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。