Android研究-Android系统初始化程序init和初始化配置文件init.rc分析[zz]

上篇中讲到linux内核启动与android启动的衔接是linux内核根据约定，在启动的最后执行android的init进程。init进程主要工作是首先是解析init.rc等配置文件，之后充当property service。本文收集两篇文章，能够很好的理解init的逻辑和init.rc配置文件的语法和使用方法。

1. init程序逻辑

文章引用地址：一篇pdf文档，来自百度文库

Android 源码分析 --

(一) Android 启动过程

royalxw@gmail.com

1. 源码文件路径:

platform/system/core/init/init.c

0) 这个代码文件主要用于实现 Android 系统中 init 进程 (init 进程为 Android 系统中用

户空间启动的第一个进程，其作用相当于 Linux 系统中的 init 进程)

NOTE: 如果调用此文件生成的可执行文件的第一个参数为"ueventd"，

那么此文件

将实现 Android 系统中的 "ueventd" 进程。

1) 在进行编译后，此文件生成的可执行程序名称为"init"，同时会生成一个指向此文

件的软链接: "ueventd"

int main(int argc, char **argv)

{

2) 基于 C 语言的风格，在函数入口处声明一些后续会使用的变量。

int fd_count = 0;

struct pollfd ufds[4];

char *tmpdev;

char* debuggable;

char tmp[32];

int property_set_fd_init = 0;

int signal_fd_init = 0;

int keychord_fd_init = 0;

3) 如果执行此文件生成的可执行程序的方式类似于: "ueventd xxx"。也即是基于执行

此 文 件 对 应 的 软 链 接 : /sbin/ueventd 时 会 调 用 "ueventd_main" 函 数 ， 进 而 生

成"ueventd" 进程。

4) Android 系统中的 ueventd 进程用于实现用户态进程与内核进行数据通信。

5) 在 Android 系统的 init.rc 文件: platform/system/core/rootdir/init.rc 中通过如下方式

来启动 ueventd 进程:

on early-init

# Set init and its forked children's oom_adj.

write /proc/1/oom_adj -16

start ueventd

if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd"))

return ueventd_main(argc, argv);

6)

生成 Android 系统中的一些基本的系统目录并挂载对应的文件系统。

/* clear the umask */

umask(0);

/* Get the basic filesystem setup we need put

* together in the initramdisk on / and then we'll

* let the rc file figure out the rest.

*/

mkdir("/dev", 0755);

mkdir("/proc", 0755);

mkdir("/sys", 0755);

mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");

mkdir("/dev/pts", 0755);

mkdir("/dev/socket", 0755);

mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL);

mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL);

mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);

/* indicate that booting is in progress to background fw loaders, etc

*/

close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT, 0000));

/* We must have some place other than / to create the

* device nodes for kmsg and null, otherwise we won't

* be able to remount / read-only later on.

* Now that tmpfs is mounted on /dev, we can actually

* talk to the outside world.

*/

7) 生成 "/dev/__null__" 虚拟设备(类似于 Linux 系统中的 /dev/null 设备)并将

stdin/stdout/stderr 三个文件重定向到 "/dev/__null__"

open_devnull_stdio();

8)

生成 " /dev/__kmsg__" 虚拟设备用于记录 log。

Klog_init 实现文件: system/core//libcutils/klog.c

klog_init();

INFO("reading config file\n");

9)

解析 init.rc (platform/system/core/rootdir/init.rc)。

init_parse_config_file("/init.rc");

/* pull the kernel commandline and ramdisk properties file in */

10) 从 "/proc/cmdline" 中读取内核命令行参数，

对应函数实现路径: platform/system/core/init/util.c

import_kernel_cmdline(0, import_kernel_nv);

11) 在第 10 步读取完 /proc/cmdline 中的参数后，修改此文件的权限，禁止非授权

用户操作此文件。

/* don't expose the raw commandline to nonpriv processes */

chmod("/proc/cmdline", 0440);

12) 从 "/proc/cpuinfo" 中读取系统的 CPU 硬件信息。

对应函数实现路径: platform/system/core/init/util.c

get_hardware_name(hardware, &revision);

13) 基于第 12 步中读取的硬件信息来解析特定于硬件的配置信息。

snprintf(tmp, sizeof(tmp), "/init.%s.rc", hardware);

init_parse_config_file(tmp);

14) 基 于 "early-init","property_init","keychord_init","console_init" 标 识 ， 使 用 "

queue_builtin_action"来过滤上述操作中解析的 init.rc 文件中的 action，

并将符合

条 件 的 action 添 加 到 对 应 的

action_queue 中 , 然 后 调 用 "

action_for_each_trigger"来运行这些 actions(实际上是 action 在 list 中的分类移

动操作)。

对应函数实现路径: platform/system/core/init/init_parser.c

基于下面的运行逻辑可以看出，运行"init.rc"中的 action 的顺序为:

"early-init" -> "init" -> "early-boot" -> "boot"

action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail);

queue_builtin_action(wait_for_coldboot_done_action,

"wait_for_coldboot_done");

queue_builtin_action(property_init_action, "property_init");

queue_builtin_action(keychord_init_action, "keychord_init");

queue_builtin_action(console_init_action, "console_init");

queue_builtin_action(set_init_properties_action,

"set_init_properties");

/* execute all the boot actions to get us started */

action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail);

/* skip mounting filesystems in charger mode */

if (strcmp(bootmode, "charger") != 0)

{

action_for_each_trigger("early-fs", action_add_queue_tail);

action_for_each_trigger("fs", action_add_queue_tail);

action_for_each_trigger("post-fs", action_add_queue_tail);

action_for_each_trigger("post-fs-data", action_add_queue_tail);

}

queue_builtin_action(property_service_init_action,

"property_service_init");

queue_builtin_action(signal_init_action, "signal_init");

queue_builtin_action(check_startup_action, "check_startup");

if (!strcmp(bootmode, "charger"))

{

action_for_each_trigger("charger", action_add_queue_tail);

}

else

{

action_for_each_trigger("early-boot", action_add_queue_tail);

action_for_each_trigger("boot", action_add_queue_tail);

}

/* run all property triggers based on current state of the properties

*/

queue_builtin_action(queue_property_triggers_action,

"queue_propety_triggers");

#if BOOTCHART

queue_builtin_action(bootchart_init_action, "bootchart_init");

#endif

15) "init" 进程开始进行"循环事件处理"逻辑。

for (;;)

{

int nr, i, timeout = -1;

16) 运行第 14 步操作中所分类整理的 action_queue 中对应的 action。

execute_one_command();

17) 查看当前的服务进程状态，如果有服务进程退出，重启对应服务进程。

restart_processes();

18) 基于 property_service 的事件句柄填充 poll event 结构体，用于后续 poll 操作。

if (!property_set_fd_init && get_property_set_fd() > 0)

{

ufds[fd_count].fd = get_property_set_fd();

ufds[fd_count].events = POLLIN;

ufds[fd_count].revents = 0;

fd_count++;

property_set_fd_init = 1;

}

19) 处理当前 init 进程上接收到的 signal，主要是处理 SIGCHLD。

if (!signal_fd_init && get_signal_fd() > 0)

{

ufds[fd_count].fd = get_signal_fd();

ufds[fd_count].events = POLLIN;

ufds[fd_count].revents = 0;

fd_count++;

signal_fd_init = 1;

}

20) 基于 keychord service 的事件句柄填充 poll event 结构体，用于后续 poll 操作。

if (!keychord_fd_init && get_keychord_fd() > 0)

{

ufds[fd_count].fd = get_keychord_fd();

ufds[fd_count].events = POLLIN;

ufds[fd_count].revents = 0;

fd_count++;

keychord_fd_init = 1;

}

21) 如果有所监控的子进程退出，此时 init 进程需要负责重新启动这些退出的服务进

程，因此下面调用 poll 时的 timeout 设置为 0，这样就不会因为 poll 在无事件激发时而

阻塞导致当前的 init 进程对"重启服务进程"处理的的延迟，从而可以尽快恢复退出的

服务进程。

if (process_needs_restart)

{

timeout = (process_needs_restart - gettime()) * 1000;

if (timeout < 0)

timeout = 0;

}

22) 如果当前的 action_queue 中有需要处理的 action， 么下面调用 poll 时的 timeout

那

设置为 0，这样就不会因为 poll 在无事件激发时而阻塞导致当前的 init 进程对 action

处理的的延迟，从而提高 init 进程对 action 处理的实时性。

if (!action_queue_empty() || cur_action)

timeout = 0;

23) 关于" BOOTCHART"参数的解释:

/*

* 如果在编译选项中添加了 BOOTCHART 参数，那么意味着在系统的启动

* 过程中需要生成 bootchart(http://www.bootchart.org/)，用于后续

* Android 启动过程中的性能分析并生成系统启动过程的可视图表。

* makefile 中的编译选项如下:

ifeq ($(strip $(INIT_BOOTCHART)),true)

LOCAL_SRC_FILES += bootchart.c

LOCAL_CFLAGS

endif

+= -DBOOTCHART=1

bootchart 的实现文件: platform/system/core/init/bootchart.c

*

#if BOOTCHART

if (bootchart_count > 0)

{

if (timeout < 0 || timeout > BOOTCHART_POLLING_MS)

timeout = BOOTCHART_POLLING_MS;

if (bootchart_step() < 0 || --bootchart_count == 0)

{

bootchart_finish();

bootchart_count = 0;

}

}

#endif

24) 类似于网络服务器开发中常见的基于"poll"机制来检测所关注的句柄上是否有指定

的事件激发。

nr = poll(ufds, fd_count, timeout);

if (nr <= 0)

continue;

for (i = 0; i < fd_count; i++)

{

25) 如果当前所关注的事件句柄上有事件发生，进行对应的事件处理。

if (ufds[i].revents == POLLIN)

{

if (ufds[i].fd == get_property_set_fd())

handle_property_set_fd();

else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd())

handle_keychord();

else if (ufds[i].fd == get_signal_fd())

handle_signal();

}

}

}

return 0;

}

2. init.rc类配置文件解析

文章引用地址：一篇pdf文档，来自百度文库

Android 的初始化语言脚本 init.rc 解析

Android init.rc (Android init language)

Android 初始化语言由四大类声明组成:行为类(Actions),命令类(Commands)，服务类

(Services),选项类(Options)。

1) 初始化语言以行为单位，由以空格间隔的语言符号组成。C 风格的反斜杠转义符可以

用来插入空白到语言符号。双引号也可以用来防止文本被空格分成多个语言符号。当

反斜杠在行末时，作为折行符。

2) 以#开始(前面允许有空格)的行为注释行。

3) 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 被忽略。

4) Actions 和 Services 拥有独一无二的命名。在它们之后声明相同命名的类将被当作

错误并忽略。

行为类(Actions)

Actions 是一系列命令的命名。

Actions 拥有一个触发器(trigger)用来决定 action 何时执行。当一个 action 在符合触发

条件被执行时，如果它还没被加入到待执行队列中的话，则加入到队列最后。

队列中的 action 依次执行，action 中的命令也依次执行。Init 在执行命令的中间处理其它

活动(设备创建/销毁,property 设置，进程重启)。

Actions 表现形式为：

on <trigger>

<command>

<command>

<command>

服务类(Services)

Services 是由 init 启动，在它们退出时重启(可选)。

Service 表现形式为:

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

<option>

<option>

...

选项类(Options)

Options 是 Services 的修饰，它们影响 init 何时、如何运行 service.

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critical

这是一个设备关键服务(device-critical service) .如果它在 4 分钟内退出超过 4

次，设备将重启并进入恢复模式。

disabled

这个服务的级别将不会自动启动，它必须被依照服务名指定启动才可以启动。

setenv <name> <value>

设置已启动的进程的环境变量<name>的值<value>

socket <name> <type> <perm> [ <user> [ <group> ] ]

创建一个名为/dev/socket/<name>的 unix domin socket，并传送它的 fd 到已启动的

进程。<type>必须为"dgram"或"stream".用户和组默认为 0.

user <username>

在执行服务前改变用户名。当前默认为 root.如果你的进程需要 linux 能力，你不能

使用这个命令。你必须在还是 root 时请求能力，并下降到你需要的 uid.

group <groupname> [ <groupname> ]*

在执行服务前改变组。在第一个组后的组将设为进程附加组(通过 setgroups()).当前

默认为 root.

oneshot

在服务退出后不重启。

class <name>

为 service 指定一个类别名。同样类名的所有的服务可以一起启动或停止。如果没有

指定类别的服务默认为"default"类。

onrestart

当服务重启时执行一个命令。

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Triggers

Triggers(触发器)是一个字符串，可以用来匹配某种类型的事件并执行一个 action。

boot

这是当 init 开始后执行的第一个触发器(当/init.conf 被加载)

<name>=<value>

当 property <name>被设为指定的值<value>时触发。

device-added-<path>

device-removed-<path>

当设备节点被添加或移除时触发。

service-exited-<name>

当指定的服务存在时触发

命令类(Commands)

exec <path> [ <argument> ]*

Fork 并执行一个程序(<path>).这将被 block 直到程序执行完毕。最好避免执行例如

内建命令以外的程序，它可能会导致 init 被阻塞不动。

export <name> <value>

设定全局环境变量<name>的值<value>，当这个命令执行后所有的进程都可以取得。

ifup <interface>

使网络接口<interface>联机。

import <filename>

解析一个 init 配置文件，扩展当前配置文件。

hostname <name>

设置主机名

chmod <octal-mode> <path>

改变文件访问权限

chown <owner> <group> <path>

改变文件所属和组

class_start <serviceclass>

当指定类别的服务没有运行，启动该类别所有的服务。

class_stop <serviceclass>

当指定类别的服务正在运行，停止该类别所有的服务。

domainname <name>

设置域名。

insmod <path>

加载该路径<path>的模块

mkdir <path> [mode] [owner] [group]

在<path>创建一个目录,可选选项:mod,owner,group.如果没有指定，目录以 755 权限，

owner 为 root,group 为 root 创建.

mount <type> <device> <dir> [ <mountoption> ]*

尝试 mount <device>到目录<dir>. <device>可以用 mtd@name格式以命名指定一个 mtd

块设备。<mountoption>包含"ro","rw","remount","noatime".

setkey

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暂时没有

setprop <name> <value>

设置系统 property <name>的值<value>.

setrlimit <resource> <cur> <max>

设置 resource 的 rlimit.

start <service>

启动一个没有运行的服务。

stop <service>

停止一个正在运行的服务。

symlink <target> <path>

创建一个<path>的符号链接到<target>

sysclktz <mins_west_of_gmt>

设置系统时区(GMT 为 0)

trigger <event>

触发一个事件。用于调用其它 action。

write <path> <string> [ <string> ]*

打开<path>的文件并写入一个或多个字符串。

Properties

Init 会更新一些系统 property 以提供查看它正在干嘛。

init.action

当前正在执行的 action,如果没有则为""

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init.command

被执行的命令，如果没有则为""

init.svc.<name>

命名为<name>的服务的状态("stopped", "running", "restarting")

init.rc 示例:

# not complete -- just providing some examples of usage

#

on boot

export PATH /sbin:/system/sbin:/system/bin

export LD_LIBRARY_PATH /system/lib

mkdir /dev

mkdir /proc

mkdir /sys

mount tmpfs tmpfs /dev

mkdir /dev/pts

mkdir /dev/socket

mount devpts devpts /dev/pts

mount proc proc /proc

mount sysfs sysfs /sys

write /proc/cpu/alignment 4

ifup lo

hostname localhost

domainname localhost

mount yaffs2 mtd@system /system

mount yaffs2 mtd@userdata /data

import /system/etc/init.conf

class_start default

service adbd /sbin/adbd

user adb

group adb

service usbd /system/bin/usbd –r

user usbd

group usbd

socket usbd 666

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin –zygote

socket zygote 666

service runtime /system/bin/runtime

user system

group system

on device-added-/dev/compass

start akmd

on device-removed-/dev/compass

stop akmd

service akmd /sbin/akmd

disabled

user akmd

group akmd

调试

默认情况下，init 执行的程序输出的信息和错误到/dev/null.为了 debug，你可以通过

Android 程序 logwrapper 执行你的程序。这将复位向输出/错误输出到 Android logging 系

统(通过 logcat 访问)。

例如

service akmd /system/bin/logwrapper /sbin/akmd

本文完...