Android init

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1. init程序逻辑

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Android 源码分析 -- 
(一) Android 启动过程 
[email protected] 
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 
  

# 根据全局属性值来开启一个service

on property:persist.service.XXX.enable=1

    restart XXX
on property:persist.service.XXX.enable=0
    stop XXX

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