init进程是Android系统中用户空间的个进程,它被赋予了很多极其重要的工作职责,init进程相关源码位于system/core/init,本篇博客我们就一起来学习init进程(基于Android 7.0)。
init入口函数分析
init的入口函数为main,位于system/core/init/init.cpp
int main(int argc, char** argv) { if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd")) { return ueventd_main(argc, argv);
} if (!strcmp(basename(argv[0]), "watchdogd")) { return watchdogd_main(argc, argv);
} umask(0);
add_environment("PATH", _PATH_DEFPATH); bool is_first_stage = (argc == 1) || (strcmp(argv[1], "--second-stage") != 0); if (is_first_stage) {
mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");
mkdir("/dev/pts", 0755);
mkdir("/dev/socket", 0755);
mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL); #define MAKE_STR(x) __STRING(x) mount("proc", "/proc", "proc", 0, "hidepid=2,gid=" MAKE_STR(AID_READPROC));
mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);
} open_devnull_stdio(); 3.初始化内核log系统
klog_init();
klog_set_level(KLOG_NOTICE_LEVEL);
NOTICE("init %s started!\n", is_first_stage ? "first stage" : "second stage"); if (!is_first_stage) { close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT | O_CLOEXEC, 0000)); property_init(); process_kernel_dt();
process_kernel_cmdline(); export_kernel_boot_props();
} 5.完成SELinux相关工作
selinux_initialize(is_first_stage); if (is_first_stage) { 6.重新设置属性 if (restorecon("/init") == -1) {
ERROR("restorecon failed: %s\n", strerror(errno));
security_failure();
} char* path = argv[0]; char* args[] = { path, const_cast<char*>("--second-stage"), nullptr }; if (execv(path, args) == -1) {
ERROR("execv(\"%s\") failed: %s\n", path, strerror(errno));
security_failure();
}
} NOTICE("Running restorecon...\n");
restorecon("/dev");
restorecon("/dev/socket");
restorecon("/dev/__properties__");
restorecon("/property_contexts");
restorecon_recursive("/sys"); 7.创建epoll句柄
epoll_fd = epoll_create1(EPOLL_CLOEXEC); if (epoll_fd == -1) {
ERROR("epoll_create1 failed: %s\n", strerror(errno)); exit(1);
} 8.装载子进程信号处理器
signal_handler_init();
property_load_boot_defaults();
export_oem_lock_status(); start_property_service(); const BuiltinFunctionMap function_map;
Action::set_function_map(&function_map);
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");
ActionManager& am = ActionManager::GetInstance();
am.QueueEventTrigger("early-init"); am.QueueBuiltinAction(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done"); am.QueueBuiltinAction(mix_hwrng_into_linux_rng_action, "mix_hwrng_into_linux_rng");
am.QueueBuiltinAction(set_mmap_rnd_bits_action, "set_mmap_rnd_bits");
am.QueueBuiltinAction(keychord_init_action, "keychord_init");
am.QueueBuiltinAction(console_init_action, "console_init"); am.QueueEventTrigger("init"); am.QueueBuiltinAction(mix_hwrng_into_linux_rng_action, "mix_hwrng_into_linux_rng"); std::string bootmode = property_get("ro.bootmode"); if (bootmode == "charger") {
am.QueueEventTrigger("charger");
} else {
am.QueueEventTrigger("late-init");
} am.QueueBuiltinAction(queue_property_triggers_action, "queue_property_triggers"); while (true) { if (!waiting_for_exec) {
am.ExecuteOneCommand();
restart_processes();
} int timeout = -1; if (process_needs_restart) {
timeout = (process_needs_restart - gettime()) * 1000; if (timeout < 0)
timeout = 0;
} if (am.HasMoreCommands()) {
timeout = 0;
}
bootchart_sample(&timeout);
epoll_event ev; int nr = TEMP_FAILURE_RETRY(epoll_wait(epoll_fd, &ev, 1, timeout)); if (nr == -1) {
ERROR("epoll_wait failed: %s\n", strerror(errno));
} else if (nr == 1) {
((void (*)()) ev.data.ptr)();
}
} return 0;
}
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从上面代码中可以精简归纳init的main方法做的事情:
1.创建文件系统目录并挂载相关的文件系统
2.屏蔽标准的输入输出
3.初始化内核log系统
4.调用property_init初始化属性相关的资源
5.完成SELinux相关工作
6.重新设置属性
7.创建epoll句柄
8.装载子进程信号处理器
9.通过property_start_service启动属性服务
10.通过parser.ParseConfig(“/init.rc”)来解析init.rc
接下来对上述部分步骤,进行详细解析。
1.创建文件系统目录并挂载相关的文件系统
umask(0);
add_environment("PATH", _PATH_DEFPATH); bool is_first_stage = (argc == 1) || (strcmp(argv[1], "--second-stage") != 0); if (is_first_stage) {
mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");
mkdir("/dev/pts", 0755);
mkdir("/dev/socket", 0755);
mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL); #define MAKE_STR(x) __STRING(x) mount("proc", "/proc", "proc", 0, "hidepid=2,gid=" MAKE_STR(AID_READPROC));
mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);
}
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该部分主要用于创建和挂载启动所需的文件目录。
需要注意的是,在编译Android系统源码时,在生成的根文件系统中,并不存在这些目录,它们是系统运行时的目录,即当系统终止时,就会消失。
在init初始化过程中,Android分别挂载了tmpfs,devpts,proc,sysfs这4类文件系统。
2.屏蔽标准的输入输出
open_devnull_stdio();
前文生成/dev目录后,init进程将调用open_devnull_stdio函数,屏蔽标准的输入输出。
open_devnull_stdio函数会在/dev目录下生成null设备节点文件,并将标准输入、标准输出、标准错误输出全部重定向到null设备中。
void open_devnull_stdio(void)
{ int fd = open("/sys/fs/selinux/null", O_RDWR); if (fd == -1) { static const char *name = "/dev/__null__"; if (mknod(name, S_IFCHR | 0600, (1 << 8) | 3) == 0) {
fd = open(name, O_RDWR);
unlink(name);
} if (fd == -1) { exit(1);
}
}
dup2(fd, 0);
dup2(fd, 1);
dup2(fd, 2); if (fd > 2) {
close(fd);
}
}
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open_devnull_stdio函数定义于system/core/init/util.cpp中。
这里需要说明的是,dup2函数的作用是用来复制一个文件的描述符,通常用来重定向进程的stdin、stdout和stderr。它的函数原形是:
int dup2(int oldfd, int targetfd)
该函数执行后,targetfd将变成oldfd的复制品。
因此上述过程其实就是:创建出null设备后,将0、1、2绑定到null设备上。因此init进程调用open_devnull_stdio函数后,通过标准的输入输出无法输出信息。
4.初始化属性域
if (!is_first_stage) { ....... property_init(); ....... }
调用property_init初始化属性域。在Android平台中,为了让运行中的所有进程共享系统运行时所需要的各种设置值,系统开辟了属性存储区域,并提供了访问该区域的API。
需要强调的是,在init进程中有部分代码块以is_first_stage标志进行区分,决定是否需要进行初始化,而is_first_stage的值,由init进程main函数的入口参数决定。 其原因在于,在引入selinux机制后,有些操作必须要在内核态才能完成;
但init进程作为android的个进程,又是运行在用户态的。
于是,终设计为用is_first_stage进行区分init进程的运行状态。init进程在运行的过程中,会完成从内核态到用户态的切换。
void property_init() {
if (__system_property_area_init()) { ERROR("Failed to initialize property area\n"); exit(1);
}
}
property_init函数定义于system/core/init/property_service.cpp中,如上面代码所示,终调用_system_property_area_init函数初始化属性域。
5.完成SELinux相关工作
// Set up SELinux, including loading the SELinux policy if we're in the kernel domain.
selinux_initialize(is_first_stage);
init进程进程调用selinux_initialize启动SELinux。从注释来看,init进程的运行确实是区分用户态和内核态的。
static void selinux_initialize(bool in_kernel_domain) {
Timer t;
selinux_callback cb; cb.func_log = selinux_klog_callback;
selinux_set_callback(SELINUX_CB_LOG, cb); cb.func_audit = audit_callback;
selinux_set_callback(SELINUX_CB_AUDIT, cb); if (in_kernel_domain) { INFO("Loading SELinux policy...\n"); if (selinux_android_load_policy() < 0) {
ERROR("failed to load policy: %s\n", strerror(errno));
security_failure();
} bool kernel_enforcing = (security_getenforce() == 1); bool is_enforcing = selinux_is_enforcing(); if (kernel_enforcing != is_enforcing) { if(security_setenforce(is_enforcing)) {
........ security_failure();
}
} if (write_file("/sys/fs/selinux/checkreqprot", "0") == -1) {
security_failure();
}
NOTICE("(Initializing SELinux %s took %.2fs.)\n",
is_enforcing ? "enforcing" : "non-enforcing", t.duration());
} else {
selinux_init_all_handles();
}
}
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6.重新设置属性
if (is_first_stage) { if (restorecon("/init") == -1) {
ERROR("restorecon failed: %s\n", strerror(errno));
security_failure();
} char* path = argv[0]; char* args[] = { path, const_cast<char*>("--second-stage"), nullptr }; if (execv(path, args) == -1) {
ERROR("execv(\"%s\") failed: %s\n", path, strerror(errno));
security_failure();
}
} INFO("Running restorecon...\n");
restorecon("/dev");
restorecon("/dev/socket");
restorecon("/dev/__properties__");
restorecon_recursive("/sys");
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上述文件节点在加载Sepolicy之前已经被创建了,因此在加载完Sepolicy后,需要重新设置相关的属性。
9.启动配置属性的服务端
start_property_service();
init进程在共享内存区域中,创建并初始化属性域。其它进程可以访问属性域中的值,但更改属性值仅能在init进程中进行。这就是init进程调用start_property_service的原因。其它进程修改属性值时,要预先向init进程提交值变更申请,然后init进程处理该申请,并修改属性值。在访问和修改属性时,init进程都可以进行权限控制。
void start_property_service() {
//创建了一个非阻塞socket
property_set_fd = create_socket(PROP_SERVICE_NAME, SOCK_STREAM | SOCK_CLOEXEC | SOCK_NONBLOCK, 0666, 0, 0, NULL); if (property_set_fd == -1) {
ERROR("start_property_service socket creation failed: %s\n", strerror(errno)); exit(1);
}
//调用listen函数监听property_set_fd, 于是该socket变成一个server
listen(property_set_fd, 8);
//监听server socket上是否有数据到来
register_epoll_handler(property_set_fd, handle_property_set_fd);
}
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我们知道,在create_socket函数返回套接字property_set_fd时,property_set_fd是一个主动连接的套接字。此时,系统假设用户会对这个套接字调用connect函数,期待它主动与其它进程连接。
由于在服务器编程中,用户希望这个套接字可以接受外来的连接请求,也就是被动等待用户来连接,于是需要调用listen函数使用主动连接套接字变为被连接套接字,使得一个进程可以接受其它进程的请求,从而成为一个服务器进程。
因此,调用listen后,init进程成为一个服务进程,其它进程可以通过property_set_fd连接init进程,提交设置系统属性的申请。
listen函数的第二个参数,涉及到一些网络的细节。
在进程处理一个连接请求的时候,可能还存在其它的连接请求。因为TCP连接是一个过程,所以可能存在一种半连接的状态。有时由于同时尝试连接的用户过多,使得服务器进程无法快速地完成连接请求。
因此,内核会在自己的进程空间里维护一个队列,以跟踪那些已完成连接但服务器进程还没有接手处理的用户,或正在进行的连接的用户。这样的一个队列不可能任意大,所以必须有一个上限。listen的第二个参数就是告诉内核使用这个数值作为上限。因此,init进程作为系统属性设置的服务器,多可以同时为8个试图设置属性的用户提供服务。
在启动配置属性服务的后,调用函数register_epoll_handler。该函数将利用之前创建出的epoll句柄监听property_set_fd。当property_set_fd中有数据到来时,init进程将利用handle_property_set_fd函数进行处理。
static void handle_property_set_fd() { .......... if ((s = accept(property_set_fd, (struct sockaddr *) &addr, &addr_size)) < 0) { return;
} ........ r = TEMP_FAILURE_RETRY(recv(s, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT)); ......... switch(msg.cmd) { ......... } ......... }
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handle_propery_set_fd函数实际上是调用accept函数监听连接请求,接收property_set_fd中到来的数据,然后利用recv函数接受到来的数据,后根据到来数据的类型,进行设置系统属性等相关操作,在此不做深入分析。
介绍一下系统属性改变的一些用途。
在init.rc中定义了一些与属性相关的触发器。当某个条件相关的属性被改变时,与该条件相关的触发器就会被触发。举例来说,如下面代码所示,debuggable属性变为1时,将执行启动console进程等操作。
on property:ro.debuggable=1 # Give writes to anyone for the trace folder on debug builds.
# The folder is used to store method traces. chmod 0773 /data/misc/trace start console
总结一下,其它进程修改系统属性时,大致的流程如下图所示:其它的进程像init进程发送请求后,由init进程检查权限后,修改共享内存区。
10.解析配置文件init.rc
init.rc是系统配置文件,位于system/core/rootdir/init.rc,Android 7.0中对init.rc文件进行了拆分,每个服务一个rc文件。
init.rc文件是在init进程启动后执行的启动脚本,文件中记录着init进程需执行的操作。在Android系统中,使用init.rc和init.{ hardware }.rc两个文件。
其中init.rc文件在Android系统运行过程中用于通用的环境设置与进程相关的定义,init.{hardware}.rc(例如,高通有init.qcom.rc,MTK有init.mediatek.rc)用于定义Android在不同平台下的特定进程和环境设置等。
init.rc文件大致分为两大部分,一部分是以“on”关键字开头的动作列表(action list):
on early-init write /proc/1/oom_score_adj -1000 .........
start ueventd
另一部分是以“service”关键字开头的服务列表(service list):
service ueventd /sbin/ueventd class core critical
seclabel u:r:ueventd:s0
动作列表用于创建所需目录,以及为某些特定文件指定权限,而服务列表用来记录init进程需要启动的一些子进程。如上面代码所示,service关键字后的个字符串表示服务(子进程)的名称,第二个字符串表示服务的执行路径。
接下来,我们从ParseConfig函数入手,逐步分析整个解析过程(函数定义于system/core/init/ Init_parser.cpp中):
bool Parser::ParseConfig(const std::string& path) { if (is_dir(path.c_str())) { return ParseConfigDir(path);
} return ParseConfigFile(path);
}
bool Parser::ParseConfigDir(const std::string& path) { ........... std::unique_ptr<DIR, int(*)(DIR*)> config_dir(opendir(path.c_str()), closedir); .......... while ((current_file = readdir(config_dir.get()))) {
std::string current_path = android::base::StringPrintf("%s/%s", path.c_str(), current_file->d_name); if (current_file->d_type == DT_REG) { if (!ParseConfigFile(current_path)) { ............. }
}
}
}
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从上面的代码可以看出,解析init.rc文件的函数是ParseConfigFile:
bool Parser::ParseConfigFile(const std::string& path) {
INFO("Parsing file %s...\n", path.c_str());
Timer t;
std::string data; if (!read_file(path.c_str(), &data)) { return false;
} data.push_back('\n'); ParseData(path, data);
for (const auto& sp : section_parsers_) {
sp.second->EndFile(path);
} if (false) DumpState();
NOTICE("(Parsing %s took %.2fs.)\n", path.c_str(), t.duration()); return true;
}
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ParseData函数定义于system/core/init/init_parser.cpp中,根据关键字解析出服务和动作。动作与服务会以链表节点的形式注册到service_list与action_list中,service_list与action_list是init进程中声明的全局结构体
void Parser::ParseData(const std::string& filename, const std::string& data) {
.......
parse_state state;
....... std::vector<std::string> args; for (;;) { switch (next_token(&state)) { case T_EOF: if (section_parser) { section_parser->EndSection();
} return; case T_NEWLINE:
state.line++; if (args.empty()) { break;
} if (section_parsers_.count(args[0])) { if (section_parser) { section_parser->EndSection();
} section_parser = section_parsers_[args[0]].get(); std::string ret_err; if (!section_parser->ParseSection(args, &ret_err)) {
parse_error(&state, "%s\n", ret_err.c_str());
section_parser = nullptr;
}
} else if (section_parser) { std::string ret_err; if (!section_parser->ParseLineSection(args, state.filename, state.line, &ret_err)) {
parse_error(&state, "%s\n", ret_err.c_str());
}
} args.clear(); break; case T_TEXT: args.emplace_back(state.text); break;
}
}
}
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这里的解析看起来比较复杂,在6.0以前的版本中,整个解析是面向过程的。init进程统一调用一个函数来进行解析,然后在该函数中利用switch-case的形式,根据解析的内容进行相应的处理。
在Android 7.0中,为了更好地封装及面向对象,对于不同的关键字定义了不同的parser对象,每个对象通过多态实现自己的解析操作。
在init进程main函数中,创建各种parser的代码如下:
........... 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>());
...........
看看三个Parser的定义:
class ServiceParser : public SectionParser {......}
class ActionParser : public SectionParser {......}
class ImportParser : public SectionParser {.......}
可以看到三个Parser均是继承SectionParser,具体的实现各有不同,我们以比较常用的ServiceParser和ActionParser为例
ServiceParser
ServiceParser定义于system/core/init/service.cpp中。从前面的代码,我们知道,解析一个service块,首先需要调用ParseSection函数,接着利用ParseLineSection处理子块,解析完所有数据后,调用EndSection。
因此,我们着重看看ServiceParser的这三个函数:
bool ServiceParser::ParseSection(.....) {
....... const std::string& name = args[1];
....... std::vector<std::string> str_args(args.begin() + 2, args.end()); service_ = std::make_unique<Service>(name, "default", str_args); return true;
}
bool ServiceParser::ParseLineSection(......) const { return service_ ? service_->HandleLine(args, err) : false;
}
bool Service::HandleLine(.....) {
........ static const OptionHandlerMap handler_map; auto handler = handler_map.FindFunction(args[0], args.size() - 1, err); if (!handler) { return false;
} return (this->*handler)(args, err);
}
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class Service::OptionHandlerMap : public KeywordMap<OptionHandler> { ........... Service::OptionHandlerMap::Map& Service::OptionHandlerMap::map() const {
constexpr std::size_t kMax = std::numeric_limits<std::size_t>::max();
static const Map option_handlers = {
{"class", {1, 1, &Service::HandleClass}},
{"console", {0, 0, &Service::HandleConsole}},
{"critical", {0, 0, &Service::HandleCritical}},
{"disabled", {0, 0, &Service::HandleDisabled}},
{"group", {1, NR_SVC_SUPP_GIDS + 1, &Service::HandleGroup}},
{"ioprio", {2, 2, &Service::HandleIoprio}},
{"keycodes", {1, kMax, &Service::HandleKeycodes}},
{"oneshot", {0, 0, &Service::HandleOneshot}},
{"onrestart", {1, kMax, &Service::HandleOnrestart}},
{"seclabel", {1, 1, &Service::HandleSeclabel}},
{"setenv", {2, 2, &Service::HandleSetenv}},
{"socket", {3, 6, &Service::HandleSocket}},
{"user", {1, 1, &Service::HandleUser}},
{"writepid", {1, kMax, &Service::HandleWritepid}},
}; return option_handlers;
}
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bool Service::HandleClass(const std::vector<std::string>& args, std::string* err) {
classname_ = args[1]; return true;
} void ServiceParser::EndSection() { if (service_) {
ServiceManager::GetInstance().AddService(std::move(service_));
}
} void ServiceManager::AddService(std::unique_ptr<Service> service) {
Service* old_service = FindServiceByName(service->name()); if (old_service) {
ERROR("ignored duplicate definition of service '%s'",
service->name().c_str()); return;
} services_.emplace_back(std::move(service));
}
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总结一下:ServiceParser中,首先根据行的名字和参数创建出service对象,然后根据选项域的内容填充service对象,后将创建出的service对象加入到vector类型的service链表中。
ActionParser
ActionParser定义于system/core/init/action.cpp中。Action的解析过程,其实与Service一样,也是先后调用ParseSection, ParseLineSection和EndSection。
bool ActionParser::ParseSection(....) {
........ auto action = std::make_unique<Action>(false); if (!action->InitTriggers(triggers, err)) { return false;
}
.........
} bool ActionParser::ParseLineSection(.......) const { return action_ ? action_->AddCommand(args, filename, line, err) : false;
} bool Action::AddCommand(.....) {
........ auto function = function_map_->FindFunction(args[0], args.size() - 1, err);
........ AddCommand(function, args, filename, line); return true;
} void Action::AddCommand(......) {
commands_.emplace_back(f, args, filename, line);
} void ActionParser::EndSection() { if (action_ && action_->NumCommands() > 0) {
ActionManager::GetInstance().AddAction(std::move(action_));
}
} void ActionManager::AddAction(.....) {
........ auto old_action_it = std::find_if(actions_.begin(),
actions_.end(),
[&action] (std::unique_ptr<Action>& a) { return action->TriggersEqual(*a);
}); if (old_action_it != actions_.end()) {
(*old_action_it)->CombineAction(*action);
} else { actions_.emplace_back(std::move(action));
}
}
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可以看出,加载action块的逻辑和service一样,不同的是需要填充trigger和command域。当然,后解析出的action也需要加入到action链表中。
这里后还剩下一个问题,那就是哪里定义了Action中command对应处理函数?
答案就是在init.cpp的main函数中:
.......
const BuiltinFunctionMap function_map;
Action::set_function_map(&function_map);
.......
Action中调用function_map_->FindFunction时,实际上调用的是BuiltinFunctionMap的FindFunction函数。FindFunction是keyword定义的通用函数,重点是重构的map函数。所以需要看BuiltinFunctionMap,其定义在system/core/init/builtins.cpp:
BuiltinFunctionMap::Map& BuiltinFunctionMap::map() const {
constexpr std::size_t kMax = std::numeric_limits<std::size_t>::max();
static const Map builtin_functions = {
{"bootchart_init", {0, 0, do_bootchart_init}},
{"chmod", {2, 2, do_chmod}},
{"chown", {2, 3, do_chown}},
{"class_reset", {1, 1, do_class_reset}},
{"class_start", {1, 1, do_class_start}},
{"class_stop", {1, 1, do_class_stop}},
{"copy", {2, 2, do_copy}},
{"domainname", {1, 1, do_domainname}},
{"enable", {1, 1, do_enable}},
{"exec", {1, kMax, do_exec}},
{"export", {2, 2, do_export}},
{"hostname", {1, 1, do_hostname}},
{"ifup", {1, 1, do_ifup}},
{"init_user0", {0, 0, do_init_user0}},
{"insmod", {1, kMax, do_insmod}},
{"installkey", {1, 1, do_installkey}},
{"load_persist_props", {0, 0, do_load_persist_props}},
{"load_system_props", {0, 0, do_load_system_props}},
{"loglevel", {1, 1, do_loglevel}},
{"mkdir", {1, 4, do_mkdir}},
{"mount_all", {1, kMax, do_mount_all}},
{"mount", {3, kMax, do_mount}},
{"powerctl", {1, 1, do_powerctl}},
{"restart", {1, 1, do_restart}},
{"restorecon", {1, kMax, do_restorecon}},
{"restorecon_recursive", {1, kMax, do_restorecon_recursive}},
{"rm", {1, 1, do_rm}},
{"rmdir", {1, 1, do_rmdir}},
{"setprop", {2, 2, do_setprop}},
{"setrlimit", {3, 3, do_setrlimit}},
{"start", {1, 1, do_start}},
{"stop", {1, 1, do_stop}},
{"swapon_all", {1, 1, do_swapon_all}},
{"symlink", {2, 2, do_symlink}},
{"sysclktz", {1, 1, do_sysclktz}},
{"trigger", {1, 1, do_trigger}},
{"verity_load_state", {0, 0, do_verity_load_state}},
{"verity_update_state", {0, 0, do_verity_update_state}},
{"wait", {1, 2, do_wait}},
{"write", {2, 2, do_write}},
}; return builtin_functions;
}
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上述代码的第四项就是Action每个command对应的执行函数。
11.向执行队列中添加其它action
ActionManager& am = ActionManager::GetInstance();
am.QueueEventTrigger("early-init");
// Queue an action that waits for coldboot done so we know ueventd has set up all of /dev...
m.QueueBuiltinAction(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done");
// ... so that we can start queuing up actions that require stuff from /dev.
am.QueueBuiltinAction(mix_hwrng_into_linux_rng_action, "mix_hwrng_into_linux_rng");
am.QueueBuiltinAction(set_mmap_rnd_bits_action, "set_mmap_rnd_bits");
am.QueueBuiltinAction(keychord_init_action, "keychord_init");
am.QueueBuiltinAction(console_init_action, "console_init");
// Trigger all the boot actions to get us started.
am.QueueEventTrigger("init");
// Repeat mix_hwrng_into_linux_rng in case /dev/hw_random or /dev/random
// wasn't ready immediately after wait_for_coldboot_done
am.QueueBuiltinAction(mix_hwrng_into_linux_rng_action, "mix_hwrng_into_linux_rng");
// 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");
}
// Run all property triggers based on current state of the properties.
am.QueueBuiltinAction(queue_property_triggers_action, "queue_property_triggers");
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从上面的代码可以看出,接下来init进程中调用了大量的QueueEventTrigger和QueueBuiltinAction函数。
void ActionManager::QueueEventTrigger(const std::string& trigger) {
trigger_queue_.push(std::make_unique<EventTrigger>(trigger));
}
此处QueueEventTrigger函数就是利用参数构造EventTrigger,然后加入到trigger_queue_中。后续init进程处理trigger事件时,将会触发相应的操作。根据前文的分析,我们知道实际上就是将action_list中,对应trigger与个参数匹配的action,加入到运行队列action_queue中。
void ActionManager::QueueBuiltinAction(BuiltinFunction func, const std::string& name) { auto action = std::make_unique<Action>(true); std::vector<std::string> name_vector{name}; if (!action->InitSingleTrigger(name)) { return;
} action->AddCommand(func, name_vector);
trigger_queue_.push(std::make_unique<BuiltinTrigger>(action.get()));
actions_.emplace_back(std::move(action));
}
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QueueBuiltinAction函数中构造新的action加入到actions_中,个参数作为新建action携带cmd的执行函数;第二个参数既作为action的trigger name,也作为action携带cmd的参数。
12.处理添加到运行队列的事件
while (true) { if (!waiting_for_exec) { am.ExecuteOneCommand(); restart_processes();
} int timeout = -1; if (process_needs_restart) {
timeout = (process_needs_restart - gettime()) * 1000; if (timeout < 0)
timeout = 0;
} if (am.HasMoreCommands()) {
timeout = 0;
} bootchart_sample(&timeout);
epoll_event ev; int nr = TEMP_FAILURE_RETRY(epoll_wait(epoll_fd, &ev, 1, timeout)); if (nr == -1) {
ERROR("epoll_wait failed: %s\n", strerror(errno));
} else if (nr == 1) { ((void (*)()) ev.data.ptr)();
}
}
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init进程将所有需要操作的action加入运行队列后, 进入无限循环过程,不断处理运行队列中的事件,同时进行重启service等操作。
ExecuteOneCommand中的主要部分如下所示
void ActionManager::ExecuteOneCommand() { while (current_executing_actions_.empty() && !trigger_queue_.empty()) { for (const auto& action : actions_) { if (trigger_queue_.front()->CheckTriggers(*action)) { current_executing_actions_.emplace(action.get());
}
} trigger_queue_.pop();
} if (current_executing_actions_.empty()) { return;
} auto action = current_executing_actions_.front(); if (current_command_ == 0) { std::string trigger_name = action->BuildTriggersString();
INFO("processing action (%s)\n", trigger_name.c_str());
} action->ExecuteOneCommand(current_command_); ++current_command_; if (current_command_ == action->NumCommands()) {
current_executing_actions_.pop();
current_command_ = 0; if (action->oneshot()) { auto eraser = [&action] (std::unique_ptr<Action>& a) { return a.get() == action;
};
actions_.erase(std::remove_if(actions_.begin(), actions_.end(), eraser));
}
}
} void Action::ExecuteCommand(const Command& command) const {
Timer t; int result = command.InvokeFunc();
........
}
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void Action::ExecuteCommand(const Command& command) const {
Timer t; int result = command.InvokeFunc();
........
}
从代码可以看出,当while循环不断调用ExecuteOneCommand函数时,将按照trigger表的顺序,依次取出action链表中与trigger匹配的action。
每次均执行一个action中的一个command对应函数(一个action可能携带多个command)。
当一个action所有的command均执行完毕后,再执行下一个action。
当一个trigger对应的action均执行完毕后,再执行下一个trigger对应action。
restart_processes函数负责按需重启service
static void restart_processes() {
process_needs_restart = 0;
ServiceManager::GetInstance().ForEachServiceWithFlags(
SVC_RESTARTING,
[] (Service* s) {
s->RestartIfNeeded(process_needs_restart);
});
}
该函数轮询service对应的链表,对于有SVC_RESTARING标志的service执行RestartIfNeeded(当子进程终止时,init进程会将可被重启进程的服务标志位置为SVC_RESTARTING)。
RestartIfNeeded可以重新启动服务。
void Service::RestartIfNeeded(time_t& process_needs_restart)(struct service *svc)
{
time_t next_start_time = svc->time_started + 5; if (next_start_time <= gettime()) {
svc->flags &= (~SVC_RESTARTING); Start(svc, NULL); return;
} if ((next_start_time < process_needs_restart) || (process_needs_restart == 0)) {
process_needs_restart = next_start_time;
}
}
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Bootchart 是一个能对 GNU/Linux boot 过程进行性能分析并把结果直观化的工具。它在 boot 过程中搜集资源利用情况及进程信息然后以PNG, SVG或EPS格式来显示结果。BootChart 包含数据收集工具和图像产生工具。数据收集工具在原始的BootChart中是独立的shell程序,但在Android中,数据收集工具被集成到了init 程序中。
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