Android 11属性系统初始化流程

在init进程启动的第二阶段，调用PropertyInit 对属性系统进行初始化

int SecondStageMain(int argc, char** argv) {
	//省略
	PropertyInit();
	//省略
}

PropertyInit函数在system\core\init\property_service.cpp 中实现

void PropertyInit() {
   //省略
    mkdir("/dev/__properties__", S_IRWXU | S_IXGRP | S_IXOTH); //1
    CreateSerializedPropertyInfo();//2
    if (__system_property_area_init()) {//3
        LOG(FATAL) << "Failed to initialize property area";
    }
    if (!property_info_area.LoadDefaultPath()) {
        LOG(FATAL) << "Failed to load serialized property info file";
    }

    // If arguments are passed both on the command line and in DT,
    // properties set in DT always have priority over the command-line ones.
    ProcessKernelDt(); //4
    ProcessKernelCmdline();//5

    // Propagate the kernel variables to internal variables
    // used by init as well as the current required properties.
    ExportKernelBootProps();//6

    PropertyLoadBootDefaults();//7
}

注释1处在dev下创建__properties__文件夹。注释2处会收集读取各个分区下的property_contexts文件，将读取到的信息系列化之后，写到/dev/properties /property_info文件中。注释3处会读取/dev/properties/property_info文件构建ContextNode 数组，并在/dev/__properties__目录下，创建属性文件.注释4处处理内核dts中的属性信息。注释5处理cmdline中的属性信息。注释6导出一些属性给另外的属性赋值。注释7加载系统默认的属性文件。

接下来一项一项的来分析

CreateSerializedPropertyInfo

void CreateSerializedPropertyInfo() {
    auto property_infos = std::vector<PropertyInfoEntry>();
    if (access("/system/etc/selinux/plat_property_contexts", R_OK) != -1) {
        if (!LoadPropertyInfoFromFile("/system/etc/selinux/plat_property_contexts",
                                      &property_infos)) {
            return;
        }
        // Don't check for failure here, so we always have a sane list of properties.
        // E.g. In case of recovery, the vendor partition will not have mounted and we
        // still need the system / platform properties to function.
        if (access("/system_ext/etc/selinux/system_ext_property_contexts", R_OK) != -1) {
            LoadPropertyInfoFromFile("/system_ext/etc/selinux/system_ext_property_contexts",
                                     &property_infos);
        }
        if (!LoadPropertyInfoFromFile("/vendor/etc/selinux/vendor_property_contexts",
                                      &property_infos)) {
            // Fallback to nonplat_* if vendor_* doesn't exist.
            LoadPropertyInfoFromFile("/vendor/etc/selinux/nonplat_property_contexts",
                                     &property_infos);
        }
        if (access("/product/etc/selinux/product_property_contexts", R_OK) != -1) {
            LoadPropertyInfoFromFile("/product/etc/selinux/product_property_contexts",
                                     &property_infos);
        }
        if (access("/odm/etc/selinux/odm_property_contexts", R_OK) != -1) {
            LoadPropertyInfoFromFile("/odm/etc/selinux/odm_property_contexts", &property_infos);
        }
    } 
    //省略
    auto serialized_contexts = std::string();
    auto error = std::string();
    if (!BuildTrie(property_infos, "u:object_r:default_prop:s0", "string", &serialized_contexts,
                   &error)) {
        LOG(ERROR) << "Unable to serialize property contexts: " << error;
        return;
    }

    constexpr static const char kPropertyInfosPath[] = "/dev/__properties__/property_info";
    if (!WriteStringToFile(serialized_contexts, kPropertyInfosPath, 0444, 0, 0, false)) {
        PLOG(ERROR) << "Unable to write serialized property infos to file";
    }
    selinux_android_restorecon(kPropertyInfosPath, 0);

• 初始化property_infos 动态数组
• 调用LoadPropertyInfoFromFile分别读取各目录下的property_contexts文件，将读取到的信息构建PropertyInfoEntry并放入property_infos 数组
• BuildTrie对数组进行系列化（构建字典树并对字典树进行TrieBuilerNode 对象系列化）,
• 将系列化后的信息通过WriteStringToFile写进/dev/properties/property_info文件

__system_property_area_init

__system_property_area_init的实现在bionic\libc\bionic\system_property_api.cpp文件中

//#define PROP_FILENAME "/dev/__properties__"
int __system_property_area_init() {
  bool fsetxattr_failed = false;
  return system_properties.AreaInit(PROP_FILENAME, &fsetxattr_failed) && !fsetxattr_failed ? 0 : -1;
}

AreaInit函数实现在bionic\libc\system_properties\system_properties.cpp文件中

bool SystemProperties::AreaInit(const char* filename, bool* fsetxattr_failed) {
  if (strlen(filename) >= PROP_FILENAME_MAX) {
    return false;
  }
  strcpy(property_filename_, filename);

  contexts_ = new (contexts_data_) ContextsSerialized();
  if (!contexts_->Initialize(true, property_filename_, fsetxattr_failed)) {
    return false;
  }
  initialized_ = true;
  return true;
}

先初始化一个ContextsSerialized对象，然后调用其Initialize函数。注意第一个参数。为true时，则会创建所有的/dev/properties /property_info/u:object_r:*:s0属性安全上下文文件，并在mmap时具有可读写权限。为false时，则不会创建文件且在映射时，只有可读的权限。

接着看一下Initialize函数，实现在bionic\libc\system_properties\contexts_serialized.cpp文件中

bool ContextsSerialized::Initialize(bool writable, const char* filename, bool* fsetxattr_failed) {
  filename_ = filename;
  if (!InitializeProperties()) {
    return false;
  }

  if (writable) {
    mkdir(filename_, S_IRWXU | S_IXGRP | S_IXOTH);
    bool open_failed = false;
    if (fsetxattr_failed) {
      *fsetxattr_failed = false;
    }

    for (size_t i = 0; i < num_context_nodes_; ++i) {
      if (!context_nodes_[i].Open(true, fsetxattr_failed)) {
        open_failed = true;
      }
    }
    if (open_failed || !MapSerialPropertyArea(true, fsetxattr_failed)) { //映射具有读写权限
      FreeAndUnmap();
      return false;
    }
  } else {
    if (!MapSerialPropertyArea(false, nullptr)) { //映射只有读的权限
      FreeAndUnmap();
      return false;
    }
  }
  return true;
}

在InitializeProperties函数中，会加载/dev/properties /property_info文件，并映射一块内存，然后通过一个 for 循环，将这块内存初始化为一个 ContextNode 的数组结构，每个 ContextNode 对象中的信息保存了一个安全上下文信息和文件路径信息。

完成上面的工作之后，通过for循环，调用每个ContextNode 的Open函数，在Open函数中，会根据属性安全上下文创建属性文件，如dev/properties /u:object_r:hwservicemanager_prop:s0，并映射它，将映射的地址保存在ContextNode 中。需要说明的是，相同安全上下文的不同属性，都会存放在同一片共享内存中，内存的名字就是其安全上下文（比如属性的安全上下文名字为adbd_config_prop，则存放在dev/properties/u:object_r:adbd_config_prop:s0文件中）。

ls -lh dev/__properties__/
-r--r--r-- 1 root root 128K 2017-01-01 20:00 u:object_r:adbd_config_prop:s0
-r--r--r-- 1 root root 128K 2017-01-01 20:00 u:object_r:adbd_prop:s0
-r--r--r-- 1 root root 128K 2017-01-01 20:00 u:object_r:apexd_prop:s0
-r--r--r-- 1 root root 128K 2017-01-01 20:00 u:object_r:apk_verity_prop:s0
-r--r--r-- 1 root root 128K 2017-01-01 20:00 u:object_r:audio_prop:s0

ProcessKernelDt

static void ProcessKernelDt() {
    if (!is_android_dt_value_expected("compatible", "android,firmware")) {
        return;
    }

    std::unique_ptr<DIR, int (*)(DIR*)> dir(opendir(get_android_dt_dir().c_str()), closedir);
    if (!dir) return;

    std::string dt_file;
    struct dirent* dp;
    while ((dp = readdir(dir.get())) != NULL) {
        if (dp->d_type != DT_REG || !strcmp(dp->d_name, "compatible") ||
            !strcmp(dp->d_name, "name")) {
            continue;
        }

        std::string file_name = get_android_dt_dir() + dp->d_name;

        android::base::ReadFileToString(file_name, &dt_file);
        std::replace(dt_file.begin(), dt_file.end(), ',', '.');

        InitPropertySet("ro.boot."s + dp->d_name, dt_file);
    }
}

首先检查compatible属性的值是"android,firmware"如果不是，函数直接返回。如果是的话，再打开目录下的dts文件，并读取其内容。其中 get_android_dt_dir是在cmdline中指定

static std::string init_android_dt_dir() {
    // Use the standard procfs-based path by default
    std::string android_dt_dir = kDefaultAndroidDtDir;
    // The platform may specify a custom Android DT path in kernel cmdline
    ImportKernelCmdline([&](const std::string& key, const std::string& value) {
        if (key == "androidboot.android_dt_dir") {
            android_dt_dir = value;
        }
    });
    LOG(INFO) << "Using Android DT directory " << android_dt_dir;
    return android_dt_dir;
}

// FIXME: The same logic is duplicated in system/core/fs_mgr/
const std::string& get_android_dt_dir() {
    // Set once and saves time for subsequent calls to this function
    static const std::string kAndroidDtDir = init_android_dt_dir();
    return kAndroidDtDir;
}

比如androidboot.android_dt_dir目录下有cpu.dts和dispaly.dts，满足条件的话，则会将两个文件的内容分别设置ro.boot.cpu和ro.boot.dispaly

ProcessKernelCmdline

static void ProcessKernelCmdline() {
    bool for_emulator = false;
    ImportKernelCmdline([&](const std::string& key, const std::string& value) {
        if (key == "qemu") {
            for_emulator = true;
        } else if (StartsWith(key, "androidboot.")) {
            InitPropertySet("ro.boot." + key.substr(12), value);
        }
    });

    if (for_emulator) {
        ImportKernelCmdline([&](const std::string& key, const std::string& value) {
            // In the emulator, export any kernel option with the "ro.kernel." prefix.
            InitPropertySet("ro.kernel." + key, value);
        });
    }
}

解析cmdline中的数据设置其属性。如：androidboot.mode=normal 会转化成：ro.boot.mode=normal

ExportKernelBootProps

static void ExportKernelBootProps() {
    constexpr const char* UNSET = "";
    struct {
        const char* src_prop;
        const char* dst_prop;
        const char* default_value;
    } prop_map[] = {
            // clang-format off
        { "ro.boot.serialno",   "ro.serialno",   UNSET, },
        { "ro.boot.mode",       "ro.bootmode",   "unknown", },
        { "ro.boot.baseband",   "ro.baseband",   "unknown", },
        { "ro.boot.bootloader", "ro.bootloader", "unknown", },
        { "ro.boot.hardware",   "ro.hardware",   "unknown", },
        { "ro.boot.revision",   "ro.revision",   "0", },
            // clang-format on
    };
    for (const auto& prop : prop_map) {
        std::string value = GetProperty(prop.src_prop, prop.default_value);
        if (value != UNSET) InitPropertySet(prop.dst_prop, value);
    }
}

如果系统中有ro.boot.serialno这个属性，则将其值也设置给ro.serialno
PropertyLoadBootDefaults

加载系统默认的属性文件。参考初识Android 属性

总结

在初始化属性系统时，会加载各个分区的property_contexts文件，并进行TrieBuilerNode 对象系列化，然后将系列化的信息写入到dev/properties /propert_info文件中。根据该文件信息（name,安全上下文），在dev/properties/目录下创建内存文件，并进行映射，地址保存在ContextNode 中。创建的内存文件的名字是属性的安全上下文。ContextNode 和TrieBuilerNode 是一一对应的。内存创建好之后，还会根据dts，cmdline中的信息，生成属性。最后加载各个分区默认的属性文件。

以下为简略的逻辑图，每个内存文件为128k