Android系统启动流程（一）解析init进程

前言

作为“Android框架层”这个大系列中的第一个系列，我们首先要了解的是Android系统启动流程，在这个流程中会涉及到很多重要的知识点，这个系列我们就来一一讲解它们，这一篇我们就来学习init进程。

1.init简介

init进程是Android系统中用户空间的第一个进程，作为第一个进程，它被赋予了很多极其重要的工作职责，比如创建zygote(孵化器)和属性服务等。init进程是由多个源文件共同组成的，这些文件位于源码目录system/core/init。本文将基于Android7.0源码来分析Init进程。

2.引入init进程

说到init进程，首先要提到Android系统启动流程的前几步： 1.启动电源以及系统启动 当电源按下时引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序Bootloader到RAM，然后执行。 2.引导程序Bootloader 引导程序是在Android操作系统开始运行前的一个小程序，它的主要作用是把系统OS拉起来并运行。 3.linux内核启动 内核启动时，设置缓存、被保护存储器、计划列表，加载驱动。当内核完成系统设置，它首先在系统文件中寻找”init”文件，然后启动root进程或者系统的第一个进程。 4.init进程启动

讲到第四步就发现我们这一节要讲的init进程了。关于Android系统启动流程的所有步骤会在本系列的最后一篇做讲解。

3.init入口函数

init的入口函数为main，代码如下所示。 system/core/init/init.cpp

init的main方法做了很多事情，我们只需要关注主要的几点，在注释1处调用 property_init来对属性进行初始化并在注释2处的 调用start_property_service启动属性服务，关于属性服务，后面会讲到。注释3处 parser.ParseConfig("/init.rc")用来解析init.rc。解析init.rc的文件为system/core/init/init_parse.cpp文件，接下来我们查看init.rc里做了什么。

4.init.rc

init.rc是一个配置文件，内部由Android初始化语言编写（Android Init Language）编写的脚本，它主要包含五种类型语句： Action、Commands、Services、Options和Import。init.rc的配置代码如下所示。 system/core/rootdir/init.rc

这里只截取了一部分代码，其中#是注释符号。on init和on boot是Action类型语句，它的格式为：

为了分析如何创建zygote，我们主要查看Services类型语句，它的格式如下所示：

需要注意的是在Android 7.0中对init.rc文件进行了拆分，每个服务一个rc文件。我们要分析的zygote服务的启动脚本则在init.zygoteXX.rc中定义，这里拿64位处理器为例，init.zygote64.rc的代码如下所示。

system/core/rootdir/init.zygote64.rc

其中service用于通知init进程创建名zygote的进程，这个zygote进程执行程序的路径为/system/bin/app_process64，后面的则是要传给app_process64的参数。class main指的是zygote的class name为main，后文会用到它。

5.解析service

接下来我们来解析service，会用到两个函数，一个是ParseSection，它会解析service的rc文件，比如上文讲到的init.zygote64.rc，ParseSection函数主要用来搭建service的架子。另一个是ParseLineSection，用于解析子项。代码如下所示。 system/core/init/service.cpp

注释1处，根据参数，构造出一个service对象，它的classname为"default"。当解析完毕时会调用EndSection：

接着查看AddService做了什么：

注释1处的代码将service对象加入到services链表中。上面的解析过程总体来讲就是根据参数创建出service对象，然后根据选项域的内容填充service对象，最后将service对象加入到vector类型的services链表中。，

6.init启动zygote

讲完了解析service，接下来该讲init是如何启动service，在这里我们主要讲解启动zygote这个service。在zygote的启动脚本中我们得知zygote的class name为main。在init.rc有如下配置代码： system/core/rootdir/init.rc

其中class_start是一个COMMAND，对应的函数为do_class_start。我们知道main指的就是zygote，因此class_start main用来启动zygote。do_class_start函数在builtins.cpp中定义，如下所示。

system/core/init/builtins.cpp

来查看StartIfNotDisabled做了什么：

system/core/init/service.cpp

接着查看Start方法，如下所示。

通过注释1和2的代码，我们得知在Start方法中调用fork函数来创建子进程，并在子进程中调用execve执行system/bin/app_process，这样就会进入framework/cmds/app_process/app_main.cpp的main函数，如下所示。

frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

7.属性服务

Windows平台上有一个注册表管理器，注册表的内容采用键值对的形式来记录用户、软件的一些使用信息。即使系统或者软件重启，它还是能够根据之前在注册表中的记录，进行相应的初始化工作。Android也提供了一个类似的机制，叫做属性服务。 在本文的开始，我们提到在init.cpp代码中和属性服务相关的代码有： system/core/init/init.cpp

这两句代码用来初始化属性服务配置并启动属性服务。首先我们来学习服务配置的初始化和启动。

属性服务初始化与启动

property_init函数具体实现的代码如下所示。 system/core/init/property_service.cpp

__system_property_area_init函数用来初始化属性内存区域。接下来查看start_property_service函数的具体代码：

注释1处用来创建非阻塞的socket。注释2处调用listen函数对property_set_fd进行监听，这样创建的socket就成为了server，也就是属性服务；listen函数的第二个参数设置8意味着属性服务最多可以同时为8个试图设置属性的用户提供服务。注释3处的代码将property_set_fd放入了epoll句柄中，用epoll来监听property_set_fd：当property_set_fd中有数据到来时，init进程将用handle_property_set_fd函数进行处理。

在linux新的内核中，epoll用来替换select，epoll最大的好处在于它不会随着监听fd数目的增长而降低效率。因为内核中的select实现是采用轮询来处理的，轮询的fd数目越多，自然耗时越多。

属性服务处理请求 从上文我们得知，属性服务接收到客户端的请求时，会调用handle_property_set_fd函数进行处理： system/core/init/property_service.cpp

注释1处的代码用来检查客户端进程权限，在注释2处则调用property_set函数对属性进行修改，代码如下所示。

property_set函数主要调用了property_set_impl函数：

property_set_impl函数主要用来对属性进行修改，并对以ro、net和persist开头的属性进行相应的处理。到这里，属性服务处理请求的源码就讲到这。

8.init进程总结

讲到这，总结起来init进程主要做了三件事： 1.创建一些文件夹并挂载设备 2.初始化和启动属性服务 3.解析init.rc配置文件并启动zygote进程