# Root Android(Nexus 5)

> 对于Android开发，是不需要Root Android就可以进行，只需要开启"Developr options"就可以了。Root Android的目的是为了增加可玩性，例如在Android上[部署Linux](https://github.com/huataihuang/cloud-atlas-draft/tree/6f3204fffc11cf006abd394631e2598d98b415c3/develop/android/linux/deploy_linux_on_android/README.md)

Root Android和苹果设备的Jailbreak不是一个概念

## 通过Wug's Nexus Root Toolkit实现root android

[Rooting your Android](http://www.androidcentral.com/root)文档提供了各种Android设备的Root方法的索引，其中[How to root your Nexus 5](http://forums.androidcentral.com/nexus-5-rooting-roms-hacks/395976-how-root-your-nexus-5-a.html?_ga=1.178022885.1748389412.1454345441#post3686843)介绍如何root Nexus 5设备。

如果是Windows操作系统，[Wug's Nexus Root Toolkit](http://www.wugfresh.com/nrt/)，可以非常方便实现快速的Root。不过，对于Mac/Linux用户，可以参考[Is there a version of your toolkit for Mac/Linux yet?](http://www.wugfresh.com/faqs/is-there-a-mac-nexus-root-toolkit/)，其实就是通过虚拟机来运行Windows系统，再运行这个Root Toolkit。

## 通过ADB方式手工root android

上述的root android依赖特定工具，实际上隐藏了技术细节。如果是Mac/Linux系统，可以通过手工方法，使用ADB来传输root镜像实现root Android目的。

通过root android，可以在系统级别调优，甚至可以完全替换操作系统。此外，通过root Android，将获得在Linux内核上运行桌面OS的权限，也就是可以修改系统或者安装unapproved组件。当获得root访问权限之后，可以对设备进行完整的备份和恢复，意味着可以将系统完整复制到新的手机或者平板中。同时也具有了安装自定义ROM，如[CyanogenMod](http://www.cyanogenmod.org/)或者[Paranoid Android](http://www.paranoidandroid.co/)（一种定制ROM用于扩展和增强Android）。

### 如何Root Android

root过程要根据不同的设备来调整，但是，第一个步骤都是相同的，即unlock，也就是绕过bootloader。bootloader是设备启动时第一个运行的程序，它会验证所有运行在手机上的软件。所以要安装root软件包，需要首先屏蔽bootloader。

注意：请先备份数据，unblock bootloaders将擦除设备上的内容！

* 下载和安装[Android SDK](http://developer.android.com/sdk/index.html)并安装USB驱动包和Android tools

> 请参考 [升级Nexus 5系统](https://huataihuang.gitbook.io/cloud-atlas-draft/develop/android/startup/nexus_5_update) 中相关步骤完成上述安装过程

**使用Android Debug Bridge (ADB)**

* 将设备通过USB连接到主机

```bash
adb devices
```

需要看到设备清单

```
List of devices attached
02211e9ec9623837    device
```

* 使用`adb tool`在设备启动的状态下执行如下命令

```bash
adb reboot bootloader
```

* 通过以下命令将设备的`bootloader`解锁

```bash
fastboot oem unlock
```

这时设备会提示确认屏幕(unlock以后，可以安装定制的操作系统) **注意，确认后设备上的所有`用户`数据被清除** ，此时系统会回到出厂状态（相当于新的手机）。

使用`音量键`将高亮确认键移动到`Yes`上，然后按下`电源键`确认执行`unlock`

此时设备屏幕上显示`LOCK STATE - unlocked`一行小`红字`，表示解锁成功，现在就是解锁状态的`FASTBOOT MODE`了。可以开始刷入新系统了。

> 上述步骤我在[升级Nexus 5系统](https://huataihuang.gitbook.io/cloud-atlas-draft/develop/android/startup/nexus_5_update)时候已经全部做过了，所以当前操作都跳过这些。如果你是第一次操作，则需要完成上述步骤。

* 在电脑上下载 [TWRP recovery](http://teamw.in/project/twrp2) **或者** [ClockWorkMod](http://www.clockworkmod.com/rommanager)（需要根据不同设备进行下载）以及[SuperSU](http://forum.xda-developers.com/apps/supersu)软件包（可以从xda developers论坛SuperSU板块找到最新版本）。

> [TWRP Manager (Requires ROOT)](https://play.google.com/store/apps/details?id=com.jmz.soft.twrpmanager)也可以从Google Play Store安装，使用Google Play Store上的TWRP Manager比较傻瓜化，并且可以根据TWRP官方网站版本更新而不断根新版本，推荐使用。
>
> [ROM Manager](https://play.google.com/store/apps/details?id=com.koushikdutta.rommanager)也可以从Google Play Store安装 （版本似乎旧一些）
>
> [SuperSU](https://play.google.com/store/apps/details?id=eu.chainfire.supersu) 也可以从Google Play Store安装

从Google Play Store安装的免费版本有内购（主要是用于去除广告），但功能不受影响，所以可以直接安装使用。

SuperSU是在rooted之后才能安装使用，实际进行root的是TWRP或ClockWorkMod。

从 [\[BETA\]\[2016.02.28\] SuperSU v2.68](http://forum.xda-developers.com/apps/supersu/2014-09-02-supersu-v2-05-t2868133) 看，推荐使用TWRP。[TWRP是一个开源的社区项目](https://github.com/omnirom/android_bootable_recovery/)，并且持续活跃开发。通过TWRP，可以安装完全定制的ROM，如[OmniROM](http://omnirom.org/)，这是一个非常有意思的开源项目。

我的实际操作如下：

* 下载 <http://download.chainfire.eu/supersu-stable> ，然后通过ADB将文件传输到手机设备中
* 从 [TWRP device list](https://twrp.me/Devices/) 下载对应于设备的文件，例如，我使用的[LG Nexus 5 (hammerhead)](https://twrp.me/devices/lgnexus5.html)，请参考其中文档下载[twrp-3.0.0-0-hammerhead.img](https://dl.twrp.me/hammerhead/twrp-3.0.0-0-hammerhead.img)，然后使用如下方法刷入手机

```bash
adb reboot bootloader
fastboot flash recovery twrp-3.0.0-0-hammerhead.img
```

* 断开手机和主机连接，然后使用音量键滚动选择`Recovery mode`（从`Start` => `Restart bootloader` => `Recovery mode`），然后按下电源键确认进入Recovery模式。此时手机会再次启动，启动后就会看到`TWRP`界面

`TWRP`会提示允许是否允许修改分区

![TWRP](https://3334459331-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LeFI0OlHH4bg0gqJ3hR%2F-M1T9_Bfe6KWQGInkWGi%2F-M1TAK4KxYU8OSKDdzbG%2Ftwrp-1.jpg?generation=1583201777240246\&alt=media)

此时滑动最下方的`Swipe to Allow Modifications`，进入安装TWRP更改页面，并点击`Install`按钮

![TWRP](https://3334459331-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LeFI0OlHH4bg0gqJ3hR%2F-M1T9_Bfe6KWQGInkWGi%2F-M1TAK4PAMF316eRC4k7%2Ftwrp-2.jpg?generation=1583201777245765\&alt=media)

滚动页面，选择前面传输到手机设备中的`supersu.zip`文件（具体文件名根据下载版本会不同），然后点击`Install Image`按钮

![TWRP](https://3334459331-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LeFI0OlHH4bg0gqJ3hR%2F-M1T9_Bfe6KWQGInkWGi%2F-M1TAK4VQD1EOhtIYBeB%2Ftwrp-3.jpg?generation=1583201777121451\&alt=media)

在确认页面滑动`Swipe to confirm Flash`按钮，确认进行刷新

![TWRP](https://3334459331-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LeFI0OlHH4bg0gqJ3hR%2F-M1T9_Bfe6KWQGInkWGi%2F-M1TAK4Zsk7nUw5rYTvF%2Ftwrp-4.jpg?generation=1583201777102129\&alt=media)

刷新成功后，就可以点击`Reboot System`重启系统

![TWRP](https://3334459331-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LeFI0OlHH4bg0gqJ3hR%2F-M1T9_Bfe6KWQGInkWGi%2F-M1TAK4dHj8WcvKfzI9k%2Ftwrp-5.jpg?generation=1583201777312304\&alt=media)

> 注意：一定要在`fastboot flash recovery twrp.img`后马上启动到Recovery模式，立即安装`SuperSU.zip`。因为很多设备第一次启动时会自动替换掉定制的recovery(`TWRP`)，就会导致前面的步骤白做了。一旦TWRP启动，TWRP就会对ROM进行补丁来避免ROM替换掉TWRP。如果你忘记了这个步骤，需要重复前面所述的安装步骤，再重头来一次。
>
> 今后再安装升级，可以下载最新的TWRP image存放到手机，然后再次进入Recovery模式，使用原先安装的TWRP进行`Install`就可以升级到最新版本的TWRP。

* 验证Root是否成功

在Google Play Store中安装[Root Checker](https://play.google.com/store/apps/details?id=com.joeykrim.rootcheck\&hl=en)应用程序，执行这个程序来检查。该程序不会对系统做任何修改，只是验证获取Root权限是否能够成功，所以是一个安全的程序。

看到以下验证界面就表示Root设备成功了

![TWRP](https://3334459331-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LeFI0OlHH4bg0gqJ3hR%2F-M1T9_Bfe6KWQGInkWGi%2F-M1TAK4h0KHcy5PMOd9H%2Ftwrp-6.jpg?generation=1583201777077152\&alt=media)

## root后Android升级

root过之后的Android运行和使用没有任何问题，但是会遇到一个问题，就是当Google推送系统升级的时候，每次系统启动开始打补丁总是不成功，进入Android系统之后，依然看到系统提示你要更新软件包。

在`TWRP`启动时候，注意观察，可以看到启动报错是在安装`/cache/update.zip`包时候返回了一个`Status 7`错误：

```bash
Updating partition detail...
...done
Full SELinux support is present.
Running Recovery Commands
Installing zip file '/cache/update.zip'
Checking for MD5 file...
Skipping D5 check: no MD5 file found
Package expects build fingerprint of google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:usr/release-keys for google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:usr/release-keys; this device has google/omni_hammerhead/hammerhead:5.0.2/LRX22G/3:eng/test-keys.
Updter process ended with ERROR: 7
Error installing zip file '/cache/update.zip'
Done processing script file
MTP Enabled
```

截图如下：

上述`Status 7`错误的原因是因为更新软件包中的`updater-script`脚本中有一部分是检查设备型号是否和安装的ROM兼容，这部分的`updater-script`有一个称为`asserts`的部分是用来校验的。

* 将 `update.zip` 文件复制出来（对于系统目录下文件复制，需要su权限，见下文）解压缩

```bash
adb shell
su
```

当使用了`su`指令之后，就可以进入`root`帐号，此时就可以`cd /cache`等系统目录。不过，无法使用`adb root`指令（这个指令可以以root身份运行adbd，就可以直接`adb pull`系统文件），如果直接使用`adb root`指令会提示正式产品设备无法使用该指令

```bash
adbd cannot run as root in production builds
```

解决的方法参考 [copy db file with adb pull results in 'permission denied' error](http://stackoverflow.com/questions/20891597/copy-db-file-with-adb-pull-results-in-permission-denied-error)，可以将系统文件复制到普通目录，如`/sdcard/Download`目录，然后就可以下载或上传。

```bash
cd /sdcard/Download
cp /cache/update.zip ./
```

然后在主机操作系统执行`adb`命令复制出文件

```bash
adb pull /sdcard/Download/update.zip
```

* 解压缩以后，进入`META-INF/com/google/android`目录，将`updater-script`复制成`updater-script.txt`，然后使用文本编辑器编辑这个文件
* 删除`assert`开头的所有行（也就是对文件进行校验的命令），然后保存文件
* 再将`updater-script.txt`重命名会`updater-script`
* 重新将文件压缩成原先的`update.zip`，并传输回

```bash
zip -r update.zip META-INF patch
adb push update.zip /cache/update.zip
```

> 上述方法对于OTA方式升级新的Android系统或者补丁包都是适用的

不过，我依然遇到ERROR 7报错，仔细检查报错，发现是因为`fingerprint`错误

```bash
getprop("ro.build.fingerprint") == "google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:user/release-keys" ||
    getprop("ro.build.fingerprint") == "google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:user/release-keys" ||
    abort("Package expects build fingerprint of google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:user/release-keys or google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:user/release-keys; this device has " + getprop("ro.build.fingerprint") + ".");
```

添加上 `google/omni_hammerhead/hammerhead:5.0.2/LRX22G/3:eng/test-keys`（因为root的时候使用了omni\_hammerhead的）或者索性删除掉这行`getprop`检查即可以绕过报错。

修改上述代码行：

```bash
getprop("ro.build.fingerprint") == "google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:user/release-keys" ||
    getprop("ro.build.fingerprint") == "google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:user/release-keys" ||
    getprop("ro.build.fingerprint") == "google/omni_hammerhead/hammerhead:5.0.2/LRX22G/3:eng/test-keys" ||
    abort("Package expects build fingerprint of google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:user/release-keys or google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:user/release-keys; this device has " + getprop("ro.build.fingerprint") + ".");
```

> Nexus 5启动进入`recovery`模式的方法是在启动时同时按下上下两个音量键再按下电源键启动，保持这3个键按下状态，直到系统启动，就会进入[Fastboot/Bootloader Mode options](http://www.android.gs/boot-nexus-5-fastboot-mode/)页面，此时就可以通过音量键选择`recovery`模式（[How to Boot Recovery Mode for Google Nexus 5](http://www.android.gs/how-to-boot-recovery-mode-for-google-nexus-5/)）

### 其他验证步骤需要修正

* 去除`/system/recovery-from-boot.p`校验

```bash
Verifying current system...
"/system/recovery-from-boot.p" has unexpected contents.
Updter process ended with ERROR: 7
Error installing zip file '/cache/update.zip'
Updating partition details...
...done
```

这个报错解决方法是删除`updater-script`中以下检查行

```bash
apply_patch_check("/system/recovery-from-boot.p", "49d5122adb02c2f67f1f80d3     9a384ec6d44bf3e1", "8130c984873d707063496965b6ad571518bcd968") || abort("\"     /system/recovery-from-boot.p\" has unexpected contents.");
```

* 去除`EMMC`校验

```bash
Verify current system..
"EMMC:/dev/block/platform/msm_sdcc.1/by-name/boot:9371648:dac193c5c724e60434495657d50583e53d1a9137:9367552:81250cee12dbb1332479d2f91b179fb96e09377a" has unexpected contents.
Updter process ended with ERROR: 7
Error installing zip file '/cache/update.zip'
Updating partition details...
...done
```

这个报错解决方法是删除`updater-script`中以下检查行

```bash
apply_patch_check("EMMC:/dev/block/platform/msm_sdcc.1/by-name/boot:9371648     :dac193c5c724e60434495657d50583e53d1a9137:9367552:81250cee12dbb1332479d2f91     b179fb96e09377a") || abort("\"EMMC:/dev/block/platform/msm_sdcc.1/by-name/b     oot:9371648:dac193c5c724e60434495657d50583e53d1a9137:9367552:81250cee12dbb1     332479d2f91b179fb96e09377a\" has unexpected contents.");
```

## root后Android升级patch完整操作步骤整理

> 上述对`root后Android升级`做了探索，反复折腾了多次，总算完成了root后第一次补丁包安装。本段落再做一次整理总结

**root过的Android系统会对Android做如下改动**

* 启动分区修改（也就是`/system/recovery-from-boot.p`）
* EMMC修改
* `ro.build.fingerprint`修改
* 部分系统软件包的替换（目前我不确定是哪些被修改了，要看实际SHA校验）

### 操作步骤

* 在Nexus 5 Android操作系统中检查系统更新，此时系统提示下载补丁包完成后，不要直接进行升级。而是连接USB数据线，使用`adb`进行操作。
* 连接USB数据线后，执行如下`adb`命令(其中`su`命令是为了获得Android系统的`root`权限，以便从系统目录中复制出补丁包)

```bash
adb devices
adb shell
su
cp /cache/update.zip /sdcard/Download/
```

此时补丁包被复制到存储卡目录下，就可以通过`adb`命令复制出来进行修改了。

* 使用`adb`工具将Nexus 5中已经下载的`update.zip`复制出来

> `adb`使用方法参考[ADB Shell](http://adbshell.com/commands/adb-root)

```bash
adb pull /sdcard/Download/update.zip
```

* 解压缩`update.zip`

此时补丁包`update.zip`被复制到当前目录，使用`zip`命令进行解压缩

```bash
zip -d update.zip
```

解压缩以后，当前目录下会有两个子目录`META-INF`和`patch`

#### 修改`META-INF/com/android/updater-script`脚本

* 删除所有`assert`开头的所有行（也就是对文件进行校验的命令)
* 删除`EMMC`校验

```bash
apply_patch_check("EMMC:/dev/block/platform/msm_sdcc.1/by-name/boot:9371648     :dac193c5c724e60434495657d50583e53d1a9137:9367552:81250cee12dbb1332479d2f91     b179fb96e09377a") || abort("\"EMMC:/dev/block/platform/msm_sdcc.1/by-name/b     oot:9371648:dac193c5c724e60434495657d50583e53d1a9137:9367552:81250cee12dbb1     332479d2f91b179fb96e09377a\" has unexpected contents.");
```

* 删除`/system/recovery-from-boot.p`校验

```bash
apply_patch_check("/system/recovery-from-boot.p", "49d5122adb02c2f67f1f80d3     9a384ec6d44bf3e1", "8130c984873d707063496965b6ad571518bcd968") || abort("\"     /system/recovery-from-boot.p\" has unexpected contents.");
```

* 修改或删除`fingerprint`校验（这里可以根据第一次补丁包安装时提示错误来修改，或者索性删除）

```bash
getprop("ro.build.fingerprint") == "google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:user/release-keys" ||
    getprop("ro.build.fingerprint") == "google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:user/release-keys" ||
    abort("Package expects build fingerprint of google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29Q/2480792:user/release-keys or google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:user/release-keys; this device has " + getprop("ro.build.fingerprint") + ".");
```

* 重新打包

```bash
zip -r update.zip META-INF patch
```

* 通过`adb`将修改过的`update.zip`传回手机

```bash
adb push update.zip /sdcard/Download/
```

* 启动Android进入`recovery`模式（同时安装上下音量键和电源键开机，并选择recovery模式）
* 通过`TWRP`的`Install`功能安装自己修改过的`/sdcard/Download/update.zip`

**安装过程如果有报错，请仔细查看报错信息，一般是校验错误，只要相应修改`updater-script`脚本绕过就可以了**

使用`TWRP`的`Install`功能安装补丁包有一个好处，就是安装失败可以立即修改`update.zip`，再用`adb`将调整后的`update.zip`传入手机再次尝试升级。多试几次，就会成功！

## 升级TWRP 3.0.2.0

通过Google Play Store安装了[TWRP Manager (Requires ROOT)](https://play.google.com/store/apps/details?id=com.jmz.soft.twrpmanager)，将TWRP升级到3.0.2.0之后，安装Android 6.0.1的补丁包`update.zip`遇到的报错类似前述，报错信息略有改变

```bash
Package expects build fingerprint of google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MMB29V/2554798:usr/release-keys for google/hammerhead/hammerhead:6.0.1/MOB30D/2704746:usr/release-keys; this device has google/omni_hammerhead/hammerhead:5.1.1/LYZ28J/5:eng/test-keys.
```

这个问题比较麻烦，每次需要手工hack升级脚本不是解决的好方法

## 参考

* [Rooting your Android](http://www.androidcentral.com/root) - 介绍通过[Wug's Nexus Root Toolkit](http://www.wugfresh.com/nrt/)快速完成
* [How to Root Android](http://www.maximumpc.com/how-root-android-2013/) - 介绍了手工操作完成root Android方法，适用所有Android设备，推荐阅读
* [How to Fix Status 7 Error While Installing OTA Update or Custom ROMs](http://www.droidviews.com/fix-status-7-error-while-installing-ota-update-or-roms/)