Android启动之init进程和init.rc脚本

Android init进程启动

一、Android Init.c执行流程

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用户级进程。内核自行启动（已经被载入内存，开始运行，并已初始化所有的设备驱动程序和数据结构等）之后，就通过启动一个用户级程序init的方式，完成引导进程。init始终是第一个进程。
PS:可以通过：ps aux | grep init命令来查看其Pid为1。
init进程对应的代码在android源码目录中的：system/core/init/init.c中。
789 int main(int argc, char **argv)
790 {
# 创建一些linux根文件系统中的目录
817     mkdir("/dev", 0755);
818     mkdir("/proc", 0755);
819     mkdir("/sys", 0755);
820 
821     mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", 0, "mode=0755");
822     mkdir("/dev/pts", 0755);
823     mkdir("/dev/socket", 0755);
824     mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL);
825     mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL);
826     mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL); 
# 打开标准输入，标准输出，标准错误文件描述符
834     open_devnull_stdio();
# 读取并且解析init.rc文件
838     parse_config_file("/init.rc");
# 取得硬件名
844     get_hardware_name();
845     snprintf(tmp, sizeof(tmp), "/init.%s.rc", hardware);
# 读取并且解析硬件相关的init脚本文件
846     parse_config_file(tmp);
# 触发在init脚本文件中名字为early-init的action，并且执行其commands，其实是: on early-init
848     action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail);
849     drain_action_queue();
# 初始化动态设备管理，设备文件有变化时反应给内核，后面具体解释
852     device_fd = device_init();
# 加载启动动画，如果动画打开失败，则在屏幕上打印： A N D R O I D字样。
872     if( load_565rle_image(INIT_IMAGE_FILE) ) {
 873     fd = open("/dev/tty0", O_WRONLY);
 874     if (fd >= 0) {
 875         const char *msg;
 876             msg = "\n"
 877         "\n"
 878         "\n"
 879         "\n"
 880         "\n"
 881         "\n"
 882         "\n"  // console is 40 cols x 30 lines
 883         "\n"
 884         "\n"
 885         "\n"
 886         "\n"
 887         "\n"
 888         "\n"
 889         "\n"
 890         //"             A N D R O I D ";
 891         write(fd, msg, strlen(msg));
 892         close(fd);
 893     }
 894     }
 895
# 触发在init脚本文件中名字为init的action，并且执行其commands，其实是：on init
919     action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail);
 920     drain_action_queue();
# 启动系统属性_服务： system property service
927     property_set_fd = start_property_service();

# 创建socket用来处理孤儿进程信号
930     if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, s) == 0) {
 931         signal_fd = s[0];
 932         signal_recv_fd = s[1];
 933         fcntl(s[0], F_SETFD, FD_CLOEXEC);
 934         fcntl(s[0], F_SETFL, O_NONBLOCK);
 935         fcntl(s[1], F_SETFD, FD_CLOEXEC);
 936         fcntl(s[1], F_SETFL, O_NONBLOCK);
 937     }

# 触发在init脚本文件中名字为early-boot和boot的action，并且执行其commands，其实是：on early-boot和on boot
948     action_for_each_trigger("early-boot", action_add_queue_tail);
 949     action_for_each_trigger("boot", action_add_queue_tail);
 950     drain_action_queue();
# 启动所有属性变化触发命令，其实是： on property:ro.xx.xx=xx
953     queue_all_property_triggers();
 954     drain_action_queue();
# 进入死循环
987     for(;;) {

# 启动所有init脚本中声明的service，
# 如：266 service servicemanager /system/bin/servicemanager
#     user system
#     critical
#     onrestart restart zygote
#     onrestart restart media
994         restart_processes();
# 多路监听设备管理，子进程运行状态，property

1012         nr = poll(ufds, fd_count, timeout);
1013         if (nr <= 0)
1014             continue;
1016         if (ufds[2].revents == POLLIN) {
1017             /* we got a SIGCHLD - reap and restart as needed */
1018             read(signal_recv_fd, tmp, sizeof(tmp));
1019             while (!wait_for_one_process(0))
1020                 ;
1021             continue;
1022         }
1023 
1024         if (ufds[0].revents == POLLIN)
1025             handle_device_fd(device_fd);
1026 
1027         if (ufds[1].revents == POLLIN)
1028             handle_property_set_fd(property_set_fd);
1029         if (ufds[3].revents == POLLIN)
1030             handle_keychord(keychord_fd);
1031     }
1032 
1033     return 0;
1034 }

 

二、Android init脚本语言

前面简单分析了下init.c里的操作，里面提到了解析Init.rc和硬件脚本下面详细解析下Android init脚本语言的规范。

Android初始化语言包含了四种类型的声明：

    Actions（行为）、Commands（命令）、Services（服务）和Options（选项）

• 所有这些都是以行为单位的，各种记号由空格来隔开。
• C语言风格的反斜杠号可用于在记号间插入空格。
• 双引号也可用于防止字符串被空格分割成多个记号。
• 行末的反斜杠用于折行，注释行以井号（#）开头（允许以空格开头）。

Actions和Services声明一个新的分组Section。所有的命令或选项都属于最近声明的分组。位于第一个分组之前的命令或选项将会被忽略。
Actions和Services有唯一的名字。如果有重名的情况，第二个申明的将会被作为错误忽略。

Actions（行为）
  Actions其实就是一序列的Commands（命令）。Actions都有一个trigger（触发器），它被用于决定action的执行时间。当一个符合action触发条件的事件发生时，action会被加入到执行队列的末尾，除非它已经在队列里了。
    队列中的每一个action都被依次提取出，而这个action中的每个command（命令）都将被依次执行。
Actions的形式如下： 
        on
          
          
          
on后面跟着一个触发器，当trigger被触发时，command1，command2，command3，会依次执行，直到下一个Action或下一个Service。
简单来说，Actions就是Android在启动时定义的一个启动脚本，当条件满足时，会执行该脚本，脚本里都是一些命令commands，不同的脚本用on来区分。

Triggers（触发器）
    Triggers（触发器）是一个用于匹配特定事件类型的字符串，用于使Actions发生。
        boot：
            这是init执行后的第一个被触发的Triggers（触发器）。（在 /init.conf （启动配置文件）被装载之后）
        =：
            这种形式的Triggers（触发器）会在属性被设置为指定的时被触发。
        device-added-：
        device-removed-：
            这种形式的Triggers（触发器）会在一个设备节点文件被增删时触发。
        service-exited-：
            这种形式的Triggers（触发器）会在一个特定的服务退出时触发。
触发器通常和on一起来联合使用。
示例：
on init 
  export LD_LIBRARY_PATH /system/lib
  insmod modules/fsr.ko
  symlink /system/etc /etc
  mkdir /sdcard 0000 system system
  write /proc/cpu/alignment 4

on boot
  …
on property:ro.kernel.qemu=1
   start adbd
上面声明了三个action：init，boot和一个属性触发器，当init被触发时，会顺序执行后面的命令，直到on boot新的action。Init的触发是由init.c里的函数action_for_each_trigger来决定的。当属性ro.kernel.qemu为1 时，会触发start adbd命令。

Services（服务）
Services（服务）是一个程序，它在初始化时启动，并在退出时可选择让其重启。Services（服务）的形式如下： 
        service [ ]*
          
          
           ...
name:服务名
pathname:当前服务对应的程序位置
option：当前服务设置的选项

Options（选项）
    Options（选项）是一个Services（服务）的修正者。他们影响Services（服务）在何时，并以何种方式运行。
     critical：
            说明这是一个对于设备关键的服务。如果他四分钟内退出大于四次，系统将会重启并进入recovery（恢复）模式。

     disabled：
            说明这个服务不会同与他同trigger（触发器）下的服务自动启动。他必须被明确的按名启动。

     setenv （设置环境变量）
            在进程启动时将环境变量设置为。

     socket [ [ ] ]
            创建一个Uinx域的名为/dev/socket/ 的套接字，并传递它的文件描述符给已启动的进程。 必须是 "dgram"或"stream"。User 和 group默认为0。

     user
            在启动这个服务前改变该服务的用户名。此时默认为root。（？？？有可能的话应该默认为nobody）。当前，如果你的进程要求Linux capabilities（能力），你无法使用这个命令。即使你是root，你也必须在程序中请求capabilities（能力）。然后降到你想要的 uid。

     group [ ]*
            在启动这个服务前改变该服务的组名。除了（必需的）第一个组名，附加的组名通常被用于设置进程的补充组（通过setgroups()）。此时默认为root。（？？？有可能的话应该默认为nobody）。
    
     oneshot
            服务退出时不重启。

     class
            指定一个服务类。所有同一类的服务可以同时启动和停止。如果不通过class选项指定一个类，则默认为"default"类服务。

     onrestart
            当服务重启，执行一个命令（下详）。

Commands（命令）
    exec [ ]*
         创建和执行一个程序（）。在程序完全执行前，init将会阻塞。由于它不是内置命令，应尽量避免使用exec，它可能会引起init卡死。(??? 是否需要一个超时设置?)
    export
        在全局环境变量中设在环境变量 为。（这将会被所有在这命令之后运行的进程所继承）
    ifup
        启动网络接口
    import
           解析一个init配置文件，扩展当前配置。
    hostname
           设置主机名。
    chmod
           更改文件访问权限。
    chown
           更改文件的所有者和组。
    class_start
           启动所有指定服务类下的未运行服务。
    class_stop
        停止指定服务类下的所有已运行的服务。
    domainname
           设置域名。
    insmod
           加载中的模块。
    mkdir [mode] [owner] [group]
           创建一个目录，可以选择性地指定mode、owner以及group。如果没有指定，默认的权限为755，并属于root用户和root组。
    mount

[ ]*
        试图在目录挂载指定的设备。 可以是以  的形式指定一个mtd块设备。包括 "ro"、"rw"、"remount"、"noatime"、 ...
    setprop
           设置系统属性 为 值. 
    setrlimit
        设置的rlimit（资源限制）。
    start
        启动指定服务（如果此服务还未运行）。
    stop
        停止指定服务（如果此服务在运行中）。
    symlink
        创建一个指向的软连接。
    sysclktz
        设置系统时钟基准（0代表时钟滴答以格林威治平均时（GMT）为准）
    trigger
           触发一个事件。用于将一个action与另一个 action排列。
    write [ ]*
           打开路径为的一个文件，并写入一个或多个字符串。

Properties（属性）
    Init更新一些系统属性以提供对正在发生的事件的监控能力: 
        init.action
               此属性值为正在被执行的action的名字，如果没有则为""。
        init.command
               此属性值为正在被执行的command的名字，如果没有则为""。
        init.svc.
               名为的service的状态("stopped"（停止）, "running"（运行）, "restarting"（重启）)