Android 系统启动之 Init 进程启动分析四

本文基于 AOSP android-10.0.0_r41 版本讲解，内核版本 android-goldfish-4.14-gchips

second_stage 接下来就会开始解析执行 init.rc 文件，在看代码之前我们先了解一下 init.rc 文件的规则

1. init.rc 文件格式

init.rc 文件是以块（section）为单位的，，一个块可以包含多行。块分成两大类：一类称为动作（action） ，另一类称为服务（service）。

动作（action）：以关键字 on 开头，表示在某个时候执行一堆命令
服务（service）：以关键字 service 开头，表示启动某个进程的方式和参数

块（section）以关键字 on 或者 service 开始，直到下一个 on 或者 service 结束，中间所有行都属于这个块（section）

接着我们看两个示例：

bash 复制代码

on init
    sysclktz 0

    # Backward compatibility.
    symlink /system/etc /etc
    symlink /sys/kernel/debug /d

    # ......

这个 section 表示在系统启动（init）时，执行下面的一堆命令。

bash 复制代码

service adbd /sbin/adbd  
   user adb  
   group adb

这里定义了一个服务 adbd，对应的执行文件是 /sbin/adbd，接着定义了服务的两个属性 user 和 group

另外，init.rc 中的注释以 # 开头。

2. init.rc 脚本语法

2.1 动作（action）

动作（action）的一般格式如下：

bash 复制代码

on  <trigger>         # 触发条件
    <command>         # 执行命令
    <command1>        # 可以执行多个命令

在动作（action）里面的，on 后面跟着的字符串是触发器(trigger)，trigger 是一个用于匹配某种事件类型的字符串，当事件发生时，就会执行 trigger 下面的 command

触发器(trigger)有几种格式,最简单的一种是一个单纯的字符串。比如on boot,表示系统启动时。还有一种常见的格式是 on property<属性>=<值>。如果属性值在运行时设成了指定的值，则action 中的命令列表就会执行。

常见的 trigger 有以下几种：

on early-init：在初始化早期阶段触发
on init：在初始化阶段触发
on late-init：在初始化晚期阶段触发
on boot/charger：当系统启动/充电时触发
on property：当属性值满足条件时触发

command 是 action 的命令列表中的命令，或者是 service 中的 onrestart 选项的参数命令。

命令将在所属事件发生时被一个个地执行

常见命令有以下这些：

bash 复制代码

exec <path> [ <argument> ]*：运行指定路径下的程序，并传递参数
export <name> <value>：设置全局环境参数。此参数被设置后对全部进程都有效
ifup <interface>：使指定的网络接口"上线",相当激活指定的网络接口
import <filename>：导入一个额外的 rc 配置文件
hostname <name>：设置主机名
chdir <directory>：改变工作文件夹
chmod <octal-mode> <path>：设置指定文件的读取权限
chown <owner> <group> <path>：设置文件所有者和文件关联组
chroot <directory>：设置根文件夹
class_start <serviceclass>：启动指定类属的全部服务，假设服务已经启动，则不再反复启动
class_stop <serviceclass>：停止指定类属的全部服务
domainname <name>：设置域名
insmod <path>：安装模块到指定路径
mkdir <path> [mode] [owner] [group]：用指定参数创建一个文件夹
mount <type> <device> <dir> [ <mountoption> ]*：类似于linux的mount指令
setprop <name> <value>：设置属性及相应的值
setrlimit <resource> <cur> <max>：设置资源的rlimit
start <service>：假设指定的服务未启动，则启动它
stop <service>：假设指定的服务当前正在执行。则停止它
symlink <target> <path>：创建一个符号链接
sysclktz <mins_west_of_gmt>：设置系统基准时间
trigger <event>：触发另一个时间
write <path> <string> [ <string> ]*：往指定的文件写字符串

2.2 服务（service）

服务（service）的一般格式如下：

bash 复制代码

service <name><pathname> [ <argument> ]*
    <option>
    <option>

name：表示此服务的名称
pathname：可执行文件对应的路径
argument：执行可执行文件时传入的参数
option：服务的选项

服务的选项主要有：

class <name> [ <name>\* ]：为服务指定 class 名字。同一个 class 名字的服务会被一起启动或退出, 默认值是 default
console [<console>]：这个选项表明服务需要一个控制台。第二个参数 console 的意思是可以设置你想要的控制台类型，默认控制台是 /dev/console, /dev 这个前缀通常是被省略的，比如你要设置控制台 /dev/tty0, 那么只需要设置为console tty0 即可。
critical：表示服务是严格模式。如果这个服务在4分钟内或者启动完成前退出超过4次，那么设备将重启进入 bootloader 模式
disabled：这个服务不会随着 class 一起启动。只能通过服务名来显式启动。比如 foobar 服务的 class 是 core, 且是 disabled 的，当执行 class_start core 时，foobar 服务是不会被启动的。 foobar 服务只能通过 start foobar 这种方法来启动。
file <path> <type> 根据文件路径 path 来打开文件，然后把文件描述符 fd 传递给服务进程。type 表示打工文件的方式，只有三种取值 r, w, rw。对于 native 程序来说，可以通过 libcutils 库提供的 android_get_control_file() 函数来获取传递过来的文件描述符。举个例子， logd.rc 部分内容如下:

bash 复制代码

service logd /system/bin/logd
    socket logd stream 0666 logd logd
    socket logdr seqpacket 0666 logd logd
    socket logdw dgram+passcred 0222 logd logd
    file /proc/kmsg r
    file /dev/kmsg w
    user logd

其中通过 file /proc/kmsg r 以只读方式打开了设备文件 /proc/kmsg, 然后在代码中这么获取打开的文件, 见 sytem/core/logd/main.cpp main 函数：

cpp 复制代码

static const char dev_kmsg[] = "/dev/kmsg";
fdDmesg = android_get_control_file(dev_kmsg);
if (fdDmesg < 0) {
    fdDmesg = TEMP_FAILURE_RETRY(open(dev_kmsg, O_WRONLY | O_CLOEXEC));
}

这里可能有点奇怪，为什么要通过 file 这个选项来打开文件，而不直接在代码里面通过 open() 函数来打开呢？我觉得主要是权限问题，还是以 logd 为例子。/dev/kmsg 的权限是：

cpp 复制代码

generic_x86_64:/ # ls -l /dev/kmsg
crw------- 1 root root 1,  11 2023-12-04 12:14 /dev/kmsg

只有 root 用户可读写。而 logd 服务是以 user logd 选项来启动的，自然没有权限用 open() 函数来打开 /dev/kmsg 这个设备文件。file 选项则可以通过 init 进程把文件打开，然后把文件描述符传递给子进程，从而解决了权限的问题。

group <groupname> [ <groupname>\* ]：

在启动 Service 前，将 Service 的用户组改为第一个 groupname, 第一个 groupname 是必须有的，第二个 groupname 可以不设置，用于追加组（通过setgroups）。目前默认的用户组是 root 组。

oneshot：当服务退出的时候，不自动重启。适用于那些开机只运行一次的服务。
onrestart：在服务重启的时候执行一个命令
seclabel <seclabel>：在启动 Service 前设置指定的 seclabel，默认使用init的安全策略。主要用于在 rootfs 上启动的 service，比如 ueventd, adbd。在系统分区上运行的 service 有自己的 SELinux安全策略。
setenv <name> <value>：设置进程的环境变量
socket <name> <type> <perm> [ <user> [ <group> [ <seclabel> ] ] ]

创建一个 unix domain socket, 路径为 /dev/socket/name , 并将 fd 返回给 Service。 type 只能是 dgram, stream or seqpacket。user 和 group 默认值是 0。 seclabel 是这个 socket 的 SELinux security context, 它的默认值是 service 的 security context 或者基于其可执行文件的 security context。

user <username> 在启动 Service 前修改进程的所属用户, 默认启动时 user 为 root

最后，我们看个例子：

bash 复制代码

service bootanim /system/bin/bootanimation
    class core  //给服务指定一个类属,这样方便操作多个服务同时启动或停止
    user graphics //在执行此服务之前先切换用户名
    group graphics audio
    disabled  //这个服务不会随着 class 一起启动
    oneshot  //当此服务退出时不会自动重启

本文介绍了 init.rc 的基本结构与常用的一些配置选项，日常工作中遇到不懂的一些配置，可以查阅源码中的文档 system/core/init/README.md

参考资料

关于

我叫阿豪，2015 年本科毕业于国防科学技术大学指挥信息系统专业，毕业后从事信息化装备的研发工作，工作内容主要涉及 Android Framework 与 Linux Kernel。

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