Android的init进程启动过程

0. 前言

Android中的内核启动后,kernel会启动第一个用户级别的进程:init,它是一个由内核启动的第一个用户级进程。
我们可以通过 adb shell ps | grep init 来查看到他的pid 为 1.

接下来从源码的角度看看init进程启动的时候做了什么?

注:本文分析的andorid版本为 remotes/aosp/nougat-release.

init进程的源码在android源码的: <Android源代码目录>/system/core/init 目录中。
我们看到该目录下有一个Android.mk文件,至少看到如下内容,告诉我们会生成一个init的的可执行文件。

LOCAL_MODULE:= init
include $(BUILD_EXECUTABLE)

而init的入口main函数是在init.cpp文件中定义的。

1. 入口

a. 命令行解析

if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd")) {    
      return ueventd_main(argc, argv);
}
if (!strcmp(basename(argv[0]), "watchdogd")) {    
      return watchdogd_main(argc, argv);
}

watchdog和uevent命令已经集成到了init, 它们在/sbin目录,是一个链接文件,直接链接到/init,所以当执行/sbin/eventd或/sbin/watchdogd时,将会进入对应的ueventd_main或watchdogd_main入口点。
ueventd守护进程负责解析/ueventd.rc文件,并创建相应的设备结点等。
watchdogd守护进程负责定时向 "/dev/watchdog"执行写操作,以判断系统是否正常运行。
这两个进程不是本文讨论的重点,所以先忽略。。。

b. 挂载根文件系统的目录

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, "hidepid=2,gid=" MAKE_STR(AID_READPROC));
mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);
mount("selinuxfs", "/sys/fs/selinux", "selinuxfs", 0, NULL);
mknod("/dev/kmsg", S_IFCHR | 0600, makedev(1, 11));

分别挂载proc和和sysfs文件系统到/proc 和/sys目录
close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT | O_CLOEXEC, 0000)); 在/dev目录创建一个空文件.booting来表示正在执行初始化
InitKernelLogging(argv); 重定向标准输入,标准输出,标准错误输出到 /dev/null
selinux_initialize(is_first_stage) 加载SELinux策略, 后面有一些初始化文件上下文的操作等

3. 解析init.rc文件

Parser& parser Parser::GetInstance();
parser.AddSectionParser("service",std::make_unique<ServiceParser>());
parser.AddSectionParser("on", std::make_unique<ActionParser>());
parser.AddSectionParser("import", std::make_unique<ImportParser>());
parser.ParseConfig("/init.rc");

3.1. init.rc文件是以块(section)为单位组织的,一个section包含多行。section分为两大类:分别为“服务(service)”和“行为(action)”。
3.2. “服务”块以关键字“service”开始,表示启动某个进程的方式和参数,“行为”块以关键字“on”开始,表示一堆命令的集合。每个块以关键字“service”或“on”开始,直到下一个“on”或“service”结束,中间所有行都属于这个“块”。
3.3. 上面在解析init.rc文件时使用了Parser类(在init目录下的init_parser.h中定义), 初始化ServiceParser用来解析 “service”块,ActionParser用来解析"on"块,ImportParser用来解析“import”块,“import”是用来引入一个init配置文件,来扩展当前配置的。
3.4. parser解析init.rc文件,/init.rc文件是<Android源代码目录>/system/core/rootdir/init.rc。
3.5. <Android源代码目录>/system/core/init/readme.txt 中对init文件中的所有关键字做了介绍,主要包含了Actions, Commands, Services, Options, and Imports等
3.6. 在ParseConfig解析完init脚本后,init会依次执行几个重要的阶段:

  1. 3.6.1. on early-init阶段
    am.QueueEventTrigger("early-init"); 执行on early-init 内容,主要包括 start ueventd 等

  2. 3.6.2. on init 阶段
    am.QueueEventTrigger("init"); 执行on init 内容,主要包括 创建/挂载一些目录,以及symlink等

  3. 3.6.3. on charger/late-init阶段
    // Don't mount filesystems or start core system services in charger mode.
    std::string bootmode = property_get("ro.bootmode");
    if (bootmode == "charger") {
    am.QueueEventTrigger("charger");
    } else {
    am.QueueEventTrigger("late-init");
    }
    如果是充电模式下启动 就会执行 on charger内容, 否则执行on late-init内容,在init.rc的on late-init
    看到很多trigger(触发器),用于执行对应的Action.
    trigger late-fs

     # Now we can mount /data. File encryption requires keymaster to decrypt
     # /data, which in turn can only be loaded when system properties are present.
     trigger post-fs-data
    
     # Load persist properties and override properties (if enabled) from /data.
     trigger load_persist_props_action
    
     # Remove a file to wake up anything waiting for firmware.
     trigger firmware_mounts_complete
    
     trigger early-boot
     trigger boot
    

从最后两行可以看出,late-init 触发了on early-booton boot两个Action.

  1. 3.6.4. on boot 阶段
    on boot 的最后class_start core 会启动class为core的服务,这些服务包括ueventd、logd、healthd、adbd(disabled)、lmkd(LowMemoryKiller)、servicemanager、vold、debuggerd、surfaceflinger、bootanim(disabled)等

  2. 3.6.5. main服务的启动
    在main函数后面的for循环中,调用execute_one_command依次执行操作队列中的命令
    while (true) {
    if (!waiting_for_exec) {
    am.ExecuteOneCommand();
    restart_processes();
    }
    }
    在/init.rc的开头部分
    import /init.environ.rc
    import /init.usb.rc
    import /init.${ro.hardware}.rc
    import /init.usb.configfs.rc
    import /init.${ro.zygote}.rc

    通过ro.zygote的属性import对应的zygote的rc文件,通过adb shell getprop ro.zygote 查看得到zygote64_32, 所以import的是/init.zygote64_32.rc文件,该文件中定义的zygote如下:

     service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
     class main
     priority -20
     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 /dev/stune/foreground/tasks
    

    可以看到zygote的class是main, 它是在on nonencrypted时被启动的
    on nonencrypted
    # A/B update verifier that marks a successful boot.
    exec - root -- /system/bin/update_verifier nonencrypted
    class_start main
    class_start late_start

注:但在Android 7.0中,对该机制做了一些改变 。
单一的init*.rc,被拆分,服务根据其二进制文件的位置(/system,/vendor,/odm)定义到对应分区的etc/init目录中,每个服务一个rc文件。与该服务相关的触发器、操作等也定义在同一rc文件中。
/system/etc/init,包含系统核心服务的定义,如SurfaceFlinger、MediaServer、Logcatd等。
/vendor/etc/init, SOC厂商针对SOC核心功能定义的一些服务。比如高通、MTK某一款SOC的相关的服务。
/odm/etc/init,OEM/ODM厂商如小米、华为、OPP其产品所使用的外设以及差异化功能相关的服务。

查看android 7.0虚拟机的/system/etc/init 如下

15:13:04屏幕截图.png

上面的servicemanager这个服务也从init.rc中拆分出来了。

4. 启动完成

至此,init进程已经启动完成,一些重要的服务如core服务和main服务也都启动起来,并启动了zygote(/system/bin/app_process64)进程,zygote初始化时会创建虚拟机,启动systemserver等,它的启动过程也是非常复杂,等下一篇再说。。

5. 扩展阅读

http://wonview.blog.163.com/blog/static/585013272012111924915229/
http://blog.csdn.net/k_linux_man/article/details/7292746
http://blog.csdn.net/fuyajun01/article/details/22572921
http://blog.csdn.net/windskier/article/details/6416547/

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,802评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,109评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,683评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,458评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,452评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,505评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,901评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,550评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,763评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,556评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,629评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,330评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,898评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,897评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,140评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,807评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,339评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容