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
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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
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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. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cncritical 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。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cnTriggers 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 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 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"" PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 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
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