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Android 根文件系统启动进程解析

www.MyException.Cn  网友分享于:2013-06-27  浏览:17次
Android 根文件系统启动过程解析

在Android系统启动时,内核引导参数上一般都会设置“init=/init”, 这样的话,如果内核成功挂载了这个文件系统之后,首先运行的就是这个根目录下的init程序。这个程序所了什么呢? 我们只有RFSC(Read the Fucking Source code)!!
init程序源码在Android官方源码的system/core/init中,main在init.c里。我们的分析就从main开始。

init:
(1)安装SIGCHLD信号。(如果父进程不等待子进程结束,子进程将成为僵尸进程(zombie)从而占用系统资源。因此需要对SIGCHLD信号做出处理,回收僵尸进程的资源,避免造成不必要的资源浪费。)
(2)对umask进行清零。
    何为umask,请看关于Linux下的umask

(3)为rootfs建立必要的文件夹,并挂载适当的分区。
    /dev (tmpfs)
        /dev/pts (devpts)
        /dev/socket
    /proc (proc)
    /sys  (sysfs)
 (4)创建/dev/null和/dev/kmsg节点。
 (5)解析/init.rc,将所有服务和操作信息加入链表。
 (6)从/proc/cmdline中提取信息内核启动参数,并保存到全局变量。
(7)先从上一步获得的全局变量中获取信息硬件信息和版本号,如果没有则从/proc/cpuinfo中提取,并保存到全局变量。
(8)根据硬件信息选择一个/init.(硬件).rc,并解析,将服务和操作信息加入链表。
    在G1的ramdisk根目录下有两个/init.(硬件).rc:init.goldfish.rc和init.trout.rc,init程序会根据上一步获得的硬件信息选择一个解析。
(9)执行链表中带有“early-init”触发的的命令。
(10)遍历/sys文件夹,是内核产生设备添加事件(为了自动产生设备节点)。
(11)初始化属性系统,并导入初始化属性文件。
(12)从属性系统中得到ro.debuggable,若为1,則初始化keychord監聽。
(13)打開console,如果cmdline中沒有指定console則打開默認的/dev/console
(14)讀取/initlogo.rle(一張565 rle 壓縮的位圖),如果成功則在/dev/graphics/fb0顯示Logo,如果失敗則將/dev/tty0設為TEXT模式并打開/dev/tty0,輸出文本“ANDROID”字樣。
(15)判斷cmdline 中的參數,并设置属性系统中的参数:
         1、 如果 bootmode為
         - factory,設置ro.factorytest值為1
         - factory2,設置ro.factorytest值為2
         - 其他的設ro.factorytest值為0
       2、如果有serialno参数,則設置ro.serialno,否則為""
       3、如果有bootmod参数,則設置ro.bootmod,否則為"unknown"
       4、如果有baseband参数,則設置ro.baseband,否則為"unknown"
       5、如果有carrier参数,則設置ro.carrier,否則為"unknown"
       6、如果有bootloader参数,則設置ro.bootloader,否則為"unknown"
       7、通过全局变量(前面从/proc/cpuinfo中提取的)設置ro.hardware和ro.version。
(16)執行所有触发标识为init的action。
(17)開始property服務,讀取一些property文件,這一動作必須在前面那些ro.foo設置后做,以便/data/local.prop不能干預到他們。
      - /system/build.prop
      - /system/default.prop
      - /data/local.prop
      - 在讀取默認的property后讀取presistent propertie,在/data/property中
(18)為sigchld handler創建信號機制
(19)確認所有初始化工作完成:
    device_fd(device init 完成)
    property_set_fd(property server start 完成)
    signal_recv_fd (信號機制建立)
(20) 執行所有触发标识为early-boot的action
(21) 執行所有触发标识为boot的action
(22)基于當前property狀態,執行所有触发标识为property的action
(23)注冊輪詢事件:
      - device_fd
      - property_set_fd
      -signal_recv_fd
      -如果有keychord,則注冊keychord_fd
(24)如果支持BOOTCHART,則初始化BOOTCHART
(25)進入主進程循環:
      - 重置輪詢事件的接受狀態,revents為0
      - 查詢action隊列,并执行。
      - 重啟需要重啟的服务
      - 輪詢注冊的事件
          - 如果signal_recv_fd的revents為POLLIN,則得到一個信號,獲取并處理
          - 如果device_fd的revents為POLLIN,調用handle_device_fd
          - 如果property_fd的revents為POLLIN,調用handle_property_set_fd
          - 如果keychord_fd的revents為POLLIN,調用handle_keychord

由于对Android 的属性系统不是很了解,所以翻译了这篇文章《Android Property System》 。

 

    每个属性都有一个名称和值,他们都是字符串格式。属性被大量使用在Android系统中,用来记录系统设置或进程之间的信息交换。属性是在整个系统中全局可见的。每个进程可以get/set属性。
    在系统初始化时,Android将分配一个共享内存区来存储的属性。这些是由“init”守护进程完成的,其源代码位于: device/system/init。“init”守护进程将启动一个属性服务。属性服务在“init”守护进程中运行。每一个客户端想要设置属性时, 必须连接属性服务,再向其发送信息。属性服务将会在共享内存区中修改和创建属性。任何客户端想获得属性信息,可以从共享内存直接读取。这提高了读取性能。
    客户端应用程序可以调用libcutils中的API函数以GET/SET属性信息。libcutils的源代码位于:device/libs/cutils。API函数是:
    int property_get(const char *key, char *value, const char *default_value);
    int property_set(const char *key, const char *value);
    而libcutils又调用libc中的 __system_property_xxx 函数获得共享内存中的属性。libc的源代码位于:device/system/bionic。
    属性服务调用libc中的__system_property_init函数来初始化属性系统的共享内存。当启动属性服务时,将从以下文件中加载默认属性:
    / default.prop
    /system/build.prop
    /system/default.prop
    /data/local.prop
    属性将会以上述顺序加载。后加载的属性将覆盖原先的值。这些属性加载之后,最后加载的属性会被保持在/data/property中。

     特别属性
    如果属性名称以“ro.”开头,那么这个属性被视为只读属性。一旦设置,属性值不能改变。
    如果属性名称以“persist.”开头,当设置这个属性时,其值也将写入/data/property。
    如果属性名称以“net.”开头,当设置这个属性时,“net.change”属性将会自动设置,以加入到最后修改的属性名。(这是很巧妙的。 netresolve模块的使用这个属性来追踪在net.*属性上的任何变化。)
    属性“ ctrl.start ”和“ ctrl.stop ”是用来启动和停止服务。每一项服务必须在/init.rc中定义.系统启动时,与init守护进程将解析init.rc和启动属性服务。一旦收到设置“ ctrl.start ”属性的请求,属性服务将使用该属性值作为服务名找到该服务,启动该服务。这项服务的启动结果将会放入“ init.svc.<服务名>“属性中 。客户端应用程序可以轮询那个属性值,以确定结果。

    Android toolbox程序
    Android toolbox程序提供了两个工具: setprop和getprop获取和设置属性。其使用方法:
    getprop <属性名>
    setprop <属性名><<属性值>

    Java
    在Java应用程序可以使用System.getProperty()和System.setProperty()函数获取和设置属性。

    Action
    默认情况下,设置属性只会使"init"守护程序写入共享内存,它不会执行任何脚本或二进制程序。但是,您可以将您的想要的实现的操作与init.rc中某个属性的变化相关联.例如,在默认的init.rc中有:

        # adbd on at boot in emulator
        on property:ro.kernel.qemu=1
           start adbd
        on property:persist.service.adb.enable=1
           start adbd
        on property:persist.service.adb.enable=0
           stop adbd

    这样,如果你设置persist.service.adb.enable为1 ,"init"守护程序就知道需要采取行动:开启adbd服务。

文章中提到的共享内存就是Android特有的共享方式:ashmen

    Ashmem是一个匿名共享内存(Anonymous SHared MEMory)系统,该系统增加了接口因此进程间可以共享具名内存块。举一个例子,系统可以利用Ashmem存储图标,当绘制用户界面的时候多个进程也可 以访问。Ashmem优于传统Linux共享内存表现在当共享内存块不再被用的时候,它为Kernel提供一种回收这些共享内存块的手段。如果一个程序尝 试访问Kernel释放的一个共享内存块,它将会收到一个错误提示,然后重新分配内存并重载数据。

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