Android系統中的init進程與init語言

ShiDrakefor 7年前發布 | 7K 次閱讀進程安卓開發 Android開發移動開發

今天是農歷正月初一，一切又是全新的開始。在這個有著特殊意義的日子里，讓我們來一起學習一下Android系統的啟動是如何開始的。

init進程與init.rc

init進程是一切的開始，在Android系統中，所有進程的進程號都是不確定的，唯獨init進程的進程號一定是1。因為這個進程一定是系統起來的第一個進程。并且，init進程掌控了整個系統的啟動邏輯。

我們知道，Android可能運行在各種不同的平臺，不同的設備上。因此，啟動的邏輯是不盡相同的。為了適應各種平臺和設備的需求，init進程的初始化工作通過 init.rc 配置文件來管理。init.rc以Android Init Language作為配置語法，下文我們簡稱Android Init Language為init語言。配置文件的主入口文件是/init.rc，這個文件會通過 import 關鍵字引入其他的配置文件。在這里，我們統稱這些文件為 init.rc 。

/init.rc可能 import 以下路徑中的.rc文件：

/init.${ro.hardware}.rc 硬件廠商提供的主配置文件
/system/etc/init/ 核心系統模塊的配置文件
/vendor/etc/init/ SoC廠商提供的配置文件
/odm/etc/init/ 設備廠商提供的配置文件

init語法說明

init語言以換行為語句分隔，以空格來為符號分隔。配置文件中支持五種類型的表達式：

Action：包含了一系列的Command
Command： init語言中的命令
Service： init進程啟動的服務
Option：對于服務的配置選項
Import：引入其他配置文件

這其中，Action和Service需要保證名稱唯一。

Action與Command

Action表達式的語法如下：

on <trigger> [&& <trigger>]*
   <command>
   <command>
   <command>

這里的Trigger是Action執行的觸發器，當觸發器條件滿足時，command會被執行。觸發器有兩類：

事件觸發器事件可以由”trigger”命令發出，也可以是init進程通過 QueueEventTrigger() 函數發出
屬性觸發器當指定的屬性滿足時觸發

一個Action可以有多個屬性觸發器，但是只能包含一個事件觸發器。下面是一些實例：

on boot && property:a=b 在”boot”事件發生時，并且屬性a的值是b時觸發
on property:a=b && property:c=d 在屬性a的值是b并且屬性c的值是d時觸發

Action中支持的命令如下表所示：

Command	參數格式	說明
bootchart_init	-	啟動bootchart
chmod	octal-mode path	改變文件的訪問權限
chown	owner group path	改變文件的擁有者和組
class_start	serviceclass	啟動指定類別的服務
class_stop	serviceclass	停止并disable指定類別的服務
class_reset	serviceclass	停止指定類別的服務，但是不disable它們
copy	src dst	拷貝文件
domainname	name	設置域名
enable	servicename	enable一個被disable的服務
exec	[ seclabel [ user [ group ]]] -- command [ argument ]*	fork一個子進程來執行指定的命令
export	name value	導出環境變量
hostname	name	設置host名稱
ifup	iterface	使網卡在線
insmod	path	安裝指定路徑的模塊
load_all_props	-	從/system, /vendor等路徑載入屬性
load_persist_props	-	載入持久化的屬性
loglevel	level	設置內核的日志級別
mkdir	path [ mode ] [ owner ] [ group ]	創建目錄
mount_all	fstab [ path ]* [-- option ]	掛載文件系統并且導入指定的.rc文件
mount	type device dir [ flag ]* [ options ]	掛載一個文件系統
powerctl	-	內部實現使用
restart	service	重啟服務
restorecon	path [ path ]*	設定文件的安全上下文
restorecon_recursive	path [ path ]*	restorecon的遞歸版本
rm	path	對于指定路徑調用unlink(2)
rmdir	path	刪除文件夾
setprop	name value	設置屬性值
setrlimit	resource cur max	指定資源的rlimit
start	service	啟動服務
stop	service	停止服務
swapon_all	fstab	在指定文件上調用fs_mgr_swapon_all
symlink	target path	創建符號鏈接
sysclktz	mins_west_of_gmt	指定系統時鐘基準
trigger	event	觸發一個事件
umount	path	unmount指定的文件系統
verity_load_state	-	內部實現使用
verity_update_state	mount_point	內部實現使用
wait	path [ timeout ]	等待某個文件存在直到超時
write	path content	寫入內容到指定文件

Service與Option

Service是init進程啟動的可執行程序。服務可以選擇在自己退出之后，由init將其重啟。

Service表達式的語法格式如下：

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

Option是對服務的修飾，它們影響著init進程如何以及何時啟動服務。所有支持的option如下表所示：

option	參數格式	說明
critical	-	標識為系統關鍵服務，該服務若退出多次將導致系統重啟到recovery模式
disabled	-	不會隨著類別自動啟動，必須明確start
setenv	name value	為啟動的進程設置環境變量
socket	name type perm [ user [ group [ seclabel ]]]	創建Unix Domain Socket
user	username	在執行服務之前切換用戶
group	groupname [ groupname ]*	在執行執行之前切換組
seclabel	seclabel	在執行服務之前切換seclabel
oneshot	-	一次性服務，死亡之后不用重啟
class	name	指定服務的類別
onrestart	-	當服務啟動時執行命令
writepid	file…	寫入子進程的pid到指定文件

這其中有兩個特別重要的進程就是： zygote 和 system_server 進程。

zygote 的中文意思是“受精卵“。這是一個很有寓意的名稱：所有的應用進程都是由 zygote fork出來的子進程，因此zygote進程是所有應用進程的父進程。
system_server 這個進程正如其名稱一樣，這是一個系統服務器。Framework層的幾乎所有服務都位于這個進程中。這其中就包括管理四大組件的 ActivityManagerService 。

Import

import是一個關鍵字，并不是一個命令。可以在.rc文件中通過這個關鍵字來加載其他的.rc文件。它的語法很簡單：

import path

path可以是另外一個.rc文件，也可以是一個文件夾。如果是文件夾，那么這個文件夾下面的所有文件都會被導入，但是不會循環加載子目錄。

init.rc代碼實例

AOSP中包含了Android系統需要的最基本的.rc文件，它們位于這個路徑：/system/core/rootdir/ 。

我們選取其中了一兩個代碼片段來了解一下：

# /system/core/rootdir/init.rc

import /init.environ.rc
import /init.usb.rc
import /init.${ro.hardware}.rc
import /init.usb.configfs.rc
import /init.${ro.zygote}.rc

on early-init
    # Set init and its forked children's oom_adj.
    write /proc/1/oom_score_adj -1000

    # Disable sysrq from keyboard
    write /proc/sys/kernel/sysrq 0

    # Set the security context of /adb_keys if present.
    restorecon /adb_keys

    # Shouldn't be necessary, but sdcard won't start without it. http://b/22568628.
    mkdir /mnt 0775 root system

    # Set the security context of /postinstall if present.
    restorecon /postinstall

    start ueventd

on init
    sysclktz 0

    # Mix device-specific information into the entropy pool
    copy /proc/cmdline /dev/urandom
    copy /default.prop /dev/urandom

    # Backward compatibility.
    symlink /system/etc /etc
    symlink /sys/kernel/debug /d

    # Link /vendor to /system/vendor for devices without a vendor partition.
    symlink /system/vendor /vendor
...

這是根目錄/init.rc文件中一開始的代碼片段。有了前面的講解之后，這段代碼應當還是比較好理解的。在這段代碼中：

一開始通過import關鍵字引入了其他幾個.rc文件
設定了一個事件為early-init的Action
設定了一個事件init的Action

“eraly-init”和”init”事件都是由init進程發出的。

下面，我們再來看另外一個代碼片段：

# /system/core/rootdir/init.zygote32.rc

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart audioserver
    onrestart restart cameraserver
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

這段代碼定義了Andorid系統中一個非常重要的服務： zygote 。這個服務是通過可執行命令/system/bin/app_process啟動的，啟動的時候傳遞了參數： -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server 。

關于Zygote我們已經在另外一篇文章中講解過了，參見這里Zygote進程。

結束語

來自：http://qiangbo.space/2017-01-27/AndroidAnatomy_Init/

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