AndroidT(13) init 进程 -- first stage init 的启动(一)

1.概览

  第一阶段的 init 工作主要用于读取系统启动阶段需要的配置信息(例如 linux的bootconfig，cmdline等配置信息）、挂载文件系统、安装 kernel 中的模块驱动，最后就是启动第二阶段的 init 来进行 Android 系统相关的组件。第一阶段的 init 被编译为静态的可执行程序，位于 ramdisk 中。在 kernel 启动后该 init 应用程序则会被运行。

2.first init 的存储位置

2.1. init_boot 的目录结构

  init 可执行程序一般位于 ramdisk 中，而在 Android T 中，包含 init 的 ramdisk 则位于 init_boot.img 镜像中，它在编译 Android时会产生。文件格式和 boot.img 是一致的，所以可以使用 AOSP 编译系统的 unpack_bootimg 来拆包

server :~/AOSP_T/out/target/product/board/tmpImage$ unpack_bootimg --boot_img init_boot.img --out init_boot_unpack_out/
boot magic: ANDROID!
kernel_size: 0
ramdisk size: 2257400
os version: 13.0.0
os patch level: 2023-03
boot image header version: 4
command line args:
boot.img signature size: 0

server :~/AOSP_T/out/target/product/board/tmpImage$ ls - init_boot_unpack_out/
-rw-rw-r-- 1 flgstaff flgstaff       0 Mar 19 16:02 kernel
-rw-rw-r-- 1 flgstaff flgstaff 2257400 Mar 19 16:02 ramdisk

  在init_boot中，是没有 linux kernel 的，从它的大小也能看出。下面看下 ramdisk 包含的目录结构，同样的 AOSP 也提供了对应的工具

server :~/AOSP_T/out/target/product/board/tmpImage/init_boot_unpack_out$ export MY_RAMDISK=ramdisk && lz4 -d ${MY_RAMDISK} ${MY_RAMDISK}_d && mkdir ${MY_RAMDISK}Struct && mv ${MY_RAMDISK}_d ${MY_RAMDISK}Struct && cd ${MY_RAMDISK}Struct && cpio -idmv < ${MY_RAMDISK}_d
ramdisk              : decoded 4212992 bytes
debug_ramdisk
dev
first_stage_ramdisk
first_stage_ramdisk/debug_ramdisk
first_stage_ramdisk/dev
first_stage_ramdisk/metadata
first_stage_ramdisk/mnt
first_stage_ramdisk/proc
first_stage_ramdisk/second_stage_resources
first_stage_ramdisk/sys
init
metadata
mnt
proc
second_stage_resources
sys
system
system/bin
system/bin/snapuserd
system/etc
system/etc/init
system/etc/init/snapuserd.rc
system/etc/ramdisk
system/etc/ramdisk/build.prop
8229 blocks

2.2. ramdisk 的目录结构

  下面是上面 ramdisk 解压出来的目录结构

server :~/AOSP_T/out/target/product/board/tmpImage/init_boot_unpack_out/ramdiskStruct$ tree
.
├── debug_ramdisk
├── dev
├── first_stage_ramdisk
│   ├── debug_ramdisk
│   ├── dev
│   ├── metadata
│   ├── mnt
│   ├── proc
│   ├── second_stage_resources
│   └── sys
├── init
├── metadata
├── mnt
├── proc
├── second_stage_resources
├── sys
└── system
    ├── bin
    │   └── snapuserd
    └── etc
        ├── init
        │   └── snapuserd.rc
        └── ramdisk
            └── build.prop

  从目录结构中能看出，这个init位于ramdisk的根目录下，也就是第一阶段的 init 静态可执行程序。
  最终 init_boot.img 会被烧写入 init_boot 分区。

3.first init 的生成

  编译规则如下

//system\core\init\Android.bp
cc_binary {
    name: "init_first_stage",
    stem: "init",
    defaults: ["init_first_stage_defaults"],
    ...
    srcs: [
        ...
        "first_stage_main.cpp",
        ...
    ],
    static_executable: true,
    ramdisk: true,
    install_in_root: true,
}

  下面是编译时存放位置

server:~/AOSP_T/system/core/init$ mmm .:init_first_stage -j23
[100% 341/341] Install out/target/product/board/ramdisk/init

4.first init 的启动

  此处的 init 是由 linux kernel 启动的，它也是 kernel 的第一个用户程序，至于它是如何被 linux kernel 拉起来的则不在此处讨论。下面则是 first init 的入口方法

//system\core\init\first_stage_main.cpp
int main(int argc, char** argv) 
    return android::init::FirstStageMain(argc, argv);
        //system\core\init\first_stage_init.cpp
        if (REBOOT_BOOTLOADER_ON_PANIC) {
           InstallRebootSignalHandlers();
        }
        ...

  至此 first init 则被启动了，即将开始它的任务。