android开机过程.docx
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android开机过程
一、Android开机启动流程简介
1、OS-level：
由bootloader载入linuxkernel后kernel开始初始化,并载入built-in的驱动程序。
Kernel完成开机后，载入initprocess，切换至user-space。
Init进程是第一个在user-space启动的进程。
2、Android-level：
由initprocess读取init.rc，Native服务启动，并启动重要的外部程序，例如：
servicemanager、Zygote以及SystemServer等。
由initprocess根据硬件类型读取init.xxx.rc。
由init.xxx.rc加载init.xxx.sh。
由init.xxx.sh加载特定的硬件驱动。
如hi_tuner.ko、hi_demux.ko等。
3、Zygote-Mode：
Zygote启动完SystemServer后，进入ZygoteMode，在Socket等候命令。
随后，使用者将看到一个桌面环境（HomeScreen）。
桌面环境由一个名为[Launcher]的应用程序负责提供。
本文档重点研究Android-level中的启动流程。
启动流程如下图所示：
二、initprocess流程分析
init进程简介
init进程是第一个在user-space启动的进程。
由内核启动参数[init]传递给内核，如果该项没有设置，内核会按
/etc/init,/bin/init,/sbin/init,/bin/sh的顺序进行尝试,如果都有的都没找到，内核会抛出kernelpanic：
的错误。
init进程包含在跟文件系统中，跟文件系统被直接编译到了内核。
对init进程的修改，需要重新编译烧写内核。
编译命令：
#cdkernel
#makeuImag
CONFIG_INITRAMFS_SOURCE=../out/target/product/Hi3716C/root/-j8
#cpkernel/arch/arm/boot/uImageout/target/product/Hi3716C/kernel-afv
源代码路径：
froyo\system\core\init
编译的文件：
builtins.c
init.c
devices.c
property_service.c
util.c
parser.c
logo.c
编译命令:
makeinit
生成的文件：
/out/target/product/Hi3716C/root/init
init进程启动流程
1.安装SIGCHLD信号。
sigaction（SIGCHLD,&act,0）;
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。
umask（0）;
umask是什么？
登录系统之后创建一个文件总是有一个默认权限的，那么这个权限是怎么来的呢？
这就是umask干的事情。
umask设置了用户创建文件的默认权限，它与chmod的效果刚好相反，umask设置的是权限“补码”，而chmod设置的是文件权限码。
设置文件的默认权限，umask和chmod的权限刚好反的，umask的0000相当于chmod的0777。
3.为rootfs建立必要的文件夹，并挂载适当的分区。
mkdir（"/dev",0755）;
mkdir（"/proc",0755）;
mkdir（"/sys",0755）;
mount（"tmpfs","/dev","tmpfs",0,"mode=0755"）;
mkdir（"/dev/pts",0755）;
mkdir（"/dev/socket",0755）;
mount（"devpts","/dev/pts","devpts",0,NULL）;
mount（"proc","/proc","proc",0,NULL）;
mount（"sysfs","/sys","sysfs",0,NULL）;
4.创建/dev/null和/dev/kmsg节点。
创建/dev/null结点，重定向标准输入，输出以及标准出错。
open_devnull_stdio（）;
创建/dev/kmsg设备结点，我们可以利用这个设备输出调试信息
log_init（）;
5.解析/init.rc，将所有服务和操作信息加入链表。
解析初始化脚本，这里只是parse，将脚本解析到一个链表中，并没有执行。
parse_config_file（"/init.rc"）;
6.从/proc/cmdline中提取信息内核启动参数,并保存到全局变量。
qemu_init（）;
import_kernel_cmdline（0）;
7.根据6获得的hardware参数信息，解析额外的硬件相关init脚本.
hi3726c中为init.godbox.rc
get_hardware_name（）;
snprintf（tmp,sizeof（tmp）,"/init.%s.rc",hardware）;
parse_config_file（tmp）;
8.找到init.rcpaser链表中为early-init属性的项目，将其添加到actionqueue中，并执行执行这些queue中的动作。
action_for_each_trigger（"early-init",action_add_queue_tail）;
drain_action_queue（）;
9.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）。
device_fd=device_init（）;
10.初始化属性系统，并导入初始化属性文件。
property_init（）;
每个属性都有一个名称和值，它们都是字符串格式。
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，这里主要是从/default.prop属性文件读取属性。
类似于像Windows下的注册表的作用。
/default.pro的内容
ro.secure=0
ro.allow.mock.location=1
ro.debuggable=1
persist.service.adb.enable=1
11.从属性系统中得到ro.debuggable，若为1，則初始化keychord监听。
keychord_fd=open_keychord（）;
12.判断是否有控制台，如果没有，就尝试是否是可以打缺省的控制台。
缺省控制台名称：
staticchar*console_name="/dev/console";
if（console[0]）{
snprintf（tmp,sizeof（tmp）,"/dev/%s",console）;
console_name=strdup（tmp）;
}
fd=open（console_name,O_RDWR）;
if（fd>=0）
have_console=1;
close（fd）;
13.读取/initlogo.rle，如果成功則在/dev/graphics/fb0显示Logo,如果失败则将/dev/tty0设为文本模式，并打开/dev/tty0,输出文本“ANDROID”。
if（load_565rle_image（INIT_IMAGE_FILE））{
fd=open（"/dev/tty0",O_WRONLY）;
if（fd>=0）{
constchar*msg;
msg="\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"/*consoleis40colsx30lines*/
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"ANDROID";
write（fd,msg,strlen（msg））;
close（fd）;
}
}
14.判断是否使用模拟器运行，如果时，就加载内核命令行参数。
if（qemu[0]）
import_kernel_cmdline
（1）;
15.根据内核命令行参数来设置工厂模式测试。
if（!
strcmp（bootmode,"factory"））
property_set（"ro.factorytest","1"）;
elseif（!
strcmp（bootmode,"factory2"））
property_set（"ro.factorytest","2"）;
else
property_set（"ro.factorytest","0"）;
16.设置序列号属性值。
property_set（"ro.serialno",serialno[0]?
serialno:
""）;
17.设置启动模式属性值。
property_set（"ro.bootmode",bootmode[0]?
bootmode:
"unknown"）;
18.设置基带频率属性值。
property_set（"ro.baseband",baseband[0]?
baseband:
"unknown"）;
19.设置硬件载波方式属性值。
property_set（"ro.carrier",carrier[0]?
carrier:
"unknown"）;
20.设置引导程序的版本号属性值。
property_set（"ro.bootloader",bootloader[0]?
bootloader:
"unknown"）;
21.设置硬件信息属性值。
property_set（"ro.hardware",hardware）;
22.设置硬件版本号属性值
snprintf（tmp,PROP_VALUE_MAX,"%d",revision）;
property_set（"ro.revision",tmp）;
23.添加所有的init命令到队列，然后再执行。
action_for_each_trigger（"init",action_add_queue_tail）;
drain_action_queue（）;
24.加载system和data目录下的属性，并启动属性监听服务。
property_set_fd=start_property_service（）;
加载的属性文件为：
#definePROP_PATH_SYSTEM_BUILD"/system/build.prop"
#definePROP_PATH_SYSTEM_DEFAULT"/system/default.prop"
#definePROP_PATH_LOCAL_OVERRIDE"/data/local.prop"
25.创建一个全双工的通讯机制的两个SOCKET，信号可以在signal_fd和signal_recv_fd双向通讯，从而建立起沟通的管道。
这个信号管理，就是用来让init进程与它的子进程进行沟通的，子进程从signal_fd写入信息，init进程从signal_recv_fd收到信息，然后再做处理。
if（socketpair（AF_UNIX,SOCK_STREAM,0,s）==0）{
signal_fd=s[0];
signal_recv_fd=s[1];
fcntl（s[0],F_SETFD,FD_CLOEXEC）;
fcntl（s[0],F_SETFL,O_NONBLOCK）;
fcntl（s[1],F_SETFD,FD_CLOEXEC）;
fcntl（s[1],F_SETFL,O_NONBLOCK）;
}
26.判断设备文件系统device_fd是否成功初始化，属性服务property_set_fd是否成功初始化，信号通讯机制signal_recv_fd是否成功初始化。
if（（device_fd<0）||（property_set_fd<0）||（signal_recv_fd<0））{
ERROR（"initstartupfailure\n"）;
return1;
}
27.执行early-boot和boot属性的命令。
action_for_each_trigger（"early-boot",action_add_queue_tail）;
action_for_each_trigger（"boot",action_add_queue_tail）;
drain_action_queue（）;
28.执行当前载入的属性命令。
并标明属性触发器已经初始化完成。
queue_all_property_triggers（）;
drain_action_queue（）;
property_triggers_enabled=1;
29.保存设备文件系统device_fd，属性服务property_set_fd，信号通讯机制signal_recv_fd，以便后面轮询使用。
ufds[0].fd=device_fd;
ufds[0].events=POLLIN;
ufds[1].fd=property_set_fd;
ufds[1].events=POLLIN;
ufds[2].fd=signal_recv_fd;
ufds[2].events=POLLIN;
fd_count=3;
30.判断是否处理组合键轮询。
if（keychord_fd>0）{
ufds[3].fd=keychord_fd;
ufds[3].events=POLLIN;
fd_count++;
}else{
ufds[3].events=0;
ufds[3].revents=0;
}
31.初始化linux程序启动速度的性能分析工具。
#ifBOOTCHART
bootchart_count=bootchart_init（）;
if（bootchart_count<0）{
ERROR（"bootchartinginitfailure\n"）;
}elseif（bootchart_count>0）{
NOTICE（"bootchartingstarted（period=%dms）\n",\
bootchart_count*BOOTCHART_POLLING_MS）;
}else{
NOTICE（"bootchartingignored\n"）;
}
#endif
32.进入主进程循环，重置轮询事件状态、查询action队列，并执行、重启需要重启的服务、轮询注册的事件状态。
for（;;）{
intnr,i,timeout=-1;
for（i=0;iufds[i].revents=0;
}
drain_action_queue（）;
restart_processes（）;
if（process_needs_restart）{
timeout=（process_needs_restart-gettime（））*1000;
if（timeout<0）
timeout=0;
}
#ifBOOTCHART
if（bootchart_count>0）{
if（timeout<0||timeout>BOOTCHART_POLLING_MS）
timeout=BOOTCHART_POLLING_MS;
if（bootchart_step（）<0||--bootchart_count==0）{
bootchart_finish（）;
bootchart_count=0;
}
}
#endif
nr=poll（ufds,fd_count,timeout）;
if（nr<=0）
continue;
if（ufds[2].revents==POLLIN）{
/*wegotaSIGCHLD-reapandrestartasneeded*/
read（signal_recv_fd,tmp,sizeof（tmp））;
while（!
wait_for_one_process（0））
;
continue;
}
if（ufds[0].revents==POLLIN）
handle_device_fd（device_fd）;
if（ufds[1].revents==POLLIN）
handle_property_set_fd（property_set_fd）;
if（ufds[3].revents==POLLIN）
handle_keychord（keychord_fd）;
}
三、init.rc脚本加载流程分析
1、init.rc脚本语法介绍
Android初始化语言由四大类声明组成:
行为类（Actions）,命令类（Commands）,服务类（Services）,选项类（Options）。
*初始化语言以行为单位，由以空格间隔的语言符号组成。
C风格的反斜杠转义符可以用来插入空白到语言符号。
双引号也可以用来防止文本被空格分成多个语言符号。
当反斜杠在行末时，作为折行符。
*以#开始（前面允许有空格）的行为注释行。
*Actions和Services隐含声明一个新的段落。
所有该段落下Commands或
Options的声明属于该段落。
第一段落前的Commands或Options被忽略。
*Actions和Services拥有独一无二的命名。
在它们之后声明相同命名的类将
被当作错误并忽略。
●Actions
Actions是一系列命令的命名。
Actions拥有一个触发器（trigger）用来决定action何时执行。
当一个action在符合触发条件被执行时，如果它还没被加入到待执行队列中的话，则加入到队列最后。
队列中的action依次执行，action中的命令也依次执行。
Init在执行命令的中间处理其它活动（设备创建/销毁,property设置，进程重启）。
Actions语法形式为：
on
...
●Services
Services是由init启动，在它们退出时重启（可选）。
Service表现形式为:
service[]*
...
●Options
Options是Services的修饰，它们影响init何时、如何运行service.
critical
这是一个设备关键服务（device-criticalservice）.
如果它在4分钟内退出超过4次，设备将重启并进入恢复模式。
disabled
该服务将不会自动启动，它必须被依照服务名指定启动才可以启动。
setenv
设置已启动的进程的环境变量的值
socket[[]]
创建一个名为/dev/socket/的unixdominsocket，并传送它的fd
到已启动的进程。
必须为"dgram"或"stream".用户和组默认为0.
user
在执行服务前改变用户名。
group[]*
在执行服务前改变组。
在第一个组后的组将设为进程附加组
（通过setgroups（））.当前默认为root.
oneshot
在服务退出后不重启。
class
为service指定一个类别名。
同样类名的所有的服务可以一起启动或停止。
如果没有指定类别的服务默认为"default"类。
onrestart
当服务重启时执行一个命令。
●Triggers
触发器是一个字符串，可以用来匹配某种类型的事件并执行一个action。
Boot
这是当init开始后执行的第一个触发器（当/init.conf被加载）
=
当property被设为指定的值时触发。
device-added-
device-removed-
当设备节点被添加或移除时触发。
service-exited-
当指定的服务存在时触发
●Commands
exec[]*
Fork并执行一个程序（）.这将被block直到程序执行完毕。
最好避免
执行例如内建命令以外的程序，它可能会导致init被阻塞不动。
export
设定全局环境变量的值，当这个命令执行后所有的进程都可
以取得该环境变量的值。
ifup
使网络接口联机。
import
解析一个init配置文件，扩展当前配置文件。
hostname
设置主机名
chmod
改变文件访问权限
chown
改变文件所属和组
class_start
当指定类别的服务没有运行，启动该类别所有的服务。
class_stop
当指定类别的服务正在运行，停止该类别所有的服务。
domainname
设置域名。
insmod
加载该路径的模块
mkdir[mode][owner][group]
在创建一个目录,可选选项:
mod,owner,group.如果没有指定，目录以
755权限，owner为root,group为root创建。
mount[]*
尝试mount到目录.可以用mtd@name格式以命名指
定一个mtd块设备。
包含"ro","rw","remount","noatime".
setprop
设置系统property的值<
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