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作者：汕頭大學—黃珠唐?時間：2009 年10 月29

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主要介紹linux 內核啟動過程以及掛載android 根文件系統的過程，以及介紹android 源代碼中文件系統部分的淺析。

主要源代碼目錄介紹

Makefile (全局的Makefile)

bionic (Bionic 含義為仿生，這里面是一些基礎的庫的源代碼)

bootable (引導加載器)

build (build 目錄中的內容不是目標所用的代碼，而是編譯和配置所需要的腳本和工具)

dalvik (JAVA 虛擬機)

development (程序開發所需要的模板和工具) ?external

(目標機器使用的一些庫)

frameworks (應用程序的框架層)

hardware (與硬件相關的庫)

packages (Android 的各種應用程序)

prebuilt (Android 在各種平臺下編譯的預置腳本)

recovery (與目標的恢復功能相關)

system (Android 的底層的一些庫)

out (編譯完成后產生的目錄，也就是我們移植文件系統需要的目錄)

host 目錄的結構如下所示：

out/host/

|-- common

| `-- obj (JAVA 庫)

`-- linux-x86

|-- bin (二進制程序)

|-- framework (JAVA 庫,＊.jar 文件)

|-- lib (共享庫*.so)

`-- obj (中間生成的目標文件)

host 目錄是一些在主機上用的工具，有一些是二進制程序,有一些是JAVA 的程序。

target 目錄的結構如下所示：

out/target/

|-- common

| |-- R (資源文件)

| |-- docs

| `-- obj (目標文件)

`-- product

`-- generic

其中common 目錄表示通用的內容，product 中則是針對產品的內容。

在common 目錄的obj 中，包含兩個重要的目錄：

APPS 中包含了JAVA 應用程序生成的目標，每個應用程序對應其中一個子目錄，將結合每個應用程序的原始文件生成Android

應用程序的APK

包。?JAVA_LIBRARIES 中包含了JAVA 的庫，每個庫對應其中一個子目錄。

所以，我們提取文件系統主要是在/out/target/product/generic 目錄下，我們可以看到里面有obj

目錄，進入obj 目錄看看，里面是android 文件系統非常重要的內容：

/obj

APPS (文件系統下/system/apps 目錄下的各種應用程序)

SHARED_LIBRARIES (存放所有動態庫)

STATIC_LIBRARIES(存放所有靜態庫)

EXECUTABLES (存放各種可執行文件)

Linux 內核啟動掛載android根文件系統過程分析

順便羅列一下內核啟動流程：

/arch/arm/boot/compressed/head.S：

Start:

Decompressed_kernel()?//在/arch/arm/boot/compressed/misc.c 中

Call_kernel()

Stext:

/init/main.c

Start_kernel()

Setup_arch()

…

Rest_init()

Init()

Do_basic_setup()

Prepare_namespace()

看到了這里，我已激動得說不出話了，因為來到我與掛載根文件系統最重要的接口函數。

static int noinline init_post(void)

{

free_initmem();

unlock_kernel();

mark_rodata_ro();

system_state = SYSTEM_RUNNING;

numa_default_policy();

if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0)

< 0)

printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial

console.\n");

(void) sys_dup(0);

(void) sys_dup(0);

current->signal->flags |=

SIGNAL_UNKILLABLE;

if (ramdisk_execute_command) {

run_init_process(ramdisk_execute_command);

printk(KERN_WARNING "Failed to execute

%s\n",ramdisk_execute_command);

}

if (execute_command) {

run_init_process(execute_command);

printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s. Attempting

""defaults...\n",

execute_command);

}

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");panic("No init found. Try

passing init= option to kernel.");

}

其中，我們看到行代碼run_init_process(execute_command);

execute_command是從UBOOT

傳遞過來的參數，一般為/init，也就是調用文件系統里的init 初始化進程。如果找不到init 文件就會在

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");中找，否則報錯。

在這里由于我們的根文件系統是從/linuxrc?開始的，所以我硬性把它改為

if (execute_command) {

run_init_process("/linuxrc");printk(KERN_WARNING

"Failed to execute %s. Attempting "

"defaults...\n", execute_command);

}

Android 文件系統初始化核心Init.c文件分析

上面我們說的init 這個文件是由android

源代碼編譯來的，編譯后在/out/target/product/generic/root/

其源碼在/system/core/init/init.c

Init.c 主要功能：

(1)安裝SIGCHLD

信號。(如果父進程不等待子進程結束，子進程將成為僵尸進程(zombie)從而占用系統資源。因此需要對SIGCHLD

信號做出處理，回收僵尸進程的資源，避免造成不必要的資源浪費。)

(2)對umask 進行清零。

何為umask，請看http://www.szstudy.cn/showArticle/53978.shtml

(3)為rootfs 建立必要的文件夾，并掛載適當的分區。

/dev (tmpfs)

/dev/pts (devpts)

/dev/socket

/proc (proc)

/sys (sysfs)

(4)創建/dev/null 和/dev/kmsg 節點。

(5)解析/init.rc，將所有服務和操作信息加入鏈表。

(6)從/proc/cmdline 中提取信息內核啟動參數,并保存到全局變量。

(7)先從上一步獲得的全局變量中獲取信息硬件信息和版本號，如果沒有則從/proc/cpuinfo

中提取,并保存到全局變量。

(8)根據硬件信息選擇一個/init.(硬件).rc，并解析，將服務和操作信息加入鏈表。

在G1 的ramdisk 根目錄下有兩個/init.(硬件).rc：init.goldfish.rc

和init.trout.rc，init 程序會根據上一步獲得的硬件信息選擇一個解析。

(9)執行鏈表中帶有“early-init”觸發的的命令。

(10)遍歷/sys 文件夾，是內核產生設備添加事件(為了自動產生設備節點)。

(11)初始化屬性系統，并導入初始化屬性文件。

(12)從屬性系統中得到ro.debuggable，若為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“ANDROID”字樣。

(15)判斷cmdline 中的參數，并設置屬性系統中的參數:

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 參數，則設置ro.serialno，否則為""

3、如果有bootmod 參數，則設置ro.bootmod，否則為"unknown"

4、如果有baseband 參數，則設置ro.baseband，否則為"unknown"

5、如果有carrier 參數，則設置ro.carrier，否則為"unknown"

6、如果有bootloader 參數，則設置ro.bootloader，否則為"unknown"

7、通過全局變量(前面從/proc/cpuinfo 中提取的)設置ro.hardware 和

ro.version。

(16)執行所有觸發標識為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) 執行所有觸發標識為early-boot 的action

(21) 執行所有觸發標識為boot 的action

(22)基于當前property 狀態，執行所有觸發標識為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，并執行。

- 重啟需要重啟的服務

- 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

到了這里，整個android 文件系統已經起來了。

初始化核心的核心init.rc文件分析

在上面紅色那一行(5)解析/init.rc，將所有服務和操作信息加入鏈表。

parse_config_file("/init.rc");//在init.c 中代碼 (有關

/init.rc的腳本我就不貼出來了)

名詞解釋：

Android

初始化語言由四大類聲明組成：行為類(Actions)、命令類(Commands)、服務類(Services)、選項類(Options)。

初始化語言以行為單位，由以空格間隔的語言符號組成。C

風格的反斜杠轉義符可以用來插入空白到語言符號。雙引號也可以用來防止文本被空格分成多個語言符號。當反斜杠在行末時，作為換行符。

* 以#開始(前面允許空格)的行為注釋。

* Actions 和Services 隱含聲明一個新的段落。所有該段落下Commands 或 Options

的聲明屬于該段落。第一段落前的Commands 或Options 被忽略。

* Actions 和Services 擁有唯一的命名。在他們之后聲明相同命名的類將被當作錯誤并忽略。

Actions 是一系列命令的命名。Actions 擁有一個觸發器(trigger)用來決定action 何時執行。當一個action

在符合觸發條件被執行時，如果它還沒被加入到待執行隊列中的話，則加入到隊列最后。隊列中的action 依次執行，action

中的命令也依次執行。

Init 在執行命令的中間處理其他活動(設備創建/銷毀,property

設置，進程重啟)。

Actions 的表現形式:

on

重要的數據結構兩個列表，一個隊列。

static list_declare(service_list)；

static list_declare(action_list)；

static list_declare(action_queue)；

*.rc 腳本中所有 service 關鍵字定義的服務將會添加到 service_list 列表中。

*.rc 腳本中所有 on 關鍵開頭的項將會被會添加到 action_list 列表中。每個action

列表項都有一個列表，此列表用來保存該段落下的 Commands。

腳本解析過程：

parse_config_file("/init.rc")

int parse_config_file(const char *fn)

{

char

*data;

data =

read_file(fn, 0);

if

(!data)?return -1;

parse_config(fn, data);

DUMP();

return

0;

}

static void parse_config(const char *fn, char

*s)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux文件系统启动流程,linux 内核启动过程以及挂载android 根文件系统的过程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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