O Android 10 apresenta o Checkpoint de dados do usuário (UDC, na sigla em inglês), que
permite que o Android seja revertido ao estado anterior quando uma atualização OTA
falha. Com o UDC, se uma atualização OTA do Android falhar, o dispositivo poderá
ser revertido com segurança para o estado anterior. Embora
atualizações A/B resolvam esse problema para inicialização antecipada, não há suporte para
reversão quando a partição de dados do usuário (montada em /data) é modificada.
O UDC permite que o dispositivo reverta a partição de dados do usuário mesmo depois de ser modificado. O recurso UDC faz isso com recursos de ponto de verificação no sistema de arquivos, uma implementação alternativa quando o sistema de arquivos não oferece suporte a pontos de verificação, integração com o mecanismo A/B do carregador de inicialização, além de oferecer suporte a atualizações que não são A/B e suporte para vinculação de versão de chave e prevenção de reversão de chave.
Impacto no usuário
O recurso UDC melhora a experiência de atualização OTA para os usuários, já que menos usuários perdem os dados quando uma atualização OTA falha. Isso pode reduzir o número de chamadas de suporte de usuários que têm problemas durante o processo de atualização. No entanto, quando uma atualização OTA falha, os usuários podem notar que o dispositivo é reinicializado várias vezes.
Como funciona
Funcionalidade de checkpoint em diferentes sistemas de arquivos
Para o sistema de arquivos F2FS, o UDC adiciona a funcionalidade de checkpoint ao kernel upstream do Linux 4.20 e faz o backport para todos os kernels comuns com suporte de dispositivos com o Android 10.
Para outros sistemas de arquivos, o UDC usa um dispositivo virtual mapeador de dispositivo chamado dm_bow
para a funcionalidade do checkpoint. O dm_bow fica entre o dispositivo e o sistema de
arquivos. Quando uma partição é montada, um trim é emitido, fazendo com que o sistema de arquivos
emita comandos de trim em todos os blocos livres. O dm_bow intercepta esses cortes e os usa
para configurar uma lista de bloqueios sem custo financeiro. As leituras e gravações são enviadas ao dispositivo
sem modificações, mas antes que uma gravação seja permitida, os dados necessários para uma restauração são
salvas em um bloco livre.
Processo de checkpoint
Quando uma partição com a flag checkpoint=fs/block é montada, o Android chama
restoreCheckpoint na unidade para permitir que o dispositivo restaure qualquer checkpoint
atual. Em seguida, init chama a função needsCheckpoint para determinar se
o dispositivo está em um estado de carregador de inicialização A/B ou se definiu a contagem de
tentativas de atualização. Se uma delas for verdadeira, o Android vai chamar createCheckpoint para adicionar flags de montagem
ou criar um dispositivo dm_bow.
Depois que a partição é montada, o código de ponto de verificação é chamado para emitir cortes.
O processo de inicialização continua normalmente. Em LOCKED_BOOT_COMPLETE, o Android
chama commitCheckpoint para confirmar o ponto de verificação atual, e a atualização
continua normalmente.
Gerenciar chaves de chave-mestra
As chaves do Keymaster são usadas para criptografia de dispositivos ou outras finalidades. Para gerenciar essas chaves, o Android atrasa as chamadas de exclusão de chaves até que o ponto de verificação seja confirmado.
Monitorar a integridade
Um daemon de integridade verifica se há espaço em disco suficiente para criar um checkpoint. O daemon de integridade está localizado em
cp_healthDaemon
em Checkpoint.cpp.
O daemon de integridade tem os seguintes comportamentos que podem ser configurados:
ro.sys.cp_msleeptime: controla a frequência com que o dispositivo verifica o uso do disco.ro.sys.cp_min_free_bytes: controla o valor mínimo que o daemon de integridade procura.ro.sys.cp_commit_on_full: controla se o daemon de integridade reinicializa o dispositivo ou confirma o checkpoint e continua quando o disco está cheio.
APIs de ponto de verificação
As APIs de checkpoint são usadas pelo recurso UDC. Para outras APIs usadas pela UDC, consulte
IVold.aidl.
void startCheckpoint(int retry)
Cria um ponto de controle.
O framework chama esse método quando está pronto para iniciar uma atualização. Ele é criado antes que os sistemas de arquivos com esse tipo de verificação, como os dados do usuário, sejam ativados R/W após a reinicialização. Se a contagem de novas tentativas for positiva, a API vai processar
as novas tentativas de rastreamento, e o atualizador vai chamar needsRollback para verificar se é necessário fazer um rollback
da atualização. Se a contagem de novas tentativas for -1, a API vai adiar o julgamento do carregador de inicialização A/B.
Esse método não é chamado ao fazer uma atualização A/B normal.
void commitChanges()
Faz o commit das alterações.
O framework chama esse método após a reinicialização, quando as mudanças estão prontas para serem
confirmadas. Isso é chamado antes que os dados (como imagens, vídeos, SMS, recibo de
servidor) sejam gravados no userdata e antes de BootComplete.
Se não houver uma atualização ativa com ponto de verificação, esse método não terá efeito.
abortChanges()
Força a reinicialização e reverte para o ponto de verificação. Abandona todas as modificações de userdata desde a primeira reinicialização.
O framework chama esse método após a reinicialização, mas antes de commitChanges.
retry_counter é diminuído quando esse método é chamado. As entradas de registro são
geradas.
bool needRollback()
Determina se uma reversão é necessária.
Em dispositivos sem ponto de verificação, retorna false. Em dispositivos de checkpoint, retorna true
durante uma inicialização sem checkpoint.
Implementar a UDC
Implementação de referência
Para conferir um exemplo de como a UDC pode ser implementada, consulte dm-bow.c. Para mais documentação sobre o recurso, consulte dm-bow.txt.
Configurar
Em on fs no arquivo init.hardware.rc, verifique se você tem:
mount_all /vendor/etc/fstab.${ro.boot.hardware.platform} --early
Em on late-fs, no arquivo init.hardware.rc, verifique se você tem:
mount_all /vendor/etc/fstab.${ro.boot.hardware.platform} --late
No arquivo fstab.hardware, verifique se /data está marcado como latemount.
/dev/block/bootdevice/by-name/userdata /data f2fs noatime,nosuid,nodev,discard,reserve_root=32768,resgid=1065,fsync_mode=nobarrier latemount,wait,check,fileencryption=ice,keydirectory=/metadata/vold/metadata_encryption,quota,formattable,sysfs_path=/sys/devices/platform/soc/1d84000.ufshc,reservedsize=128M,checkpoint=fs
Adicionar partição de metadados
A UDC exige uma partição de metadados para armazenar a contagem de novas tentativas de não inicialização e
as chaves. Configure uma partição de metadados e ative-a antecipadamente em /metadata.
No arquivo fstab.hardware, verifique se /metadata está marcado como earlymount
ou first_stage_mount.
/dev/block/by-name/metadata /metadata ext4 noatime,nosuid,nodev,discard,sync wait,formattable,first_stage_mount
Inicializa a partição com todos os zeros.
Adicione as linhas abaixo a BoardConfig.mk:
BOARD_USES_METADATA_PARTITION := true BOARD_ROOT_EXTRA_FOLDERS := existing_folders metadata
Atualizar sistemas
Sistemas F2FS
Para sistemas que usam F2FS para formatar dados, verifique se sua versão do F2FS oferece suporte a checkpoints. Para mais informações, consulte Funcionalidade de ponto de verificação em diferentes sistemas de arquivos.
Adicione a sinalização checkpoint=fs à seção <fs_mgr_flags> do fstab para o
dispositivo ativado em /data.
Sistemas que não são F2FS
Para sistemas não F2FS, dm-bow precisa estar ativado na configuração do kernel.
Adicione a flag checkpoint=block à seção <fs_mgr_flags> do fstab para o
dispositivo montado em /data.
Verificar registros
As entradas de registro são geradas quando as APIs de Checkpoint são chamadas.
Validação
Para testar a implementação do UDC, execute o conjunto VtsKernelCheckpointTest de testes
VTS.