Android啟動(dòng)概覽
眾所周知，Android是谷歌開(kāi)發(fā)的一款基于Linux的開(kāi)源操作系統(tǒng)，下圖所示為 Android 平臺(tái)的主要組件

1. Linux 內(nèi)核
Android 平臺(tái)的基礎(chǔ)是 Linux 內(nèi)核。例如，Android Runtime (ART) 依靠 Linux 內(nèi)核來(lái)執(zhí)行底層功

能，例如線(xiàn)程和低層內(nèi)存管理。
使用 Linux 內(nèi)核可讓 Android 利用主要安全功能，并且允許設(shè)備制造商為著名的內(nèi)核開(kāi)發(fā)硬件驅(qū)動(dòng)程
序。
2. 硬件抽象層 (HAL)
硬件抽象層 (HAL) 提供標(biāo)準(zhǔn)界面，向更高級(jí)別的 Java API 框架顯示設(shè)備硬件功能。HAL 包含多個(gè)
庫(kù)模塊，其中每個(gè)模塊都為特定類(lèi)型的硬件組件實(shí)現(xiàn)一個(gè)界面，例如相機(jī)或藍(lán)牙模塊。當(dāng)框架 API
要求訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備硬件時(shí)，Android 系統(tǒng)將為該硬件組件加載庫(kù)模塊。
3. Android Runtime
對(duì)于運(yùn)行 Android 5.0（API 級(jí)別 21）或更高版本的設(shè)備，每個(gè)應(yīng)用都在其自己的進(jìn)程中運(yùn)行，并
且有其自己的 Android Runtime (ART) 實(shí)例。ART 編寫(xiě)為通過(guò)執(zhí)行 DEX 文件在低內(nèi)存設(shè)備上運(yùn)行
多個(gè)虛擬機(jī)，DEX 文件是一種專(zhuān)為 Android 設(shè)計(jì)的字節(jié)碼格式，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，使用的內(nèi)存很少。編
譯工具鏈（例如 Jack）將 Java 源代碼編譯為 DEX 字節(jié)碼，使其可在 Android 平臺(tái)上運(yùn)行。
ART 的部分主要功能包括：
預(yù)先 (AOT) 和即時(shí) (JIT) 編譯
優(yōu)化的垃圾回收 (GC)
在 Android 9（API 級(jí)別 28）及更高版本的系統(tǒng)中，支持將應(yīng)用軟件包中的 Dalvik Executable 格
式 (DEX) 文件轉(zhuǎn)換為更緊湊的機(jī)器代碼。
更好的調(diào)試支持，包括專(zhuān)用采樣分析器、詳細(xì)的診斷異常和崩潰報(bào)告，并且能夠設(shè)置觀察點(diǎn)以監(jiān)控
特定字段
在 Android 版本 5.0（API 級(jí)別 21）之前，Dalvik 是 Android Runtime。如果您的應(yīng)用在 ART 上
運(yùn)行效果很好，那么它應(yīng)該也可在 Dalvik 上運(yùn)行，但反過(guò)來(lái)不一定。
Android 還包含一套核心運(yùn)行時(shí)庫(kù)，可提供 Java API 框架所使用的 Java 編程語(yǔ)言中的大部分功能，包括
一些 Java 8 語(yǔ)言功能。
4. 原生 C/C++ 庫(kù)
許多核心 Android 系統(tǒng)組件和服務(wù)（例如 ART 和 HAL）構(gòu)建自原生代碼，需要以 C 和 C++ 編寫(xiě)的
原生庫(kù)。Android 平臺(tái)提供 Java 框架 API 以向應(yīng)用顯示其中部分原生庫(kù)的功能。例如，您可以通
過(guò) Android 框架的 Java OpenGL API 訪(fǎng)問(wèn) OpenGL ES，以支持在應(yīng)用中繪制和操作 2D 和 3D 圖形。
如果開(kāi)發(fā)的是需要 C 或 C++ 代碼的應(yīng)用，可以使用 Android NDK 直接從原生代碼訪(fǎng)問(wèn)某些原生平臺(tái)庫(kù)。

5. Java API 框架
您可通過(guò)以 Java 語(yǔ)言編寫(xiě)的 API 使用 Android OS 的整個(gè)功能集。這些 API 形成創(chuàng)建 Android 應(yīng)
用所需的構(gòu)建塊，它們可簡(jiǎn)化核心模塊化系統(tǒng)組件和服務(wù)的重復(fù)使用，包括以下組件和服務(wù)：
豐富、可擴(kuò)展的視圖系統(tǒng)，可用以構(gòu)建應(yīng)用的 UI，包括列表、網(wǎng)格、文本框、按鈕甚至可嵌入的網(wǎng)
絡(luò)瀏覽器
資源管理器，用于訪(fǎng)問(wèn)非代碼資源，例如本地化的字符串、圖形和布局文件
通知管理器，可讓所有應(yīng)用在狀態(tài)欄中顯示自定義提醒
Activity 管理器，用于管理應(yīng)用的生命周期，提供常見(jiàn)的導(dǎo)航返回棧
內(nèi)容提供程序，可讓?xiě)?yīng)用訪(fǎng)問(wèn)其他應(yīng)用（例如“聯(lián)系人”應(yīng)用）中的數(shù)據(jù)或者共享其自己的數(shù)據(jù)
開(kāi)發(fā)者可以完全訪(fǎng)問(wèn) Android 系統(tǒng)應(yīng)用使用的框架 API。
6. 系統(tǒng)應(yīng)用
Android 隨附一套用于電子郵件、短信、日歷、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽和聯(lián)系人等的核心應(yīng)用。平臺(tái)隨附的應(yīng)
用與用戶(hù)可以選擇安裝的應(yīng)用一樣，沒(méi)有特殊狀態(tài)。因此第三方應(yīng)用可成為用戶(hù)的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽
器、短信 Messenger 甚至默認(rèn)鍵盤(pán)（有一些例外，例如系統(tǒng)的“設(shè)置”應(yīng)用）。
系統(tǒng)應(yīng)用可用作用戶(hù)的應(yīng)用，以及提供開(kāi)發(fā)者可從其自己的應(yīng)用訪(fǎng)問(wèn)的主要功能。例如，如果您的應(yīng)用
要發(fā)短信，您無(wú)需自己構(gòu)建該功能，可以改為調(diào)用已安裝的短信應(yīng)用向您指定的接收者發(fā)送消息。

接下來(lái)，我們來(lái)看下Android系統(tǒng)啟動(dòng)的大概流程，如下圖所示：

第一步： 啟動(dòng)電源以及系統(tǒng)啟動(dòng)

當(dāng)電源按下，引導(dǎo)芯片代碼開(kāi)始從預(yù)定義的地方（固化在ROM）開(kāi)始執(zhí)行。加載引導(dǎo)程序到RAM，然后
執(zhí)行

第二步：引導(dǎo)程序
引導(dǎo)程序是在Android操作系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行前的一個(gè)小程序。引導(dǎo)程序是運(yùn)行的第一個(gè)程序，因此它是針
對(duì)特定的主板與芯片的。設(shè)備制造商要么使用很受歡迎的引導(dǎo)程序比如redboot、uboot、qi
bootloader或者開(kāi)發(fā)自己的引導(dǎo)程序，它不是Android操作系統(tǒng)的一部分。引導(dǎo)程序是OEM廠(chǎng)商或者運(yùn)
營(yíng)商加鎖和限制的地方。
引導(dǎo)程序分兩個(gè)階段執(zhí)行。
第一個(gè)階段，檢測(cè)外部的RAM以及加載對(duì)第二階段有用的程序；
第二階段，引導(dǎo)程序設(shè)置網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存等等。這些對(duì)于運(yùn)行內(nèi)核是必要的，為了達(dá)到特殊的目標(biāo)，引導(dǎo)程
序可以根據(jù)配置參數(shù)或者輸入數(shù)據(jù)設(shè)置內(nèi)核。
Android引導(dǎo)程序可以在\bootable\bootloader\legacy\usbloader找到。傳統(tǒng)的加載器包含兩個(gè)文件，
需要在這里說(shuō)明：
init.s初始化堆棧，清零BBS段，調(diào)用main.c的_main()函數(shù)；
main.c初始化硬件（鬧鐘、主板、鍵盤(pán)、控制臺(tái)），創(chuàng)建linux標(biāo)簽

第三步：內(nèi)核

Android內(nèi)核與桌面linux內(nèi)核啟動(dòng)的方式差不多。內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)，設(shè)置緩存、被保護(hù)存儲(chǔ)器、計(jì)劃列表，
加載驅(qū)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)核完成系統(tǒng)設(shè)置，它首先在系統(tǒng)文件中尋找”init”文件，然后啟動(dòng)root進(jìn)程或者系統(tǒng)的第
一個(gè)進(jìn)程
第四步：init進(jìn)程
init進(jìn)程是Linux系統(tǒng)中用戶(hù)空間的第一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程號(hào)固定為1。Kernel啟動(dòng)后，在用戶(hù)空間啟動(dòng)init進(jìn)
程，并調(diào)用init中的main()方法執(zhí)行init進(jìn)程的職責(zé)。
第五步：啟動(dòng)Lancher App

init進(jìn)程分析
其中init進(jìn)程是Android系統(tǒng)中及其重要的第一個(gè)進(jìn)程，接下來(lái)我們來(lái)看下init進(jìn)程注意做了些什么
1. 創(chuàng)建和掛載啟動(dòng)所需要的文件目錄
2. 初始化和啟動(dòng)屬性服務(wù)
3. 解析init.rc配置文件并啟動(dòng)Zygote進(jìn)程

// \system\core\init\init.cpp main() L545 /* * 1.C++中主函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)argc表示參數(shù)個(gè)數(shù)，第二個(gè)參數(shù)是參數(shù)列表，也就是具體 的參數(shù) * 2.init的main函數(shù)有兩個(gè)其它入口，一是參數(shù)中有ueventd，進(jìn)入ueventd_main,二是參數(shù)中 有watchdogd，進(jìn)入watchdogd_main */ int main(int argc, char** argv) { /** 1.strcmp是String的一個(gè)函數(shù)，比較字符串，相等返回0* 2.C++中0也可以表示false* 3.basename是C庫(kù)中的一個(gè)函數(shù)，得到特定的路徑中的最后一個(gè)'/'后面的內(nèi)容，* 比如/sdcard/miui_recovery/backup，得到的結(jié)果是backup*/if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd")) {//當(dāng)argv[0]的內(nèi)容為ueventd 時(shí)，strcmp的值為0,！strcmp為1 //1表示true，也就執(zhí)行ueventd_main,ueventd主要是負(fù)責(zé)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建、權(quán)限設(shè)定等一 些列工作return ueventd_main(argc, argv);}if (!strcmp(basename(argv[0]), "watchdogd")) {//watchdogd俗稱(chēng)看門(mén)狗，用于 系統(tǒng)出問(wèn)題時(shí)重啟系統(tǒng)return watchdogd_main(argc, argv);}if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "subcontext")) {InitKernelLogging(argv);const BuiltinFunctionMap function_map;return SubcontextMain(argc, argv, &function_map);}if (REBOOT_BOOTLOADER_ON_PANIC) {InstallRebootSignalHandlers();//初始化重啟系統(tǒng)的處理信號(hào)，內(nèi)部通過(guò) sigaction 注冊(cè)信號(hào)，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到該信號(hào)時(shí)重啟系統(tǒng)}bool is_first_stage = (getenv("INIT_SECOND_STAGE") == nullptr);//查看是 否有環(huán)境變量INIT_SECOND_STAGE/** 1.init的main方法會(huì)執(zhí)行兩次，由is_first_stage控制,first_stage就是第一階段要 做的事*/if (is_first_stage) {boot_clock::time_point start_time = boot_clock::now();// Clear the umask.umask(0);//清空文件權(quán)限clearenv();setenv("PATH", _PATH_DEFPATH, 1);// Get the basic filesystem setup we need put together in the initramdisk// on / and then we'll let the rc file figure out the rest. //mount是用來(lái)掛載文件系統(tǒng)的，mount屬于Linux系統(tǒng)調(diào)用mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");mkdir("/dev/pts", 0755);//創(chuàng)建目錄，第一個(gè)參數(shù)是目錄路徑，第二個(gè)是讀寫(xiě)權(quán)限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));// Don't expose the raw commandline to unprivileged processes.chmod("/proc/cmdline", 0440);//用于修改文件/目錄的讀寫(xiě)權(quán)限gid_t groups[] = { AID_READPROC };setgroups(arraysize(groups), groups);// 用來(lái)將list 數(shù)組中所標(biāo)明的組加入 到目前進(jìn)程的組設(shè)置中mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);mount("selinuxfs", "/sys/fs/selinux", "selinuxfs", 0, NULL); //mknod用于創(chuàng)建Linux中的設(shè)備文件mknod("/dev/kmsg", S_IFCHR | 0600, makedev(1, 11));if constexpr (WORLD_WRITABLE_KMSG) {mknod("/dev/kmsg_debug", S_IFCHR | 0622, makedev(1, 11));}mknod("/dev/random", S_IFCHR | 0666, makedev(1, 8));mknod("/dev/urandom", S_IFCHR | 0666, makedev(1, 9));// Mount staging areas for devices managed by vold// See storage config details at http://source.android.com/devices/storage/mount("tmpfs", "/mnt", "tmpfs", MS_NOEXEC | MS_NOSUID | MS_NODEV,"mode=0755,uid=0,gid=1000");// /mnt/vendor is used to mount vendor-specific partitions that can not be// part of the vendor partition, e.g. because they are mounted read-write.mkdir("/mnt/vendor", 0755);// Now that tmpfs is mounted on /dev and we have /dev/kmsg, we can actually// talk to the outside world...InitKernelLogging(argv);//將標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出重定向到"/sys/fs/selinux/null"LOG(INFO) << "init first stage started!";if (!DoFirstStageMount()) {LOG(FATAL) << "Failed to mount required partitions early ...";}//Avb即Android Verfied boot,功能包括Secure Boot, verfying boot 和 dm- verity,//原理都是對(duì)二進(jìn)制文件進(jìn)行簽名，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行認(rèn)證，確保系統(tǒng)運(yùn)行的是合法的二進(jìn) 制鏡像文件。//其中認(rèn)證的范圍涵蓋：bootloader，boot.img，system.imgSetInitAvbVersionInRecovery();//在刷機(jī)模式下初始化avb的版本,不是刷機(jī)模式 直接跳過(guò)// Enable seccomp if global boot option was passed (otherwise it is enabled in zygote).global_seccomp();// Set up SELinux, loading the SELinux policy.SelinuxSetupKernelLogging();SelinuxInitialize();//加載SELinux policy，也就是安全策略，// We're in the kernel domain, so re-exec init to transition to the init domain now// that the SELinux policy has been loaded. /** 1.這句英文大概意思是，我們執(zhí)行第一遍時(shí)是在kernel domain，所以要重新執(zhí)行 init文件，切換到init domain，* 這樣SELinux policy才已經(jīng)加載進(jìn)來(lái)了* 2.后面的security_failure函數(shù)會(huì)調(diào)用panic重啟系統(tǒng)*/if (selinux_android_restorecon("/init", 0) == -1) {PLOG(FATAL) << "restorecon failed of /init failed";}setenv("INIT_SECOND_STAGE", "true", 1);static constexpr uint32_t kNanosecondsPerMillisecond = 1e6;uint64_t start_ms = start_time.time_since_epoch().count() / kNanosecondsPerMillisecond;setenv("INIT_STARTED_AT", std::to_string(start_ms).c_str(), 1);char* path = argv[0];char* args[] = { path, nullptr };execv(path, args);//重新執(zhí)行main方法，進(jìn)入第二階段// execv() only returns if an error happened, in which case we// panic and never fall through this conditional.PLOG(FATAL) << "execv(\"" << path << "\") failed";}// At this point we're in the second stage of init.InitKernelLogging(argv);LOG(INFO) << "init second stage started!";// Set up a session keyring that all processes will have access to. It// will hold things like FBE encryption keys. No process should override// its session keyring.keyctl_get_keyring_ID(KEY_SPEC_SESSION_KEYRING, 1);// Indicate that booting is in progress to background fw loaders, etc.close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT | O_CLOEXEC, 0000));property_init();//初始化屬性系統(tǒng)，并從指定文件讀取屬性// If arguments are passed both on the command line and in DT,// properties set in DT always have priority over the command-line ones. //接下來(lái)的一系列操作都是從各個(gè)文件讀取一些屬性，然后通過(guò)property_set設(shè)置系統(tǒng)屬性// If arguments are passed both on the command line and in DT,// properties set in DT always have priority over the command-line ones./** 1.這句英文的大概意思是，如果參數(shù)同時(shí)從命令行和DT傳過(guò)來(lái)，DT的優(yōu)先級(jí)總是大于命令行 的* 2.DT即device-tree，中文意思是設(shè)備樹(shù)，這里面記錄自己的硬件配置和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，參 考http://www.wowotech.net/linux_kenrel/why-dt.html*/process_kernel_dt();//處理DT屬性process_kernel_cmdline();//處理命令行屬性// Propagate the kernel variables to internal variables// used by init as well as the current required properties.export_kernel_boot_props();//處理其他的一些屬性// Make the time that init started available for bootstat to log.property_set("ro.boottime.init", getenv("INIT_STARTED_AT"));property_set("ro.boottime.init.selinux", getenv("INIT_SELINUX_TOOK"));// Set libavb version for Framework-only OTA match in Treble build.const char* avb_version = getenv("INIT_AVB_VERSION");if (avb_version) property_set("ro.boot.avb_version", avb_version);// Clean up our environment.unsetenv("INIT_SECOND_STAGE");//清空這些環(huán)境變量，因?yàn)橹岸家呀?jīng)存入到系統(tǒng)屬性 中去了unsetenv("INIT_STARTED_AT");unsetenv("INIT_SELINUX_TOOK");unsetenv("INIT_AVB_VERSION");// Now set up SELinux for second stage.SelinuxSetupKernelLogging();SelabelInitialize();SelinuxRestoreContext();epoll_fd = epoll_create1(EPOLL_CLOEXEC);//創(chuàng)建epoll實(shí)例，并返回epoll的文件 描述符if (epoll_fd == -1) {PLOG(FATAL) << "epoll_create1 failed";}sigchld_handler_init();//主要是創(chuàng)建handler處理子進(jìn)程終止信號(hào)，創(chuàng)建一個(gè)匿名 socket并注冊(cè)到epoll進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)if (!IsRebootCapable()) {// If init does not have the CAP_SYS_BOOT capability, it is running in a container.// In that case, receiving SIGTERM will cause the system to shut down.InstallSigtermHandler();}property_load_boot_defaults();//從文件中加載一些屬性，讀取usb配置export_oem_lock_status();//設(shè)置ro.boot.flash.locked 屬性start_property_service();//開(kāi)啟一個(gè)socket監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)屬性的設(shè)置set_usb_controller();//設(shè)置sys.usb.controller 屬性const BuiltinFunctionMap function_map;//方法映射 “class_start”-> "do_class_start" /** 1.C++中::表示靜態(tài)方法調(diào)用，相當(dāng)于java中static的方法*/Action::set_function_map(&function_map);//將function_map存放到Action中作 為成員屬性subcontexts = InitializeSubcontexts();ActionManager& am = ActionManager::GetInstance();ServiceList& sm = ServiceList::GetInstance();LoadBootScripts(am, sm);//解析xxx.rc// Turning this on and letting the INFO logging be discarded adds 0.2s to// Nexus 9 boot time, so it's disabled by default.if (false) DumpState();//打印一些當(dāng)前Parser的信息，默認(rèn)是不執(zhí)行的am.QueueEventTrigger("early-init");//QueueEventTrigger用于觸發(fā)Action,這里 觸發(fā) early-init事件// Queue an action that waits for coldboot done so we know ueventd has set up all of /dev...am.QueueBuiltinAction(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done");//QueueBuiltinAction用于添加Action，第一個(gè)參數(shù)是 Action要執(zhí)行的Command,第二個(gè)是Trigger// ... so that we can start queuing up actions that require stuff from /dev.am.QueueBuiltinAction(MixHwrngIntoLinuxRngAction, "MixHwrngIntoLinuxRng");am.QueueBuiltinAction(SetMmapRndBitsAction, "SetMmapRndBits");am.QueueBuiltinAction(SetKptrRestrictAction, "SetKptrRestrict");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_doneam.QueueBuiltinAction(MixHwrngIntoLinuxRngAction, "MixHwrngIntoLinuxRng");// Don't mount filesystems or start core system services in charger mode.std::string bootmode = GetProperty("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");while (true) {// By default, sleep until something happens.int epoll_timeout_ms = -1; //epoll超時(shí)時(shí)間，相當(dāng)于阻塞時(shí)間if (do_shutdown && !shutting_down) {do_shutdown = false;if (HandlePowerctlMessage(shutdown_command)) {shutting_down = true;}}if (!(waiting_for_prop || Service::is_exec_service_running())) {am.ExecuteOneCommand();//執(zhí)行一個(gè)command} /** 1.waiting_for_prop和IsWaitingForExec都是判斷一個(gè)Timer為不為空，相當(dāng) 于一個(gè)標(biāo)志位* 2.waiting_for_prop負(fù)責(zé)屬性設(shè)置，IsWaitingForExe負(fù)責(zé)service運(yùn)行* 3.當(dāng)有屬性設(shè)置或Service開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，這兩個(gè)值就不為空，直到執(zhí)行完畢才置為空* 4.其實(shí)這兩個(gè)判斷條件主要作用就是保證屬性設(shè)置和service啟動(dòng)的完整性，也可以 說(shuō)是為了同步*/if (!(waiting_for_prop || Service::is_exec_service_running())) {if (!shutting_down) {auto next_process_restart_time = RestartProcesses();//重啟服 務(wù)// If there's a process that needs restarting, wake up in time for that.if (next_process_restart_time) {epoll_timeout_ms = std::chrono::ceil<std::chrono::milliseconds>(*next_process_restart_time - boot_clock::now()).count();if (epoll_timeout_ms < 0) epoll_timeout_ms = 0;}}// If there's more work to do, wake up again immediately.if (am.HasMoreCommands()) epoll_timeout_ms = 0;//當(dāng)還有命令要執(zhí)行 時(shí)，將epoll_timeout_ms設(shè)置為0}epoll_event ev; /** 1.epoll_wait與epoll_create1、epoll_ctl是一起使用的* 2.epoll_create1用于創(chuàng)建epoll的文件描述符，epoll_ctl、epoll_wait都把它 創(chuàng)建的fd作為第一個(gè)參數(shù)傳入* 3.epoll_ctl用于操作epoll，EPOLL_CTL_ADD：注冊(cè)新的fd到epfd中， EPOLL_CTL_MOD：修改已經(jīng)注冊(cè)的fd的監(jiān)聽(tīng)事件，EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個(gè)fd；* 4.epoll_wait用于等待事件的產(chǎn)生，epoll_ctl調(diào)用EPOLL_CTL_ADD時(shí)會(huì)傳入需要 監(jiān)聽(tīng)什么類(lèi)型的事件，* ?比如EPOLLIN表示監(jiān)聽(tīng)fd可讀，當(dāng)該fd有可讀的數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用epoll_wait經(jīng)過(guò) epoll_timeout_ms時(shí)間就會(huì)把該事件的信息返回給&ev*/int nr = TEMP_FAILURE_RETRY(epoll_wait(epoll_fd, &ev, 1, epoll_timeout_ms));if (nr == -1) {PLOG(ERROR) << "epoll_wait failed";} else if (nr == 1) {((void (*)()) ev.data.ptr)();//當(dāng)有event返回時(shí)，取出 ev.data.ptr（之前epoll_ctl注冊(cè)時(shí)的回調(diào)函數(shù)），直接執(zhí)行 //在signal_handler_init和start_property_service有注冊(cè)兩個(gè)fd的監(jiān) 聽(tīng)，一個(gè)用于監(jiān)聽(tīng)SIGCHLD(子進(jìn)程結(jié)束信號(hào))，一個(gè)用于監(jiān)聽(tīng)屬性設(shè)置}}return 0; }

init.rc解析
init.rc是一個(gè)非常重要的配置文件，它是由Android初始化語(yǔ)言（Android Init Language）編寫(xiě)的腳
本，它主要包含五種類(lèi)型語(yǔ)句：Action（Action中包含了一系列的Command）、Commands（init語(yǔ)言
中的命令）、Services（由init進(jìn)程啟動(dòng)的服務(wù)）、Options（對(duì)服務(wù)進(jìn)行配置的選項(xiàng)）和Import（引入
其他配置文件）。init.rc的配置代碼如下所示。

# \system\core\rootdir\init.rc on init # L41sysclktz 0# Mix device-specific information into the entropy poolcopy /proc/cmdline /dev/urandomcopy /default.prop /dev/urandom... on <trigger> [&& <trigger>]* //設(shè)置觸發(fā)器<command><command> //動(dòng)作觸發(fā)之后要執(zhí)行的命令service <name> <pathname> [ <argument> ]* //<service的名字><執(zhí)行程序路徑><傳遞參 數(shù)><option> //Options是Services的參數(shù)配置. 它們影響Service如何運(yùn)行及運(yùn)行時(shí)機(jī)group <groupname> [ <groupname>\* ] //在啟動(dòng)Service前將group改為第一個(gè) groupname,第一個(gè)groupname是必須有的，//默認(rèn)值為root（或許默認(rèn)值是無(wú)），第二個(gè)groupname可以不設(shè)置，用于追加組（通過(guò) setgroups）priority <priority> //設(shè)置進(jìn)程優(yōu)先級(jí). 在-20～19之間，默認(rèn)值是0,能過(guò) setpriority實(shí)現(xiàn)socket <name> <type> <perm> [ <user> [ <group> [ <seclabel> ] ] ]//創(chuàng)建 一個(gè)unix域的socket,名字叫/dev/socket/name , 并將fd返回給Service. type 只能是 "dgram", "stream" or "seqpacket".... ?

Action
Action： 通過(guò)觸發(fā)器trigger，即以on開(kāi)頭的語(yǔ)句來(lái)決定執(zhí)行相應(yīng)的service的時(shí)機(jī)，具體有如下時(shí)機(jī)：

• on early-init; 在初始化早期階段觸發(fā)；
• on init; 在初始化階段觸發(fā)；
• on late-init; 在初始化晚期階段觸發(fā)；
• on boot/charger： 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)/充電時(shí)觸發(fā)，還包含其他情況，此處不一一列舉；
• on property:=: 當(dāng)屬性值滿(mǎn)足條件時(shí)觸發(fā)

Service
服務(wù)Service，以 service開(kāi)頭，由init進(jìn)程啟動(dòng)，一般運(yùn)行在init的一個(gè)子進(jìn)程，所以啟動(dòng)service前需要
判斷對(duì)應(yīng)的可執(zhí)行文件是否存在。init生成的子進(jìn)程，定義在rc文件，其中每一個(gè)service在啟動(dòng)時(shí)會(huì)通過(guò)
fork方式生成子進(jìn)程。
例如： ?service servicemanager /system/bin/servicemanager 代表的是服務(wù)名為
servicemanager，服務(wù)執(zhí)行的路徑為/system/bin/servicemanager。

Command
下面列舉常用的命令

• class_start <service_class_name>： 啟動(dòng)屬于同一個(gè)class的所有服務(wù)；
• start <service_name>： 啟動(dòng)指定的服務(wù)，若已啟動(dòng)則跳過(guò)；
• stop <service_name>： 停止正在運(yùn)行的服務(wù)
• setprop ：設(shè)置屬性值
• mkdir ：創(chuàng)建指定目錄
• symlink <sym_link>： 創(chuàng)建連接到的<sym_link>符號(hào)鏈接；
• write ： 向文件path中寫(xiě)入字符串；
• exec： fork并執(zhí)行，會(huì)阻塞init進(jìn)程直到程序完畢；
• exprot ：設(shè)定環(huán)境變量；
• loglevel ：設(shè)置log級(jí)別

Options
Options是Service的可選項(xiàng)，與service配合使用

• disabled: 不隨class自動(dòng)啟動(dòng)，只有根據(jù)service名才啟動(dòng)；
• oneshot: service退出后不再重啟；
• user/group： 設(shè)置執(zhí)行服務(wù)的用戶(hù)/用戶(hù)組，默認(rèn)都是root；
• class：設(shè)置所屬的類(lèi)名，當(dāng)所屬類(lèi)啟動(dòng)/退出時(shí)，服務(wù)也啟動(dòng)/停止，默認(rèn)為default；
• onrestart:當(dāng)服務(wù)重啟時(shí)執(zhí)行相應(yīng)命令；
• socket: 創(chuàng)建名為 /dev/socket/<name> 的socket
• critical: 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)該service不斷重啟，則系統(tǒng)會(huì)重啟并進(jìn)入恢復(fù)模式

default: 意味著disabled=false，oneshot=false，critical=false。

service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote -- start-system-serverclass mainpriority -20user rootgroup root readproc reserved_disksocket zygote stream 660 root systemonrestart write /sys/android_power/request_state wakeonrestart write /sys/power/state ononrestart restart audioserveronrestart restart cameraserveronrestart restart mediaonrestart restart netdonrestart restart wificondwritepid /dev/cpuset/foreground/tasks

service解析流程

// \system\core\init\init.cpp LoadBootScripts() L110 static void LoadBootScripts(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {Parser parser = CreateParser(action_manager, service_list);//創(chuàng)建解析器std::string bootscript = GetProperty("ro.boot.init_rc", "");if (bootscript.empty()) {parser.ParseConfig("/init.rc");if (!parser.ParseConfig("/system/etc/init")) {late_import_paths.emplace_back("/system/etc/init");}if (!parser.ParseConfig("/product/etc/init")) {late_import_paths.emplace_back("/product/etc/init");}if (!parser.ParseConfig("/odm/etc/init")) {late_import_paths.emplace_back("/odm/etc/init");}if (!parser.ParseConfig("/vendor/etc/init")) {late_import_paths.emplace_back("/vendor/etc/init");}} else {parser.ParseConfig(bootscript);//開(kāi)始解析} // \system\core\init\init.cpp CreateParser() L100 Parser CreateParser(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {Parser parser;parser.AddSectionParser("service", std::make_unique<ServiceParser> (&service_list, subcontexts));//service解析parser.AddSectionParser("on", std::make_unique<ActionParser> (&action_manager, subcontexts));parser.AddSectionParser("import", std::make_unique<ImportParser> (&parser));return parser; } // \system\core\init\parser.cpp ParseData() L 42 void Parser::ParseData(const std::string& filename, const std::string& data, size_t* parse_errors) {...for (;;) {switch (next_token(&state)) {case T_EOF:end_section();return;case T_NEWLINE:...if (section_parsers_.count(args[0])) {end_section();section_parser = section_parsers_[args[0]].get();section_start_line = state.line;if (auto result =section_parser->ParseSection(std::move(args), filename, state.line);// L95!result) {(*parse_errors)++;LOG(ERROR) << filename << ": " << state.line << ": " << result.error();section_parser = nullptr;}} else if (section_parser) {if (auto result = section_parser- >ParseLineSection(std::move(args), state.line);// L102!result) {(*parse_errors)++;LOG(ERROR) << filename << ": " << state.line << ": " << result.error();}}args.clear();break;case T_TEXT:args.emplace_back(state.text);break;}} } // \system\core\init\service.cpp ParseSection() L1180 Result<Success> ServiceParser::ParseSection(std::vector<std::string>&& args,const std::string& filename, int line) {if (args.size() < 3) {return Error() << "services must have a name and a program";}const std::string& name = args[1];if (!IsValidName(name)) {return Error() << "invalid service name '" << name << "'";}Subcontext* restart_action_subcontext = nullptr;if (subcontexts_) {for (auto& subcontext : *subcontexts_) {if (StartsWith(filename, subcontext.path_prefix())) {restart_action_subcontext = &subcontext;break;}}}std::vector<std::string> str_args(args.begin() + 2, args.end());service_ = std::make_unique<Service>(name, restart_action_subcontext, str_args);//構(gòu)建出一個(gè)service對(duì)象return Success(); } // \system\core\init\service.cpp ParseLineSection() L1206 Result<Success> ServiceParser::ParseLineSection(std::vector<std::string>&& args, int line) {return service_ ? service_->ParseLine(std::move(args)) : Success(); } // \system\core\init\service.cpp EndSection() L1210 Result<Success> ServiceParser::EndSection() {if (service_) {Service* old_service = service_list_->FindService(service_->name());if (old_service) {if (!service_->is_override()) {return Error() << "ignored duplicate definition of service '" << service_->name()<< "'";}service_list_->RemoveService(*old_service);old_service = nullptr;}service_list_->AddService(std::move(service_)); }return Success(); } // \system\core\init\service.cpp AddService() L1082 void ServiceList::AddService(std::unique_ptr<Service> service) {services_.emplace_back(std::move(service)); } 上面解析完成后，接下來(lái)就是啟動(dòng)Service,這里我們以啟動(dòng)Zygote來(lái)分析 # \system\core\rootdir\init.rc L680 on nonencryptedclass_start main //class_start是一個(gè)命令，通過(guò)do_class_start函數(shù)處理class_start late_start // \system\core\init\builtins..cpp do_class_start() L101 static Result<Success> do_class_start(const BuiltinArguments& args) {// Starting a class does not start services which are explicitly disabled.// They must be started individually.for (const auto& service : ServiceList::GetInstance()) {if (service->classnames().count(args[1])) {if (auto result = service->StartIfNotDisabled(); !result) {LOG(ERROR) << "Could not start service '" << service->name()<< "' as part of class '" << args[1] << "': " << result.error();}}}return Success(); } // \system\core\init\service.cpp StartIfNotDisabled() L977 Result<Success> Service::StartIfNotDisabled() {if (!(flags_ & SVC_DISABLED)) {return Start();} else {flags_ |= SVC_DISABLED_START;}return Success(); } // \system\core\init\service.cpp Start() L785 Result<Success> Service::Start() {//如果service已經(jīng)運(yùn)行，則不啟動(dòng)if (flags_ & SVC_RUNNING) {if ((flags_ & SVC_ONESHOT) && disabled) {flags_ |= SVC_RESTART;}// It is not an error to try to start a service that is already running.return Success(); }...//判斷需要啟動(dòng)的service的對(duì)應(yīng)的執(zhí)行文件是否存在，不存在則不啟動(dòng)servicestruct stat sb;if (stat(args_[0].c_str(), &sb) == -1) {flags_ |= SVC_DISABLED;return ErrnoError() << "Cannot find '" << args_[0] << "'";}std::string scon;if (!seclabel_.empty()) {scon = seclabel_;} else {auto result = ComputeContextFromExecutable(args_[0]);if (!result) {return result.error();}scon = *result;}LOG(INFO) << "starting service '" << name_ << "'...";//如果子進(jìn)程沒(méi)有啟動(dòng)，則調(diào)用fork函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程pid_t pid = -1;if (namespace_flags_) {pid = clone(nullptr, nullptr, namespace_flags_ | SIGCHLD, nullptr);} else {pid = fork();}if (pid == 0) {//當(dāng)期代碼邏輯在子進(jìn)程中運(yùn)行umask(077);//調(diào)用execv函數(shù)，啟動(dòng)sevice子進(jìn)程if (!ExpandArgsAndExecv(args_)) {PLOG(ERROR) << "cannot execve('" << args_[0] << "')";}_exit(127);}return Success(); }

Zygote概敘
Zygote中文翻譯為“受精卵”，正如其名，它主要用于孵化子進(jìn)程。在Android系統(tǒng)中有以下兩種程序：
java應(yīng)用程序，主要基于ART虛擬機(jī)，所有的應(yīng)用程序apk都屬于這類(lèi)native程序，也就是利用C或C++語(yǔ)
言開(kāi)發(fā)的程序，如bootanimation。所有的Java應(yīng)用程序進(jìn)程及系統(tǒng)服務(wù)SystemServer進(jìn)程都由Zygote
進(jìn)程通過(guò)Linux的fork()函數(shù)孵化出來(lái)的，這也就是為什么把它稱(chēng)為Zygote的原因，因?yàn)樗拖褚粋€(gè)受精
卵，孵化出無(wú)數(shù)子進(jìn)程，而native程序則由Init程序創(chuàng)建啟動(dòng)。Zygote進(jìn)程最初的名字不是“zygote”而是
“app_process”，這個(gè)名字是在Android.mk文件中定義的
Zgyote是Android中的第一個(gè)art虛擬機(jī)，他通過(guò)socket的方式與其他進(jìn)程進(jìn)行通信。這里的“其他進(jìn)程”
其實(shí)主要是系統(tǒng)進(jìn)程——SystemServer

Zygote是一個(gè)C/S模型，Zygote進(jìn)程作為服務(wù)端，它主要負(fù)責(zé)創(chuàng)建Java虛擬機(jī)，加載系統(tǒng)資源，啟
動(dòng)SystemServer進(jìn)程，以及在后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中啟動(dòng)普通的應(yīng)用程序，其他進(jìn)程作為客戶(hù)端向它發(fā)
出“孵化”請(qǐng)求，而Zygote接收到這個(gè)請(qǐng)求后就“孵化”出一個(gè)新的進(jìn)程。比如，當(dāng)點(diǎn)擊Launcher里的
應(yīng)用程序圖標(biāo)去啟動(dòng)一個(gè)新的應(yīng)用程序進(jìn)程時(shí)，這個(gè)請(qǐng)求會(huì)到達(dá)框架層的核心服務(wù)
ActivityManagerService中，當(dāng)AMS收到這個(gè)請(qǐng)求后，它通過(guò)調(diào)用Process類(lèi)發(fā)出一個(gè)“孵化”子進(jìn)
程的Socket請(qǐng)求，而Zygote監(jiān)聽(tīng)到這個(gè)請(qǐng)求后就立刻fork一個(gè)新的進(jìn)程出來(lái)

Zygote觸發(fā)過(guò)程
1. init.zygoteXX.rc

import /init.${ro.zygote}.rc

${ro.zygote} 會(huì)被替換成 ro.zyogte 的屬性值，這個(gè)是由不同的硬件廠(chǎng)商自己定制的，
有四個(gè)值，
zygote32： zygote 進(jìn)程對(duì)應(yīng)的執(zhí)行程序是 app_process (純 32bit 模式)
zygote64： zygote 進(jìn)程對(duì)應(yīng)的執(zhí)行程序是 app_process64 (純 64bit 模式)
zygote32_64： 啟動(dòng)兩個(gè) zygote 進(jìn)程 (名為 zygote 和 zygote_secondary)，對(duì)應(yīng)的執(zhí)行程序分別
是 app_process32 (主模式)
zygote64_32： 啟動(dòng)兩個(gè) zygote 進(jìn)程 (名為 zygote 和 zygote_secondary)，對(duì)應(yīng)的執(zhí)行程序分別
是 app_process64 (主模式)、app_process32
2. start zygote
位置：system\core\rootdir\init.rc 560

# It is recommended to put unnecessary data/ initialization from post-fs- data # to start-zygote in device's init.rc to unblock zygote start. on zygote-start && property:ro.crypto.state=unencrypted# A/B update verifier that marks a successful boot.exec_start update_verifier_nonencryptedstart netdstart zygotestart zygote_secondary on zygote-start && property:ro.crypto.state=unsupported# A/B update verifier that marks a successful boot.exec_start update_verifier_nonencryptedstart netdstart zygotestart zygote_secondary on zygote-start && property:ro.crypto.state=encrypted && property:ro.crypto.type=file# A/B update verifier that marks a successful boot.exec_start update_verifier_nonencryptedstart netdstart zygotestart zygote_secondary

zygote-start 是在 on late-init 中觸發(fā)的

# Mount filesystems and start core system services. on late-inittrigger early-fs# Mount fstab in init.{$device}.rc by mount_all command. Optional parameter# '--early' can be specified to skip entries with 'latemount'.# /system and /vendor must be mounted by the end of the fs stage,# while /data is optional.trigger fstrigger post-fs# Mount fstab in init.{$device}.rc by mount_all with '--late' parameter# to only mount entries with 'latemount'. This is needed if '--early' is# specified in the previous mount_all command on the fs stage.# With /system mounted and properties form /system + /factory available,# some services can be started.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# Now we can start zygote for devices with file based encryptiontrigger zygote-start # zygote-start 是在 on late-init 中觸發(fā)的# 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_completetrigger early-boottrigger boot if (bootmode == "charger") {am.QueueEventTrigger("charger");} else {am.QueueEventTrigger("late-init");}

3. app_processXX
位置\frameworks\base\cmds\app_process\

app_process_src_files := \app_main.cpp \ LOCAL_SRC_FILES:= $(app_process_src_files) ... LOCAL_MODULE:= app_process LOCAL_MULTILIB := both LOCAL_MODULE_STEM_32 := app_process32 LOCAL_MODULE_STEM_64 := app_process64

Zygote啟動(dòng)過(guò)程
位置\frameworks\base\cmds\app_process\app_main.cpp
在app_main.cpp的main函數(shù)中，主要做的事情就是參數(shù)解析. 這個(gè)函數(shù)有兩種啟動(dòng)模式：
1. 一種是zygote模式，也就是初始化zygote進(jìn)程，傳遞的參數(shù)有--start-system-server --socket-
name=zygote，前者表示啟動(dòng)SystemServer，后者指定socket的名稱(chēng)
2. 一種是application模式，也就是啟動(dòng)普通應(yīng)用程序，傳遞的參數(shù)有class名字以及class帶的參數(shù)
兩者最終都是調(diào)用AppRuntime對(duì)象的start函數(shù)，加載ZygoteInit或RuntimeInit兩個(gè)Java類(lèi)，并將之前
整理的參數(shù)傳入進(jìn)去

app_process

// \frameworks\base\cmds\app_process\app_main.cpp main() L280 if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {zygote = true;niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;} else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {startSystemServer = true;} else if (strcmp(arg, "--application") == 0) {application = true;} // L349 ?? if (zygote) {//這些Java的應(yīng)用都是通過(guò) AppRuntime.start（className)開(kāi)始的//其實(shí)AppRuntime是AndroidRuntime的子類(lèi)，它主要實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)回調(diào)函數(shù)，而start()方 法是實(shí)現(xiàn)在AndroidRuntime這個(gè)方法類(lèi)里runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote);} else if (className) {runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit", args, zygote);}

app_process 里面定義了三種應(yīng)用程序類(lèi)型：
1. Zygote: com.android.internal.os.ZygoteInit
2. System Server, 不單獨(dú)啟動(dòng)，而是由Zygote啟動(dòng)
3. 其他指定類(lèi)名的Java 程序

// \frameworks\base\core\jni\androidRuntime.cpp class AppRuntime : public AndroidRuntime { public:AppRuntime(char* argBlockStart, const size_t argBlockLength): AndroidRuntime(argBlockStart, argBlockLength), mClass(NULL){}void setClassNameAndArgs(const String8& className, int argc, char * const *argv) {mClassName = className;for (int i = 0; i < argc; ++i) {mArgs.add(String8(argv[i]));}}virtual void onVmCreated(JNIEnv* env){if (mClassName.isEmpty()) {return; // Zygote. Nothing to do here.}/** This is a little awkward because the JNI FindClass call uses the* class loader associated with the native method we're executing in.* If called in onStarted (from RuntimeInit.finishInit because we're* launching "am", for example), FindClass would see that we're calling* from a boot class' native method, and so wouldn't look for the class* we're trying to look up in CLASSPATH. Unfortunately it needs to,* because the "am" classes are not boot classes.** The easiest fix is to call FindClass here, early on before we start* executing boot class Java code and thereby deny ourselves access to* non-boot classes.*/char* slashClassName = toSlashClassName(mClassName.string());mClass = env->FindClass(slashClassName);if (mClass == NULL) {ALOGE("ERROR: could not find class '%s'\n", mClassName.string());}free(slashClassName);mClass = reinterpret_cast<jclass>(env->NewGlobalRef(mClass));}virtual void onStarted(){sp<ProcessState> proc = ProcessState::self();ALOGV("App process: starting thread pool.\n");proc->startThreadPool();AndroidRuntime* ar = AndroidRuntime::getRuntime();ar->callMain(mClassName, mClass, mArgs);IPCThreadState::self()->stopProcess();hardware::IPCThreadState::self()->stopProcess();}virtual void onZygoteInit(){sp<ProcessState> proc = ProcessState::self();ALOGV("App process: starting thread pool.\n");proc->startThreadPool();}virtual void onExit(int code){if (mClassName.isEmpty()) {// if zygoteIPCThreadState::self()->stopProcess();hardware::IPCThreadState::self()->stopProcess();}AndroidRuntime::onExit(code);}String8 mClassName;Vector<String8> mArgs;jclass mClass; }; }

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的系统进程启动流程分析（一）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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