供应商定制的应用程序（如主题、浏览器、音乐播放器等）、特定的系统服务（如安全性服务、设备管理服务、数据同步服务等，这些服务通常是为了提高设备的安全性、管理性能和用户体验而设计的）。

1、需要注意的是，不同的 Android 设备可能会有略微不同的分区配置，具体的分区数量和命名可能会有所变化。

2、大多数分区（如 /system、/vendor等）默认都是以只读模式挂载。这是为了保护系统文件和设置，防止用户对其进行意外或恶意的更改。通过使用 remount 命令，可以获取对这些只读分区的写入权限，以便进行系统文件的修改、替换或添加等操作。

二、 OverlayFS文件系统

1、OverlayFS是一个 Linux 文件系统，它可以将多个文件系统（例如，只读文件系统和可写文件系统）合并成一个单一的虚拟文件系统。 overlayfs是实现联合文件系统的一种具体技术，它允许用户在一个只读文件系统上提供一个可写的、可变的层，从而使得只读文件系统可以对应用程序或用户进行更改。

2、在 Android 系统中，OverlayFS 通常用于实现系统分区的读写分离，其中只读系统分区作为底层文件系统，而可写数据分区则通过 OverlayFS 层进行合并。这样可以保护系统文件和设置免遭不必要的更改，并且可以隔离应用程序和用户数据，以便进行备份和恢复操作。

3、这里我们以vendor系统分区来看下，overlayfs如何将只读的系统分区改变成了 “可读可写” 的分区。
vendor by overlayfs

merge、upper 和 lower 是联合文件系统（Union File System）中的概念，而 overlayfs 是一种实现了 merge、upper 和 lower 概念的联合文件系统技术。
在 overlayfs 中，lower分支指的是底层只读文件系统，而upper 分支指的是在只读文件系统上创建的可写分支。overlayfs 使用一个称为 overlayfs 粘贴层（overlayfs overlay）的特殊目录来组合 lower 和 upper 分支，这个目录实际上就是一个联合文件系统。
在 overlayfs 中，用户对文件系统的修改会被记录在 upper 分支中，而不会对 lower 分支造成任何影响。当用户尝试读取文件时，overlayfs 会首先检查 upper 分支是否有相应的文件，如果找到则返回给用户；如果没有，则会继续在 lower 分支中查找。

三、remount的实现原理

1、remount 命令的实现原理是通过重新挂载文件系统来修改挂载点的挂载选项。在Linux 系统中，文件系统通过挂载点将存储设备（如磁盘分区）与目录结构关联起来。挂载选项定义了如何以及以何种模式挂载文件系统，包括只读模式（read-only）和可读写模式（read-write）。当执行 remount 命令时，它会尝试修改指定挂载点的挂载选项，从只读模式切换为可读写模式。这样就可以实现对文件系统的读写访问权限。

2、这里我们继续以vendor分区来看下成功执行remount之后，overlayfs如何将只读的系统分区改变成了 “可读可写” 的分区。
在这里插入图片描述
remount 的时候，会在data 分区或者 super 分区通过dm linear 创建scratch 分区。系统中的各个分区以erofs 的文件类型mount 到各个mount point 。而upper 中的文件目录以在/mnt/scratch/overlayfs 目录中。通过overlayfs 文件系统，将lower_dir 和 upper_dir 建立起来。修改或增减的文件，会在upper_dir 中。这样，可读可写的各个系统分区就准备好了。

3、remount 的流程：

建立scratch 分区
make f2fs on scratch
建立overlayfs 文件系统，如lower_dir = /system , upper_dir=/mnt/scratch/overlayfs/system/upper
重启的时候，流程如下图

重启后，如果执行 adb remount ,那么 fs_mgr_overlayfs_mount 会被重新调用，将readonly 的属性去掉。就可以读写系统分区了。