Android系统init.rc分析

Android系统init.rc分析

在 Android中使用启动脚本init.rc,可以在系统的初始化过程中进行一些简单的初始化操作。这个脚本被直接安装到目标系统的根文件系统中，被 init可执行程序解析。 init.rc是在init启动后被执行的启动脚本.

(1)android启动文件系统后调用的第一个应用程序是/init，此文件的很重要的内容是解析了init.rc和init.xxx.rc
两个配置文件，然后执行解析出来的任务。相关代码在android源代码/system/core/init/init.c文件中，如下：
parse_config_file("/init.rc");

/* pull the kernel commandline and ramdisk properties file in */
qemu_init();
import_kernel_cmdline(0);

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

(2)从上面代码可以看到，第一个配置文件名称固定为init.rc,而第二个配置文件格式为init.xxx.rc，其中xxx部分的内容
是从内核读取的，具体是读取文件/proc/cpuinfo中的Hardware部分，然后截取其部分内容。
(3)从上面看init.xxx.rc中的xxx内容是取决平台的定义，例如：
parse_config_file(“init.qcom.rc”);

(4)配置文件的语法如下：
(a)配置文件的内容包含有4种：
动作(Action)
命令(Commands)
服务(Services)
选项(Options)
(b)动作和命令一起使用，形式如下：
on <trigger>
<command>
<command>
<command>
其中trigger是触发条件，也就是说在满足触发条件的情况下执行1个或多个相应的命令，举例如下：
on property:persist.service.adb.enable=1
start adbd

(c)服务和选项一起使用，形式如下：
service <name> <pathname> [ <argument> ]*
<option>
<option>
...
上面内容解释为：
service 服务名称 服务对应的命令的路径 命令的参数
选项
选项
...
举例如下：
service vold /system/bin/vold
socket vold stream 0660 root mount

service bootsound /system/bin/playmp3
user media
group audio
oneshot

vold和bootsound分别是两个服务的名称，/system/bin/vold和/system /bin/playmp3分别是他们所对应的可执行程序。
socket、user、group、oneshot就是配合服务使用的选项。其中oneshot选项表示该服务只启动一次，而如果没有oneshot选项，
这个可执行程序会一直存在--如果可执行程序被杀死，则会重新启动。


(d)选项是影响服务启动和运行的参数，主要的选项如下：

disabled 禁用服务，此服务开机时不会自动启动，但是可以在应用程序中手动启动它。

socket <type> <name> <perm> [ <user> [ <group> ] ]
套接字 类型 名称 权限 用户 组
创建一个名为/dev/socket/<name>，然后把它的fd传给启动程序
类型type的值为dgram或者stream
perm表示该套接字的访问权限,user和group表示改套接字所属的用户和组，这两个参数默认都是0，因此可以不设置。

user <username>
执行服务前切换到用户<username>，此选项默认是root，因此可以不设置。

group <groupname> [ <groupname> ]*
执行服务前切换到组<groupname>,此选项默认是root,因此可以不设置

capability [ <capability> ]+
执行服务前设置linux capability，没什么用。

oneshot
服务只启动一次，一旦关闭就不能再启动。

class <name>
为服务指定一个类别，默认为"default"，同一类别的服务必须一起启动和停止

(e)动作触发条件<trigger>
boot 首个触发条件，初始化开始(载入配置文件)的时候触发

<name>=<value>
当名为<name>的属性(property)的值为<value>的时候触发

device-added-<path>
路径为<path>的设置添加的时候触发

device-removed-<path>
路径为<path>的设置移除的时候触发

service-exited-<name>
名为<name>的服务关闭的时候触发

(f)命令(Command)的形式
exec <path> [ <argument> ]*
复制(fork)和执行路径为<path>的应用程序，<argument>为该应用程序的参数，在该应用程序执行完前，此命令会屏蔽，

export <name> <value>
声明名为<name>的环境变量的值为<value>，声明的环境变量是系统环境变量，启动后一直有效。

ifup <interface>
启动名为<interface>的网络接口

import <filename>
加入新的位置文件，扩展当前的配置。

hostname <name>
设置主机名

sysclktz<mins_west_of_gmt>

设置系统时区(GMT为0)

class_start <serviceclass>
启动指定类别的所有服务

class_stop <serviceclass>
停止指定类别的所有服务

domainname <name>
设置域名

insmod <path>
加载路径为<path>的内核模块

mkdir <path>
创建路径为<path>目录

mount <type> <device> <dir> [ <mountoption> ]*
挂载类型为<type>的设备<device>到目录<dir>,<mountoption>为挂载参数，距离如下：
mount ubifs ubi1_0 /data nosuid nodev

setkey
暂时未定义

setprop <name> <value>
设置名为<name>的系统属性的值为<value>

setrlimit <resource> <cur> <max>
设置资源限制，

start <service>
启动服务(如果服务未运行)

stop <service>
停止服务(如果服务正在运行)

symlink <target> <path>
创建一个从<path>指向<target>的符号链接，举例：
symlink /system/etc /etc

write <path> <string> [ <string> ]*
打开路径为<path>的文件并将一个多这多个字符串写入到该文件中。

(g)系统属性(Property)
android初始化过程中会修改一些属性，通过getprop命令我们可以看到属性值，这些属性指示了某些动作或者服务的状态，主要如下：
init.action 如果当前某个动作正在执行则init.action属性的值等于该动作的名称，否则为""
init.command 如果当前某个命令正在执行则init.command属性的值等于该命令的名称，否则为""

init.svc.<name> 此属性指示个名为<name>的服务的状态("stopped", "running", 或者 "restarting").

init的源代码在文件：./system/core/init/init.c 中，init会一步步完成下面的任务：
1.初始化log系统

2.解析/init.rc和/init.%hardware%.rc文件  

3. 执行 early-init action in the two files parsed in step 2.  

4. 设备初始化，例如：在 /dev 下面创建所有设备节点，下载 firmwares.  

5.初始化属性服务器，Actually the property system is working as a share memory.Logically it looks like a registry under Windows system.  

6. 执行 init action in the two files parsed in step 2.  

7. 开启 属性服务。

8. 执行 early-boot and boot actions in the two files parsed in step 2.  

9. 执行 Execute property action in the two files parsed in step 2.  

10.进入一个无限循环 to wait for device/property set/child process exit events.例如,如果SD卡被插入，init会收到一个设备插入事件，它会为这个设备创建节点。系统中比较重要的进程都是由init来fork的，所以如果他们他谁崩溃了，那么init 将会收到一个 SIGCHLD 信号，把这个信号转化为子进程退出事件， 所以在loop中，init 会操作进程退出事件并且执行*.rc 文件中定义的命令。
例如，在init.rc中，因为有：
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
    onrestart write /sys/power/state on
所以，如果zygote因为启动某些服务导致异常退出后，init将会重新去启动它。
int main(int argc, char **argv)
{
    …
    //需要在后面的程序中看打印信息的话，需要屏蔽open_devnull_stdio()函数
    open_devnull_stdio();
    …
    //初始化log系统
    log_init();
    //解析/init.rc和/init.%hardware%.rc文件
    parse_config_file(”/init.rc”);
    …
    snprintf(tmp, sizeof(tmp), “/init.%s.rc”, hardware);
    parse_config_file(tmp);
    …
    //执行 early-init action in the two files parsed in step 2.
    action_for_each_trigger(”early-init”, action_add_queue_tail);
    drain_action_queue();
    …
    /* execute all the boot actions to get us started */
    /* 执行 init action in the two files parsed in step 2 */
    action_for_each_trigger(”init”, action_add_queue_tail);
    drain_action_queue();
    …
    /* 执行 early-boot and boot actions in the two files parsed in step 2 */
    action_for_each_trigger(”early-boot”, action_add_queue_tail);
    action_for_each_trigger(”boot”, action_add_queue_tail);
    drain_action_queue();
    /* run all property triggers based on current state of the properties */
    queue_all_property_triggers();
    drain_action_queue();
    /* enable property triggers */  
    property_triggers_enabled = 1;   
    …
    for(;;) {
        int nr, timeout = -1;
    …
        drain_action_queue();
        restart_processes();
        if (process_needs_restart) {
            timeout = (process_needs_restart – gettime()) * 1000;
            if (timeout
  
  
重要的数据结构两个列表，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关键字定义的服务将会添加到 service_list 列表中。
*.rc 脚本中所有 on     关键开头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，如果关键字类型为  SECTION ，那么将会执行 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 0×01
#define COMMAND 0×02
#define OPTION  0×04
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 关键字开头的内容进行解析。
    …
    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 关键字开头的内容进行解析
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 关键字开头的内容进行解析
static void *parse_service(struct parse_state *state, int nargs, char **args)
{
    struct service *svc;
    if (nargs 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);
    //添加该服务到 service_list 列表
    list_add_tail(&service_list, &svc->slist);
    return svc;
}
服务的表现形式:
service   [  ]*
…
申请一个service结构体,然后挂接到service_list链表上,name 为服务的名称 pathname 为执行的命令 argument 为命令的参数。之后的 option 用来控制这个service结构体的属性,parse_line_service 会对 service关键字后的 内容进行解析并填充到 service 结构中 ，当遇到下一个service或者on关键字的时候此service选项解析结束。
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
服务名称为：                           zygote
启动该服务执行的命令：                 /system/bin/app_process
命令的参数：                           -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
当*.rc 文件解析完成以后：
action_list 列表项目如下：
on init
on boot
on property:ro.kernel.qemu=1
on property:persist.service.adb.enable=1
on property:persist.service.adb.enable=0
init.marvell.rc 文件
on early-init
on init
on early-boot
on boot
service_list 列表中的项有：
service console
service adbd
service servicemanager
service mountd
service debuggerd
service ril-daemon
service zygote
service media
service bootsound
service dbus
service hcid
service hfag
service hsag
service installd
service flash_recovery
状态服务器相关：
在init.c 的main函数中启动状态服务器。
property_set_fd = start_property_service();
状态读取函数：
Property_service.c (system/core/init)
const char* property_get(const char *name)
Properties.c (system/core/libcutils)
int property_get(const char *key, char *value, const char *default_value)
状态设置函数：
Property_service.c (system/core/init)
int property_set(const char *name, const char *value)
Properties.c (system/core/libcutils)
int property_set(const char *key, const char *value)
在终端模式下我们可以通过执行命令 setprop  
setprop 工具源代码所在文件： Setprop.c (system/core/toolbox)
Getprop.c (system/core/toolbox):        property_get(argv[1], value, default_value);
Property_service.c (system/core/init)
中定义的状态读取和设置函数仅供init进程调用，
handle_property_set_fd(property_set_fd);
  property_set()   //Property_service.c (system/core/init)
    property_changed(name, value) //Init.c (system/core/init)
      queue_property_triggers(name, value)
      drain_action_queue()
只要属性一改变就会被触发，然后执行相应的命令：  
例如：
在init.rc 文件中有
on property:persist.service.adb.enable=1
  start adbd
on property:persist.service.adb.enable=0
  stop adbd
所以如果在终端下输入：
setprop property:persist.service.adb.enable 1或者0
那么将会开启或者关闭adbd 程序。
执行action_list 中的命令：
从action_list 中取出 act->name 为 early-init 的列表项，再调用 action_add_queue_tail(act)将其插入到 队列 action_queue 尾部。drain_action_queue() 从action_list队列中取出队列项 ，然后执行act->commands
列表中的所有命令。
所以从  ./system/core/init/init.c mian()函数的程序片段：
action_for_each_trigger(”early-init”, action_add_queue_tail);
drain_action_queue();
action_for_each_trigger(”init”, action_add_queue_tail);
drain_action_queue();
action_for_each_trigger(”early-boot”, action_add_queue_tail);
action_for_each_trigger(”boot”, action_add_queue_tail);
drain_action_queue();
/* run all property triggers based on current state of the properties */
queue_all_property_triggers();
drain_action_queue();
可以看出，在解析完init.rc init.marvell.rc 文件后，action 命令执行顺序为：
执行act->name 为 early-init，act->commands列表中的所有命令
执行act->name 为 init，            act->commands列表中的所有命令
执行act->name 为 early-boot，act->commands列表中的所有命令
执行act->name 为 boot，            act->commands列表中的所有命令
关键的几个命令：
class_start default   启动所有service 关键字定义的服务。
class_start 在act->name为boot的 act->commands列表中，所以当 class_start 被触发后，实际上调用的是函数 do_class_start（）
int do_class_start(int nargs, char **args)
{
        /* Starting a class does not start services
         * which are explicitly disabled.  They must
         * be started individually.
         */
    service_for_each_class(args[1], service_start_if_not_disabled);
    return 0;
}
void service_for_each_class(const char *classname,
                            void (*func)(struct service *svc))
{
    struct listnode *node;
    struct service *svc;
    list_for_each(node, &service_list) {
        svc = node_to_item(node, struct service, slist);
        if (!strcmp(svc->classname, classname)) {
            func(svc);
        }
    }
}
因为在调用 parse_service() 添加服务列表的时候，所有服务 svc->classname 默认取值：”default”，
所以 service_list 中的所有服务将会被执行。