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Android系统启动流程（一）解析init进程前言作为“Android框架层”这个大系列中的第一个系列，我们首先要了解的是Android系统启动流程，在这个流程中会涉及到很多重要的知识点，这个系列我们就来一一讲解它们，这一篇我们就来学习init进程。1.init简介init进程是Android系统中用户空间的第一个进程，作为第一个进程，它被赋予了很多极其重要的工作职责，比如创建zygote(孵化器)和属性服务等。init进程是由多个源文件共同组成的，这些文件位于源码目录system/core/init。本文将基于Android7.0源码来分析Init进程。2.引入init进程说到init进程，首先要提到Android系统启动流程的前几步： 1.启动电源以及系统启动 当电源按下时引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序Bootloader到RAM，然后执行。 2.引导程序Bootloader 引导程序是在Android操作系统开始运行前的一个小程序，它的主要作用是把系统OS拉起来并运行。 3.Linux内核启动 内核启动时，设置缓存、被保护存储器、计划列表，加载驱动。当内核完成系统设置，它首先在系统文件中寻找”init”文件，然后启动root进程或者系统的第一个进程。 4.init进程启动讲到第四步就发现我们这一节要讲的init进程了。关于Android系统启动流程的所有步骤会在本系列的最后一篇做讲解。3.init入口函数init的入口函数为main，代码如下所示。 system/core/init/init.cppint main(int argc, char* argv) if (!strcmp(basename(argv0), ueventd) return ueventd_main(argc, argv); if (!strcmp(basename(argv0), watchdogd) return watchdogd_main(argc, argv); umask(0); add_environment(PATH, _PATH_DEFPATH); bool is_first_stage = (argc = 1) | (strcmp(argv1, -second-stage) != 0); /创建文件并挂载 if (is_first_stage) mount(tmpfs, /dev, tmpfs, MS_NOSUID, mode=0755); mkdir(/dev/pts, 0755); mkdir(/dev/socket, 0755); mount(devpts, /dev/pts, devpts, 0, NULL); #define MAKE_STR(x) _STRING(x) mount(proc, /proc, proc, 0, hidepid=2,gid= MAKE_STR(AID_READPROC); mount(sysfs, /sys, sysfs, 0, NULL); open_devnull_stdio(); klog_init(); klog_set_level(KLOG_NOTICE_LEVEL); NOTICE(init %s started!n, is_first_stage ? first stage : second stage); if (!is_first_stage) / Indicate that booting is in progress to background fw loaders, etc. close(open(/dev/.booting, O_WRONLY | O_CREAT | O_CLOEXEC, 0000); /初始化属性相关资源 property_init();/1 process_kernel_dt(); process_kernel_cmdline(); export_kernel_boot_props(); . /启动属性服务 start_property_service();/2 const BuiltinFunctionMap function_map; Action:set_function_map(&function_map); Parser& parser = Parser:GetInstance(); parser.AddSectionParser(service,std:make_unique(); parser.AddSectionParser(on, std:make_unique(); parser.AddSectionParser(import, std:make_unique(); /解析init.rc配置文件 parser.ParseConfig(/init.rc);/3 . while (true) if (!waiting_for_exec) am.ExecuteOneCommand(); restart_processes(); int timeout = -1; if (process_needs_restart) timeout = (process_needs_restart - gettime() * 1000; if (timeout 0) timeout = 0; if (am.HasMoreCommands() timeout = 0; bootchart_sample(&timeout); epoll_event ev; int nr = TEMP_FAILURE_RETRY(epoll_wait(epoll_fd, &ev, 1, timeout); if (nr = -1) ERROR(epoll_wait failed: %sn, strerror(errno); else if (nr = 1) (void (*)() ev.data.ptr)(); return 0;init的main方法做了很多事情，我们只需要关注主要的几点，在注释1处调用 property_init来对属性进行初始化并在注释2处的 调用start_property_service启动属性服务，关于属性服务，后面会讲到。注释3处 parser.ParseConfig(“/init.rc”)用来解析init.rc。解析init.rc的文件为system/core/init/init_parse.cpp文件，接下来我们查看init.rc里做了什么。4.init.rcinit.rc是一个配置文件，内部由Android初始化语言编写（Android Init Language）编写的脚本，它主要包含五种类型语句： Action、Commands、Services、Options和Import。init.rc的配置代码如下所示。 system/core/rootdir/init.rcon init sysclktz 0 # Mix device-specific information into the entropy pool copy /proc/cmdline /dev/urandom copy /p /dev/urandom.on boot # basic network init ifup lo hostname localhost domainname localdomain # set RLIMIT_NICE to allow priorities from 19 to -20 setrlimit 13 40 40. 这里只截取了一部分代码，其中#是注释符号。on init和on boot是Action类型语句，它的格式为：on & * /设置触发器 /动作触发之后要执行的命令 为了分析如何创建zygote，我们主要查看Services类型语句，它的格式如下所示：service * / /option是service的修饰词，影响什么时候、如何启动services . 需要注意的是在Android 7.0中对init.rc文件进行了拆分，每个服务一个rc文件。我们要分析的zygote服务的启动脚本则在init.zygoteXX.rc中定义，这里拿64位处理器为例，init.zygote64.rc的代码如下所示。 system/core/rootdir/init.zygote64.rcservice zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin -zygote -start-system-server class main socket zygote stream 660 root system onrestart write /sys/android_power/request_state wake onrestart write /sys/power/state on onrestart restart audioserver onrestart restart cameraserver onrestart restart media onrestart restart netdwritepid /dev/cpuset/foreground/tasks /dev/stune/foreground/tasks其中service用于通知init进程创建名zygote的进程，这个zygote进程执行程序的路径为/system/bin/app_process64，后面的则是要传给app_process64的参数。class main指的是zygote的class name为main，后文会用到它。5.解析service接下来我们来解析service，会用到两个函数，一个是ParseSection，它会解析service的rc文件，比如上文讲到的init.zygote64.rc，ParseSection函数主要用来搭建service的架子。另一个是ParseLineSection，用于解析子项。代码如下所示。 system/core/init/service.cppbool ServiceParser:ParseSection(const std:vector& args, std:string* err) if (args.size() 3) *err = services must have a name and a program; return false; const std:string& name = args1; if (!IsValidName(name) *err = StringPrintf(invalid service name %s, name.c_str(); return false; std:vector str_args(args.begin() + 2, args.end(); service_ = std:make_unique(name, default, str_args);/1 return true;bool ServiceParser:ParseLineSection(const std:vector& args, const std:string& filename, int line, std:string* err) const return service_ ? service_-HandleLine(args, err) : false;注释1处，根据参数，构造出一个service对象，它的classname为”default”。当解析完毕时会调用EndSection：void ServiceParser:EndSection() if (service_) ServiceManager:GetInstance().AddService(std:move(service_); 接着查看AddService做了什么：void ServiceManager:AddService(std:unique_ptr service) Service* old_service = FindServiceByName(service-name(); if (old_service) ERROR(ignored duplicate definition of service %s, service-name().c_str(); return; services_.emplace_back(std:move(service);/1注释1处的代码将service对象加入到services链表中。上面的解析过程总体来讲就是根据参数创建出service对象，然后根据选项域的内容填充service对象，最后将service对象加入到vector类型的services链表中。，6.init启动zygote讲完了解析service，接下来该讲init是如何启动service，在这里我们主要讲解启动zygote这个service。在zygote的启动脚本中我们得知zygote的class name为main。在init.rc有如下配置代码： system/core/rootdir/init.rc.on nonencrypted # A/B update verifier that marks a successful boot. exec - root - /system/bin/update_verifier nonencrypted class_start main class_start late_start . 其中class_start是一个COMMAND，对应的函数为do_class_start。我们知道main指的就是zygote，因此class_start main用来启动zygote。do_class_start函数在builtins.cpp中定义，如下所示。system/core/init/builtins.cppstatic int do_class_start(const std:vector& args) /* Starting a class does not start services * which are explicitly disabled. They must * be started individually. */ ServiceManager:GetInstance(). ForEachServiceInClass(args1, (Service* s) s-StartIfNotDisabled(); ); return 0;来查看StartIfNotDisabled做了什么： system/core/init/service.cppbool Service:StartIfNotDisabled() if (!(flags_ & SVC_DISABLED) return Start(); else flags_ |= SVC_DISABLED_START; return true;接着查看Start方法，如下所示。bool Service:Start() flags_ &= (SVC_DISABLED|SVC_RESTARTING|SVC_RESET|SVC_RESTART|SVC_DISABLED_START); time_started_ = 0; if (flags_ & SVC_RUNNING) /如果Service已经运行，则不启动 return false; bool needs_console = (flags_ & SVC_CONSOLE); if (needs_console & !have_console) ERROR(service %s requires consolen, name_.c_str(); flags_ |= SVC_DISABLED; return false; /判断需要启动的Service的对应的执行文件是否存在，不存在则不启动该Service struct stat sb; if (stat(args_0.c_str(), &sb) = -1) ERROR(cannot find %s (%s), disabling %sn, args_0.c_str(), strerror(errno), name_.c_str(); flags_ |= SVC_DISABLED; return false; . pid_t pid = fork();/1.fork函数创建子进程 if (pid = 0) /运行在子进程中 umask(077); for (const auto& ei : envvars_) add_environment(.c_str(), ei.value.c_str(); for (const auto& si : sockets_) int socket_type = (si.type = stream ? SOCK_STREAM : (si.type = dgram ? SOCK_DGRAM : SOCK_SEQPACKET); const char* socketcon = !si.socketcon.empty() ? si.socketcon.c_str() : scon.c_str(); int s = create_socket(.c_str(), socket_type, si.perm, si.uid, si.gid, socketcon); if (s = 0) PublishSocket(, s); . /2.通过execve执行程序 if (execve(args_0.c_str(), (char*) &strs0, (char*) ENV) = PROP_VALUE_MAX) return -1; if (strcmp(selinux.reload_policy, name) = 0 & strcmp(1, value) = 0) if (selinux_reload_policy() != 0) ERROR(Failed to reload policyn); else if (strcmp(selinux.restorecon_recursive, name) = 0 & valuelen 0) if (restorecon_recursive(lue) != 0) ERROR(Failed to restorecon_recursive %sn, value); /从属性存储空间查找该属性 prop_info* pi = (prop_info*) _system_property_find(name); /如果属性存在 if(pi != 0) /如果属性以ro.开头，则表示是只读，不能修改，直接返回 i