刷刷更健康淺談Android手機的“刷機經”

和封閉的iOS設備相比，Android最大的優勢就是開放，玩家可通過無數渠道下載刷入第三方ROM資源。比如，讓華為手機體驗小米的MIUI，讓三星手機體驗錘子的Smartisan OS。那么，你了解Android刷機背后的技術原理嗎？

從Android的啟動機制談起

在手機關機的狀態下，當我們按下電源按鈕，短暫的震動提示過后屏幕里就會出現歡迎界面（比如品牌或運營商的Logo），稍等片刻就能進入Android系統。而這個過程就是常規的“Normal Mode”（正常啟動模式），直接調用最底層的CPU、內存等硬件引導系統直至啟動成功。

實際上，除了“Normal Mode”之外，Android還擁有另外兩種啟動模式：“Recovery Mode” （恢復模式）和“Bootloader- Fastboot Mode”（快速啟動模式）（圖1）。如果你的Android手機想體驗一番刷機之旅，那就離不開后面兩種模式的幫忙（圖2）。

“救火隊員”Fastboot

在PC剛開機時我們可以通過按Delete鍵進入BIOS，而Bootloader就是嵌入式設備（如手機、平板）領域的BIOS。簡單來說，Bootloader是將經過編譯的“uboot.bin”鏡像燒錄至設備里的一個特定分區。它支持交互式啟動，當手機進入Bootloader完成初始化后并不會啟動OS，而是停留在當前狀態，等待用戶告訴它接下來要去做什么。在這個狀態下就是我們常說的“Fastboot Mode”了。

對Android手機來說，打開USB調試模式，連接PC通過“adb reboot bootloader”命令即可進入“Fastboot Mode”。此外，在手機關機時同時按住音量加和電源鍵（不同品牌型號的手機進入該模式的方法可能不同，比如有些品牌是需要同時按音量減和電源鍵），也能進入這一模式（圖3）。

對Android手機而言，“Fastboot Mode”又被玩家譽為“直刷模式”和“救磚模式”。顧名思義，“直刷模式”意味著該模式必須在連接PC并安裝相關驅動和客戶端程序后才能刷入固件ROM或Recovery;而“救磚模式”，則代表無論手機遇到了多么嚴重的軟件系統沖突而導致無法正常使用等問題，只要能進入這一模式就有機會“原地滿血復活”。

以三星手機為例，如果手機系統崩潰無法正常開機，只需提前在網上下載完整的固件ROM，并在Fastboot模式下連接PC，運行三星Odin客戶端程序。等Odin識別出手機后，選擇固件ROM的路徑即可進行“直刷”（圖4），即將固件ROM強行寫入手機的內存中。如果不出意外，直刷后你的手機就能恢復正常了。

刷機的核心Recovery

“Recovery”應該是所有Android手機用戶最為耳熟能詳的關鍵詞了。該模式又被稱為“恢復模式”和“卡刷模式”，一般通過同時按音量減和電源鍵進入（圖6）。比如，當你忘記手機的解鎖密碼，只需進入Recovery并執行雙清就等同于恢復了出廠設置，從而破解密碼重新進入系統界面。此外，當我們想刷入第三方ROM，也需要進入Recovery并選擇ROM對應的zip壓縮包進行刷機（需提前將固件ROM包下載到存儲卡內）。而上述所有操作都可脫離PC直接在手機端獨立完成，卡刷之名就是由此而來。

實際上，無論是官方OTA（在線升級），還是我們刷入第三方ROM，其實都是在Recovery模式下完成的。比如，當Android手機提示有系統更新時（圖7），當我們下載好升級包并選擇重啟升級時，手機便會自動進入官方Recovery并執行update.zip的更新操作。需要注意的是，在Fastboot模式下也能刷入system.img和boot.img鏡像，只是Recovery模式下的操作更簡單快捷。

當我們辛辛苦苦下載了一個動輒800MB的第三方ROM包，在進入Recovery進行卡刷時往往會出現無法識別或升級錯誤的提示，這是什么原因造成的？

第三方Recovery“參上”

一般來說，官方Recovery都暗藏簽名驗證，它只能識別并刷入官方認證的ROM，并將所有第三方ROM資源拒之門外。因此，當我們想刷入第三方ROM（比如給OPPO手機刷MIUI系統），就需要提前先刷入第三方的Recovery。

Recovery的版本是由Recovery.img鏡像決定的，而我們則可通過Fastboot模式刷入第三方的Recovery.img鏡像。好消息是，絕大多數熱門手機都能在網上的各大論壇下載到由達人制作的一鍵Root或一鍵刷第三方Recovery的工具箱（圖8）。手機與PC連接并根據工具箱界面提示操作，幾乎毫無難度和危險性可言。

總之，如果你對手機自帶的系統不滿意，想體驗第三方ROM的功能，完整的流程應該是先進入Fastboot模式刷入一個第三方recovery.img鏡像，再進入Recovery模式刷入一個包含system.img鏡像和boot.img鏡像的zip包。

Wipe “雙清”的必要性

Android手機用戶一定聽說過“雙清”或“雙Wipe”，它們到底是什么意思，在什么情況下才有必要進行上述操作呢？

簡單來說，雙清就是雙Wipe，它是Recovery模式所提供的主要功能之一。所謂雙Wipe指的是“wipe data/factory reset”（清除/data程序數據和恢復出廠設置）和“wipe cache partition”（清除緩存數據）。為了便于用戶理解和操作，很多手機廠商都對官方Recovery進行了圖形化和中文化處理，將雙Wipe直接翻譯成了中文選項（圖9）。除了雙清以外，很多Recovery還提供了四清甚至六清，即加入了清除dalvik cache、格式化系統分區、格式化手機內置存儲卡和格式化外置存儲卡四個選項，只是這些操作在絕大多數情況下并沒有實際意義。

那么，在什么情況下才需要進行雙清呢？答案是當你想刷入第三方ROM，那就請在刷入ROM前后分別進行一次雙清;或當系統版本遇到重要更新，比如從Android 4.x升級到Android 5.x，在升級后也請進行一次雙清（雙清前請先備份好重要數據）。此外，當你感覺手機速度變得越來越慢，或頻頻出現不穩定的問題，通過雙清（或進入系統設置進行恢復出廠設置）一般都能讓手機恢復到最佳狀態。

而導致雙清的原因，是因為Android系統代碼code和數據data是分開的，當手機進行多次固件更新或刷入新ROM時可能會改變code，也就是相當于改變了data默認的路徑或者格式。當新系統使用不了原來的data就會崩潰或死機，這就好像我們用暴風影音播放器去打開Word文檔卡死是一個道理。

當然，code和data的沖突屬于小概率事件，一般的系統更新不會導致它們間出現“隔閡”，但刷入第三方ROM或系統重大版本更新則會使沖突幾率大增。雙清的意義就是最大限度杜絕code和data沖突的出現。

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固件升級到底更新了什么

無論是系統更新包，還是完整的ROM（固件）包，它們都是以zip為后綴的壓縮文件。對正常使用的Android系統來說，它主要是由兩個分區組成：包含Android運行框架、系統APP、第三方APP以及各種驅動配置文件的“System分區”，以及由Kernel和Rootfs構成的“Boot分區”，它們所對應的鏡像分別稱為system.img和boot.img。在Recovery刷機前，我們通常會將system.img和boot.img打包壓縮成一個zip文件，也就是最開始提到的系統更新或完整ROM包。而Recovery刷機的過程，就是后臺將zip解壓并將框架、APP等更新內容上傳到Android手機內存對應路徑的過程。

小結

刷機是Android手機的一大特色，它可讓A品牌手機體驗到B、C……等品牌系統特有的功能和UI。不過，如果你對刷機情有獨鐘，那就請盡量挑選熱門機型，因為只有手機口碑好銷量大，才有達人有興趣為其開發第三方ROM的適配包。而一些小眾手機，連第三方Recovery和ROOT都搞不定。