linux 内核启动过程以及挂载android 根文件体系的过程 （ 转）

Admin

2011年10月6日

首要介绍linux 内核启动过程以及挂载android 根文件体系的过程，以及介绍android 源代码中文件体系项目组的浅析。

首要源代码目次介绍

Makefile （全局的Makefile）

bionic （Bionic 含义为仿生，这里面是一些根蒂根基的库的源代码）

bootable （勾引加载器）

build （build 目次中的内容不是目标所用的代码，而是编译和设备所须要的脚本和对象）

dalvik （JAVA 虚拟机）

development （法度开辟所须要的模板和对象） external （目标机械应用的一些库）

frameworks （应用法度的框架层）

hardware （与硬件相干的库）

packages （Android 的各类应用法度）

prebuilt （Android 在各类平台下编译的预置脚本）

recovery （与目标的恢复功能相干）

system （Android 的底层的一些库）

out （编译完成后产生的目次，也就是我们移植文件体系须要的目次）

host 目次的布局如下所示：

out/host/

|-- common

| `-- obj （JAVA 库）

`-- linux-x86

|-- bin （二进制法度）

|-- framework （JAVA 库，＊.jar 文件）

|-- lib （共享库*.so）

`-- obj （中心生成的目标文件）

host 目次是一些在主机上用的对象，有一些是二进制法度，有一些是JAVA 的法度。

target 目次的布局如下所示：

out/target/

|-- common

| |-- R （资料文件）

| |-- docs

| `-- obj （目标文件）

`-- product

`-- generic

此中common 目次默示通用的内容，product 中则是针对产品的内容。

在common 目次的obj 中，包含两个首要的目次：

APPS 中包含了JAVA 应用法度生成的目标，每个应用法度对应此中一个子目次，将连络每个应用法度的原始文件生成Android 应用法度的APK 包。
JAVA_LIBRARIES 中包含了JAVA 的库，每个库对应此中一个子目次。

所以，我们提取文件体系主如果在/out/target/product/generic 目次下，我们可以看到里面有obj 目次，进入obj 目次看看，里面是android 文件体系很是首要的内容：

/obj

APPS （文件体系下/system/apps 目次下的各类应用法度）

SHARED_LIBRARIES （存放所有动态库）

STATIC_LIBRARIES（存放所有静态库）

EXECUTABLES （存放各类可履行文件）

Linux 内核启动挂载android根文件体系过程解析

趁便列举一下内核启动流程：

/arch/arm/boot/compressed/head.S：

Start:

Decompressed_kernel（） //在/arch/arm/boot/compressed/misc.c 中

Call_kernel（）

Stext:

/init/main.c

Start_kernel（）

Setup_arch（）

…

Rest_init（）

Init（）

Do_basic_setup（）

Prepare_namespace（）

看到了这里，我已冲动得说不出话了，因为来到我与挂载根文件体系最首要的接口函数。

static int noinline init_post（void）

{

free_initmem（）;

unlock_kernel（）;

mark_rodata_ro（）;

system_state = SYSTEM_RUNNING;

numa_default_policy（）;

if （sys_open（（const char __user *） "/dev/console"， O_RDWR， 0） < 0）

printk（KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n"）;

（void） sys_dup（0）;

（void） sys_dup（0）;

current->signal->flags |= SIGNAL_UNKILLABLE;

if （ramdisk_execute_command） {

run_init_process（ramdisk_execute_command）;

printk（KERN_WARNING "Failed to execute ％s\n"，ramdisk_execute_command）;

}

if （execute_command） {

run_init_process（execute_command）;

printk（KERN_WARNING "Failed to execute ％s. Attempting ""defaults...\n"，

execute_command）;

}

run_init_process（"/sbin/init"）;

run_init_process（"/etc/init"）;

run_init_process（"/bin/init"）;

run_init_process（"/bin/sh"）;

panic（"No init found. Try passing init= option to kernel."）;

}

此中，我们看到行代码run_init_process（execute_command）;

execute_command 是从UBOOT 传递过来的参数，一般为/init，也就是调用文件体系里的init 初始化过程。若是找不到init 文件就会在

run_init_process（"/sbin/init"）;

run_init_process（"/etc/init"）;

run_init_process（"/bin/init"）;

run_init_process（"/bin/sh"）;

中找，不然报错。

在这里因为我们的根文件体系是从/linuxrc 开端的，所以我硬性把它改为

if （execute_command） {

run_init_process（"/linuxrc"）;

printk（KERN_WARNING "Failed to execute ％s. Attempting "

"defaults...\n"， execute_command）;

}

Android 文件体系初始化核心Init.c文件解析

上方我们说的init 这个文件是由android 源代码编译来的，编译后在/out/target/product/generic/root/

其源码在/system/core/init/init.c

Init.c 首要功能：

（1）安装SIGCHLD 旌旗灯号。（若是父过程不守候子过程停止，子过程将成为僵尸过程（zombie）从而占用体系资料。是以须要对SIGCHLD 旌旗灯号做出处理惩罚，收受接管僵尸过程的资料，避免造成不须要的资料浪费。）

（2）对umask 进行清零。

何为umask，请看http://www.szstudy.cn/showArticle/53978.shtml

（3）为rootfs 建树须要的文件夹，并挂载恰当的分区。

/dev （tmpfs）

/dev/pts （devpts）

/dev/socket

/proc （proc）

/sys （sysfs）

（4）创建/dev/null 和/dev/kmsg 节点。

（5）解析/init.rc，将所有办事和操纵信息参加链表。

（6）从/proc/cmdline 中提取信息内核启动参数，并保存到全局变量。

（7）先从上一步获得的全局变量中获取信息硬件信息和版本号，若是没有则从/proc/cpuinfo 中提取，并保存到全局变量。

（8）按照硬件信息选择一个/init.（硬件）.rc，并解析，将办事和操纵信息参加链表。

在G1 的ramdisk 根目次下有两个/init.（硬件）.rc：init.goldfish.rc 和init.trout.rc，init 法度会按照上一步获得的硬件信息选择一个解析。

（9）履行链表中带有“early-init”触发的的号令。

（10）遍历/sys 文件夹，是内核产生设备添加事务（为了主动产生设备节点）。

（11）初始化属性体系，并导入初始化属性文件。

（12）附属性体系中获得ro.debuggable，若为1，則初始化keychord 監聽。

（13）打開console，若是cmdline 中沒有指定console 則打開默認的 /dev/console

（14）讀取/initlogo.rle（一張565 rle 壓縮的位圖），若是成功則在

/dev/graphics/fb0 顯示Logo，若是失敗則將/dev/tty0 設為TEXT 模式并打開/dev/tty0，輸出文“ANDROID”字樣。

（15）判斷cmdline 中的參數，并设置属性体系中的参数:

1、 若是 bootmode 為

- factory，設置ro.factorytest 值為1

- factory2，設置ro.factorytest 值為2

- 其他的設ro.factorytest 值為0

2、若是有serialno 参数，則設置ro.serialno，否則為""

3、若是有bootmod 参数，則設置ro.bootmod，否則為"unknown"

4、若是有baseband 参数，則設置ro.baseband，否則為"unknown"

5、若是有carrier 参数，則設置ro.carrier，否則為"unknown"

6、若是有bootloader 参数，則設置ro.bootloader，否則為"unknown"

7、经由过程全局变量（前面从/proc/cpuinfo 中提取的）設置ro.hardware 和

ro.version。

（16）執行所有触发标识为init 的action。

（17）開始property 服務，讀取一些property 文件，這一動作必須在前面

那些ro.foo 設置后做，以便/data/local.prop 不克不及干預到他們。

- /system/build.prop

- /system/default.prop

- /data/local.prop

- 在讀取默認的 property 后讀取 presistent propertie，在 /data/property 中

（18）為 sigchld handler 創建信號機制

（19）確認所有初始化工作完成：

device_fd（device init 完成）

property_set_fd（property server start 完成）

signal_recv_fd （信號機制建树）

（20） 執行所有触发标识为early-boot 的action

（21） 執行所有触发标识为boot 的action

（22）基于當前property 狀態，執行所有触发标识为property 的action

（23）注冊輪詢事务:

- device_fd

- property_set_fd

-signal_recv_fd

-若是有keychord，則注冊keychord_fd

（24）若是支撑BOOTCHART，則初始化BOOTCHART

（25）進入主進程循環:

- 重置輪詢事务的接管狀態，revents 為0

- 查詢action 隊列，并履行。

- 重啟须要重啟的办事

- 輪詢注冊的事务

- 若是signal_recv_fd 的revents 為POLLIN，則获得一個信號，獲取并處

理

- 若是device_fd 的revents 為POLLIN，調用handle_device_fd

- 若是property_fd 的revents 為POLLIN，調用handle_property_set_fd

- 若是keychord_fd 的revents 為POLLIN，調用handle_keychord

到了这里，全部android 文件体系已经起来了。

初始化核心的核心init.rc文件解析

在上方红色那一行（5）解析/init.rc，将所有办事和操纵信息参加链表。

parse_config_file（"/init.rc"）;//在init.c 中代码 （有关 /init.rc的脚本我就不贴出来了）

名词申明：

Android 初始化語言由四大类声明构成：行动类（Actions）、号令类（Commands）、办事类（Services）、选项类（Options）。

初始化说话以行动单位，由以空格间隔的说话符号組成。C 风格的反斜杠转义符可以用来插入空白到说话符号。双引号也可以用来防止文本被空格分成多个说话符号。当反斜杠在行末时，作为换行符。

* 以＃开端（前面容许空格）的行动注释。

* Actions 和Services 隐含声明一个新的段落。所有该段落下Commands 或 Options 的声明属于该段落。第一段落前的Commands 或Options 被忽视。

* Actions 和Services 拥有独一的定名。在他们之后声明雷同定名的类将被算作错误并忽视。

Actions 是一系列号令的定名。Actions 拥有一个触发器（trigger）用来決定action 何時履行。当一个action 在合适触发前提被履行时，若是它还没被参加到待履行队列中的话，則参加到队列最后。队列中的action 依次履行，action 中的号令也依次履行。

Init 在履行号令的中心处理惩罚其他活动（设备创建/烧毁，property 设置，过程重启）。

Actions 的发挥解析情势:

on <trigger>

<command>

<command>

<command>

首要的数据布局两个列表，一个队列。

static list_declare（service_list）；

static list_declare（action_list）；

static list_declare（action_queue）；

*.rc 脚本中所有 service 关键字定义的办事将会添加到 service_list 列表中。

*.rc 脚本中所有 on 关键开首的项将会被会添加到 action_list 列表中。每个action 列表项都有一个列表，此列表用来保存该段落下的 Commands。

脚本解析过程：

parse_config_file（"/init.rc"）

int parse_config_file（const char *fn）

{

char *data;

data = read_file（fn， 0）;

if （!data）
return -1;

parse_config（fn， data）;

DUMP（）;

return 0;

}

static void parse_config（const char *fn， char *s）
{

...

case T_NEWLINE:

if （nargs） {

int kw = lookup_keyword（args[0]）;

if （kw_is（kw， SECTION）） {

state.parse_line（&state， 0， 0）;

parse_new_section（&state， kw， nargs， args）;

} else {

state.parse_line（&state， nargs， args）;

}

nargs = 0;

}

...

｝

parse_config 会逐行对脚本进行解析，若是关键字类型为 SECTION ，那么将会履行parse_new_section（）;

类型为 SECTION 的关键字有： on 和 sevice

关键字类型定义在 Parser.c （system\core\init） 文件中

Parser.c （system\core\init）

＃define SECTION 0 x01

＃define COMMAND 0 x02

＃define OPTION 0 x04

关键字 属性

capability， OPTION， 0， 0）

class， OPTION， 0， 0）

class_start， COMMAND， 1， do_class_start）

class_stop， COMMAND， 1， do_class_stop）

console， OPTION， 0， 0）

critical， OPTION， 0， 0）

disabled， OPTION， 0， 0）

domainname， COMMAND， 1， do_domainname）

exec， COMMAND， 1， do_exec）

export， COMMAND， 2， do_export）

group， OPTION， 0， 0）

hostname， COMMAND， 1， do_hostname）

ifup， COMMAND， 1， do_ifup）

insmod， COMMAND， 1， do_insmod）

import， COMMAND， 1， do_import）

keycodes， OPTION， 0， 0）

mkdir， COMMAND， 1， do_mkdir）

mount， COMMAND， 3， do_mount）

on， SECTION， 0， 0）

oneshot， OPTION， 0， 0）

onrestart， OPTION， 0， 0）

restart， COMMAND， 1， do_restart）

service， SECTION， 0， 0）

setenv， OPTION， 2， 0）

setkey， COMMAND， 0， do_setkey）

setprop， COMMAND， 2， do_setprop）

setrlimit， COMMAND， 3， do_setrlimit）

socket， OPTION， 0， 0）

start， COMMAND， 1， do_start）

stop， COMMAND， 1， do_stop）

trigger， COMMAND， 1， do_trigger）

symlink， COMMAND， 1， do_symlink）

sysclktz， COMMAND， 1， do_sysclktz）

user， OPTION， 0， 0）

write， COMMAND， 2， do_write）

chown， COMMAND， 2， do_chown）

chmod， COMMAND， 2， do_chmod）

loglevel， COMMAND， 1， do_loglevel）

device， COMMAND， 4， do_device）

parse_new_section（）中再分别对 service 或者 on 关键字开首的内容进行解

析。

...

case K_service:

state->context = parse_service（state， nargs， args）;

if （state->context） {

state->parse_line = parse_line_service;

return;

}

break;

case K_on:

state->context = parse_action（state， nargs， args）;

if （state->context） {

state->parse_line = parse_line_action;

return;

}

break;

...

对 on 关键字开首的内容进行解析

static void *parse_action（struct parse_state *state， int nargs， char **args）

{

...

act = calloc（1， sizeof（*act））;

act->name = args[1];

list_init（&act->commands）;

list_add_tail（&action_list， &act->alist）;

...

}

对 service 关键字开首的内容进行解析

static void *parse_service（struct parse_state *state， int nargs， char **args）

{

struct service *svc;

if （nargs < 3） {

parse_error（state， "services must have a name and a program\n"）;

return 0;

}

if （!valid_name（args[1]）） {

parse_error（state， "invalid service name ""％s""\n"， args[1]）;

return 0;

}

//若是办事已经存在service_list 列表中将会被忽视

svc = service_find_by_name（args[1]）;

if （svc） {

parse_error（state， "ignored duplicate definition of service ""％s""\n"， args[1]）;

return 0;

}

nargs -= 2;

svc = calloc（1， sizeof（*svc） + sizeof（char*） * nargs）;

if （!svc） {

parse_error（state， "out of memory\n"）;

return 0;

}

svc->name = args[1];

svc->classname = "default";

memcpy（svc->args， args + 2， sizeof（char*） * nargs）;

svc->args[nargs] = 0;

svc->nargs = nargs;

svc->onrestart.name = "onrestart";

list_init（&svc->onrestart.commands）;

//添加该办事到 service_list 列表

list_add_tail（&service_list， &svc->slist）;

return svc;

}

办事的发挥解析情势:

service <name> <pathname> [ <argument> ]*

<option>

<option>

...

申请一个service 布局体，然后挂接到service_list 链表上，name 为办事的名称，pathname 为履行的号令，argument为号令的参数。之后的 option 用来把握这个service 布局体的属性，parse_line_service 会对 service 关键字后的内容进行解析并填充到
service 布局中，当碰到下一个service 或者on 关键字的时辰此service 选项解析停止。

例如：

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server

socket zygote stream 666

onrestart write /sys/android_power/request_state wake

办事名称为： zygote

启动该办事履行的号令： /system/bin/app_process

号令的参数： -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server

socket zygote stream 666： 创建一个名为：/dev/socket/zygote 的 socket ，

类型为：stream

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_68bc1cab0100j7mv.html