Android 系统 Framework 中定制实现开关机动画实践

写在前面

本文主要记录了在Android 10 系统 定制开关机动画时遇到的权限读写问题以用开关机动画资源的流程、文件要求等问题。
涉及知识点 Linux中文件读写权限、系统开发层启动流程、adb shell root 等测试方法示例、踩坑流程及注意事项。
记录如有不对的地方欢迎指正。

需求背景

开关机动画资源文件由 Unity 端 将工具生成的开关机资源文件 copy 到系统中对应的目前中实现定制动画。
当用户删除 xx.zip中的文件时需要同步删除开关机资源文件实现恢复默认动画。
从而实现 Android 设备开关机动画定制。

主要问题

拷贝文件时写入系统目录的权限问题和开关机时系统读取资源文件的权限问题。

先实现一个文件拷贝的方法理想情况下这里不考虑系统权限的问题最原始的方法不考虑可读可写。But, 在系统动画定制时偏偏这个权限问题是最重要的。

public boolean copyFile(String oldPath, String newPath) {
        File oldFile = new File(oldPath);
        if (!oldFile.exists()) {
            Log.e(TAG, "copyFile: oldFile not exist");
            return false;
        } else if (!oldFile.isFile()) {
            Log.e(TAG, "copyFile: oldFile not file.");
            return false;
        } else if (!oldFile.canRead()) {
            Log.e(TAG, "copyFile:  oldFile cannot read.");
            return false;
        }
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(oldPath);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(newPath);
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int byteRead;
            while (-1 != (byteRead = fis.read(buffer))) {
                fos.write(buffer, 0, byteRead);
            }
            fis.close();
            fos.flush();
            fos.close();
            return true;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

开发工具 Unity 端的生成路径为 在 Android 设备中

/storage/emulated/0/Player/Player/xxx.zip

在设备端的执行 adb 时获取不到。

解决方案在 android 中服务端的 apk 中添加

<application android:requestLegacyExternalStorage="true" />

在 AndroidManifest.xml 里的application中添加 android:requestLegacyExternalStorage=“true” 临时解决。可以兼容到Android 11。

接口测试

String fromPath = "/data/local/tmp/bootanimation.zip";
String destPath = "/data/local/tmp/bootanimation.zip";
boolean success = mFileUtils.copyFile(fromPath, destPath);

1. 测试数据 是否能正常 copy
2. 测试 storage 中的目录的文件能正常 copy
3. 在 pc 中通过 adb push文件到 VR 中再 copy 到 destPath 中.

// 1. 先将 PC 中的数据 push 到新建的目录中去。
adb push C:\Users\DELL\Desktop\animal\test\test1.zip  /data/local/tmp/test
// 2. 查看 test 中的数据
C:\Users\DELL>adb shell
PANCAKE_1:/ $ cd /data/local/tmp/test
PANCAKE_1:/data/local/tmp/test $ ls -l
total 3924
-rw-rw-rw- 1 shell shell 4013572 2022-12-19 18:07 test1.zip
PANCAKE_1:/data/local/tmp/test $
// 3. 测试接口是否Copy 成功
无权限
// sdcard中下手
adb push C:\Users\DELL\Desktop\animal\test\test1.zip /sdcard/CCPlayer/
// 4. 去目录中查看数据

权限问题, 原因如下

1.APK安装路径下一般为/data/data/com.xxx.xxxx/
2./sdcard
3./system目录一般不可写即便通过mount命令以及chmod命令修改读写权限后依然无法在APK中使用createNewFile()创建文件。可能不同系统不同的结果
在 Android 系统启动过程中在启动脚本中添加chmod 777 目录名 可以使目录可以读写。

创建文件后失败日志

12-29 19:41:05.951 D/FileUtils( 2563): fromPath/sdcard/Player/test3.zip destPath: /data/local/tmp/test3.zip
12-29 19:41:05.952 W/System.err( 2563): java.io.IOException: Permission denied
12-29 19:41:05.952 W/System.err( 2563): 	at java.io.UnixFileSystem.createFileExclusively0(Native Method)
12-29 19:41:05.952 W/System.err( 2563): 	at java.io.UnixFileSystem.createFileExclusively(UnixFileSystem.java:317)
12-29 19:41:05.952 W/System.err( 2563): 	at java.io.File.createNewFile(File.java:1008)

用 java 中调用 adb 命令的方式

用 adb 命令来复制文件的方式

adb shell cp /storage/emulated/0/CCPlayer/CCPlayer/shutanimation.zip  
/data/local/tmp/

小结 在接口写完后测试实现方式是否达到预期尝试了用java 文件实现和 java调用 adb copy 来实现结果都是同样的权限问题说明方法没有问题在系统层的权限没有需要系统层放开权限。

权限问题对比测试

一个是 shell. 一个是 root.

java - Android: Permission denied for /data/local/tmp/* - Stack Overflow

chmod + x 是将文件状态改为可执行

chmod 777 是改变文件读写权限

chown 需要超级用户 root 的权限才能执行此命令。

参考解决方案

思路一 非正式版本中 userDebug 中 用户获取到 root 权限后可以直接操作。能正常读写文件。copy 文件或 adb shell cp 都可以

测试时可以先 Unity 端用这种方式调用之后系统改写权限 在user 中由系统改写读写权限或改写文件目录位置权限。

思路二在开机中放开目录的权限在init.rc 中直接放开 /data/local/tmp/ 目录的权限最后实现的方法。

思路三/data/local/tmp/的目录换成能读写的文件目录比如都放到 /storage/ 中。

思路四参考 samba 的方式实现。太过复杂也没有必要

权限问题需要修改系统的权限

可否直接改成 AID_ROOT权限根据网上提供的思路这里可以修改但是在我们的定制系统中这样做不行怕影响到其他。

小结
看到这里我们可以知道Linux的权限是需要好好的深入学习一下了不然 你可能不知道 shell 、root、system等用户组的使用场景这里我后期再进一步完善扩展一下。
测试中设备有root 权限userdubug和没有root权限(user)之分对文件的操作不同这里我们需要注意正式环境下文件的正常读写权限。

最后实现方案

修改 init.rc

# For security reasons, /data/local/tmp should always be empty.
    # Do not place files or directories in /data/local/tmp
    mkdir /data/local/tmp 0777 shell shell     // 0771 改成 0777

问题如何push 到 根目录/下。尝试上网上的很多方案均不成功目前无权限只能将系统整编后验证测试。最后测试通过。

小结
由于系统开发我们自己在维护有很多权限是不能随便放开的需要最小单位的权限放开处理此时考虑影响范围决定放开。

权限走到这里对放提供的方法中写的问题没有接下来遇到了读的问题。

其他问题

遇到动画不生效的问题是写入没有问题但是读取时没有获取到。这里需要走入源码了解一下。

//BootAnimation.cpp 中
static const char VENDOR_BOOTANIMATION_FILE[] = "/data/local/tmp/bootanimation.zip";
    
    switch(mAnimType) {
    case Boot:
        if (access(VENDOR_BOOTANIMATION_FILE, R_OK) == 0) {
            mZipFileName = VENDOR_BOOTANIMATION_FILE;
        } else if (nologo > 0) {
            mZipFileName = SYSTEM_NOLOGOANIMATION_FILE;
        } else {
            mZipFileName = SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE;
        }
        break;

access 中的方法

int access(const char* pathname, int mode);

参数介绍

pathname 是文件的路径名+文件名

mode指定access的作用取值如下:

F_OK 值为0判断文件是否存在

X_OK 值为1判断对文件是可执行权限

W_OK 值为2判断对文件是否有写权限

R_OK 值为4判断对文件是否有读权限

注后三种可以使用或“|”的方式一起使用如W_OK|R_OK

返回值成功0失败-1

注意压缩包里不能嵌套文件夹。

Unity 中(调用方)出现一个权限的问题导致 copy 文件成功却没有在开关机动画生效原因在于 system 用户没有 rw 权限。

这是 Unity 端 调用接口将资源文件 copy 到 data/local/tmp/中

目前开关机时无法加载到,遇到权限问题开关机动画未生效通过 adb 查看权限如下

这是通过 adb shell push xx到 data/local/tmp 目前下的文件。通过adb 查看权限如下

权限可读可写开关机动画生效

init.rc 的文件

# For security reasons, /data/local/tmp should always be empty.
    # Do not place files or directories in /data/local/tmp
    mkdir /data/local/tmp 0777 shell shell // 目前改动
    mkdir /data/local/traces 0777 shell shell
    mkdir /data/data 0771 system system
    mkdir /data/app-private 0771 system system
    mkdir /data/app-ephemeral 0771 system system

思路 解决文件的权限问题

参考如何通过 Java 代码修改文件的权限 - CodePlayer | 代码玩家

写文件成功只有属主读写权限但是没有属组权限 和 其他人权限的权限

​
面对 drwxrwx-x拆解一下知识点回顾
| rwx | r-x | r-x | root | root

| - | - | - | - | - |
| 属主权限 | 属组权限 | 其他人权限 | 属主 | 属组

于是 添加文件权限在调用方将文件copy到目标文件夹下时添加以下代码放开权限组的权限。

Files.setPosixFilePermissions(destFile.toPath(),
PosixFilePermissions.fromString("rw-rw-rw-")

用 apk 接口测试。

最后开关机动画生效。至此问题得到解决。
小结 这里主要讲了 测试过程中如何能过 adb 查看资源文件是否在我们定制动画目录是否有文件即检查文件是否成功读写成功。

总结

1. 最后的开关机的动画中开机中出现的长达10 秒左右的 logo 是 Kernel 驱动层的 logo,当进入系统后才会加载开机动画。

2. 准备的资源文件中注意压缩格式有要求 格式zip 方式存储
   

3. 压缩中的资源动画配置注意事项:

资源文件格式不对会出现不生效动画显示一闪而过的问题相关参数需要好好了解。
4. 权限的问题通过此次操作明白了 Android系统开发中 Linux 中需要再深入学习一下一个问题背后有 N 个技术点了解得越透彻解决问题的思路才开阔。

最后大家有疑问可以进一步讨论。