Android 初始化语言入门

1 简述

Android 初始化语言包含五大类语句：动作 (Actions)、命令 (Commands)、服务 (Services)、选项 (Options) 和 导入 (Imports)。

2 基础语法规则

• 面向行：所有语句都以行为单位，令牌（Tokens）由空格分隔。
• 转义与引号：使用反斜杠 \ 插入空格，或使用双引号 " 防止文本被切分。
• 折行：行尾使用 \ 可将下一行合并到当前行。
• 属性扩展：语法为 ${property.name}，支持在字符串拼接中使用。
• 段落结构：Actions 和 Services 会隐式声明一个新段（Section）。所有命令或选项都归属于最近声明的那个段。

3 RC文件布局与存放

系统启动时会加载多个 .rc 文件：

• 核心文件：/system/etc/init/hw/init.rc（系统设置的主要负责人）。
• 分区目录：
  • /system/etc/init/：系统核心组件（如 SurfaceFlinger, MediaService）。
  • /vendor/etc/init/：SoC 供应商组件（如硬件驱动守护进程）。
  • /odm/etc/init/：设备制造商组件（如传感器等外设）。
• APEX 模块：位于 /apex/*/etc/*.rc。支持版本化命名（如 init.32rc 表示在 SDK 32 及以上版本生效）。

4 语法概念

4.1 动作

动作是命名的命令序列。动作有一个触发器，用于确定何时执行该动作。当发生与动作触发器匹配的事件时，该动作将被添加到待执行队列的末尾（除非它已在队列中）。

队列中的每个动作按顺序出列，该动作中的每个命令按顺序执行。Init 在活动中的命令执行"之间"处理其他活动（设备创建/销毁、属性设置、进程重启）。

on <trigger> [&& <trigger>]*
   <command>
   <command>
   <command>

4.2 服务

服务是 init 启动并在它们退出时（可选）重启的程序

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

选项是服务的修饰符。它们影响 init 如何以及何时运行服务

• capabilities [ * ]：执行此服务时设置能力。
• class [ * ]：为服务指定类名。同类服务可一起启动/停止。
• console []：此服务需要控制台。
• critical：设备关键服务。崩溃多次将导致设备重启进入 bootloader
• disabled：不会随类自动启动，必须显式启动。
• file ：打开文件路径并将其 fd 传递给进程。
• group [ * ]：执行前切换组。
• interface ：关联服务提供的 AIDL 或 HIDL 接口。
• oneshot：服务退出时不重启。
• onrestart：服务重启时执行命令。
• override：覆盖先前的同名服务定义。
• seclabel ：执行前切换 SELinux 上下文。
• user ：执行前切换用户。
• enter_namespace : 进入位于 path 的 type 类型命名空间。
• ioprio : 设置 IO 优先级和类。
• keycodes [ * ]: 设置触发此服务的键值码。
• memcg.limit_in_bytes : 设置内存限制。
• namespace <pid|mnt>: 在 fork 服务时进入新的 PID 或 mount 命名空间。
• oom_score_adjust : 设置进程的 oom_score_adj 值。
• priority : 服务进程的调度优先级。
• reboot_on_failure : 如果进程无法启动或异常终止，则重启系统。
• restart_period : 非 oneshot 服务退出的重启间隔。
• rlimit : 对服务应用给定的 rlimit。
• setenv : 设置环境变量。
• shutdown <shutdown_behavior>: 设置关机行为。
• sigstop: 在调用 exec 之前向服务发送 SIGSTOP。
• socket ...: 创建 UNIX 域套接字。
• stdio_to_kmsg: 将 stdout 和 stderr 重定向到 /dev/kmsg_debug。
• task_profiles [ * ]: 为进程设置任务配置文件。
• timeout_period : 提供超时时间，超时后服务将被杀死。
• updatable: 标记服务稍后可被 APEX 覆盖。

4.3 触发器

触发器是可以用来匹配某些Kind事件并导致动作发生的字符串。 触发器分为事件触发器和属性触发器。

• 事件触发器：由 'trigger' 命令触发的简单字符串，如 'boot'。
• 属性触发器：当命名属性更改值时触发。形式为 property:= 或 property:=*。

触发序列 init 执行的内置顺序如下：

1. early-init：配置 cgroup 后，ueventd 冷启动完成前。
2. init：冷启动完成后。
3. charger：如果 ro.bootmode == "charger" 则触发。
4. late-init：非充电模式下的主触发器，它会引发出以下非内置序列：
   • early-fs -> fs (挂载分区) -> post-fs
   • late-fs -> post-fs-data (挂载 /data，设置加密)
   • zygote-start -> early-boot -> boot

4.4 命令

• bootchart [start|stop] : 开始/停止 bootcharting。
• chmod <octal-mode> <path> : 更改权限。
• chown <owner> <group> <path> : 更改所有者和组。
• class_start / class_stop / class_reset / class_restart: 类服务控制。
• copy <src> <dst> : 复制文件。
• domainname <name> : 设置域名。
• enable <servicename> : 启用禁用的服务。
• exec [ <seclabel> ... ] -- <command> : fork 并执行命令（同步）。
• exec_background: 异步执行命令。
• exec_start <service> : 启动给定服务并挂起 init 直到其返回。
• export <name> <value> : 设置全局环境变量。
• hostname <name> : 设置主机名。
• ifup <interface> : 启用网络接口。
• insmod [-f] <path> [<options>] : 安装模块。
• interface_start / interface_restart / interface_stop: 接口服务控制。
• load_exports <path> : 加载并导出文件中的变量。
• load_persist_props: 加载持久属性。
• loglevel <level> : 设置日志级别。
• mkdir <path> [mode] [owner] [group] ... : 创建目录。
• mount_all [ <fstab> ] [--<option>] : 挂载所有分区。
• mount <type> <device> <dir> ... : 尝试挂载设备。
• perform_apex_config: APEX 挂载后的任务。
• restart <service> : 重启服务。
• restorecon <path> [ <path>* ] : 恢复安全上下文。
• rm <path> / rmdir <path> : 删除文件或目录。
• readahead <file|dir> [--fully] : 预读取文件。
• setprop <name> <value> : 设置系统属性。
• setrlimit <resource> <cur> <max> : 设置资源限制。
• start / stop <service> : 启动/停止服务。
• swapon_all [ <fstab> ] : 启用所有 swap 分区。
• symlink <target> <path> : 创建符号链接。
• sysclktz <minutes> : 设置系统时区。
• trigger <event> : 触发一个事件。
• umount <path> / umount_all: 卸载文件系统。
• verity_update_state: 更新 dm-verity 状态。
• wait <path> [ <timeout> ] : 等待文件出现。
• wait_for_prop <name> <value> : 等待属性达到指定值。
• write <path> <content> : 写入文件内容。

4.5 导入 (Imports)

将多个分散的 .rc 配置文件组合成一个完整的启动逻辑。

核心功能

• 扩展配置：主配置文件 init.rc 非常庞大，通过导入功能，可以将硬件驱动、特定服务或厂商定制的逻辑拆分到独立的文件中。
• 条件加载：结合属性扩展语法，可以实现根据硬件型号动态加载配置。

规则：导入并不是一个普通的"命令"，它是一个特殊的段（Section）。

• 解析时机：当 init 解析到 import 语句时，它不会立刻停下来去跑那个文件里的命令，而是先完成当前文件的解析，并把要导入的文件路径记录在一个待解析列表中。
• 递归处理：如果被导入的文件里还有 import 语句，init 会继续跟进去，直到所有相关文件都被读取并加载到内存中。

顺序：直接决定了动作执行的先后：

1. 最优先：解析 /system/etc/init/hw/init.rc 及其内部直接 import 的文件。
2. 系统级：按字母顺序解析 /system/etc/init/ 目录下的所有文件。
3. 厂商/扩展级：依次解析 /system_ext/etc/init/、/vendor/etc/init/、/odm/etc/init/、/product/etc/init/。

4.6 属性 (Properties)

属性 (Properties) 是一种全局的状态管理机制。你可以把它想象成一个系统级别的"全局变量字典"，所有的进程都可以读取，特定的进程可以修改。 属性是 键值对 (Key-Value Pairs) 。

• 键 (Name) ：通常采用小写字母和点分隔符，例如 ro.boot.hardware 或 init.svc.adbd。
• 值 (Value) ：字符串形式。
• 语法引用 ：在 .rc 文件中，使用 ${property.name} 来获取属性的值。

作用

1. 作为触发器 (Property Triggers) 这是 .rc 文件最核心的用法。当某个属性被设置为特定值时，执行对应的 Actions。
   • 精确匹配：on property:ro.debuggable=1（当调试模式开启时执行）
   • 状态变化：on property:vendor.display.ready=*（只要这个属性发生了变化，无论变成什么值，都执行）。
   • 组合逻辑：on boot && property:a=b（只有在 boot 事件发生且属性 a 等于 b 时才执行）。
2. 动态路径或参数拼接： 在解析 .rc 文件时，init 会将 ${} 替换为实际值。
3. 服务控制：Init 会响应以 ctl. 开头的特殊属性。

状态

• init.svc.: 服务状态。
• dev.mnt.dev.<mount_point> 等: 挂载点相关的块设备名称。

4.7 引导时间

系统从按下电源键开始，到各个关键服务完成启动并进入可操作状态所经过的时间。

记录方式：将关键节点的启动时刻记录在**只读属性（Read-only Properties）**中。 这些属性的特点是：

• 格式：ro.boottime.<名称>
• 单位：纳秒（ns），但通常在通过 getprop 查看时会转换为人类可读的数值。

核心属性

• 阶段性时间
  • ro.boottime.init：init 进程第一阶段开始的总时间
  • ro.boottime.init.first_stage：完成第一阶段（挂载基础文件系统等）耗时。
  • ro.boottime.init.selinux_setup：编译和加载 SELinux 策略所用的时间。
• 服务启动时间：ro.boottime.：记录某个特定服务（如 surfaceflinger 或 zygote）启动时的系统时间点。

5 ueventd

5.1 简述

ueventd 其实是 init 二进制文件的一个"分身"。在 Android 启动时，init 进程会通过第一个动作 on early-init 启动 ueventd。共用一套解析逻辑，ueventd 专注于硬件节点的管理。

Ueventd 有一个通用定制参数，即 ueventd 套接字的 rcvbuf_size 大小。通过 uevent_socket_rcvbuf_size 参数进行配置：uevent_socket_rcvbuf_size

eventd 监听内核 uevent 套接字，并根据收到的 add/remove uevents 在 /dev 中创建或删除节点。它默认使用 0600 模式以及 root 用户/组。它始终使用当前加载的 SEPolicy 中的 SELabel 来创建节点。对于节点路径，它有三种默认行为：

1. 块设备 创建为 /dev/block/<basename uevent DEVPATH>。同时会为该节点创建软链接，路径包括 /dev/block/<type>/<parent device>/<basename uevent DEVPATH>，/dev/block/<type>/<parent device>/by-name/<uevent PARTNAME>。如果设备是启动设备，还会创建 /dev/block/by-name/<uevent PARTNAME>。
2. USB 设备 ：如果 uevent 指定了 DEVNAME，则创建为 /dev/<uevent DEVNAME>；否则创建为 /dev/bus/usb/<bus_id>/<device_id>。
3. 所有其他设备 创建为 /dev/<basename uevent DEVPATH>。

5.2 核心职责

Android 系统中负责管理设备节点、设置权限和加载固件的关键守护进程。

• 管理 /dev 目录：监听内核的 uevent 消息，动态创建或删除设备节点。
• 设置权限：根据配置文件为 /dev 中的设备节点和 /sys 中的属性文件设置 mode（权限模式）、uid（所有者）和 gid（所属组）。
• 固件加载：响应内核的固件请求，从指定目录查找并加载固件到内核。

5.3 配置与语法

• 导入配置：通过 import 指令引入其他配置文件或目录下的配置。
• 设备权限配置：格式为 devname mode uid gid [options]。例如 /dev/null 0666 root root。
• Sysfs 属性配置：格式为 nodename attr mode uid gid [options]。例如 /sys/devices/system/cpu/cpu* cpufreq/scaling_max_freq 0664 system system。
• 子系统 (Subsystem) 自定义：可以改变特定子系统的设备命名规则（uevent_devname 或 uevent_devpath）和存放目录（dirname）。

5.3 关键机制

• 冷启动 (Coldboot)：为了处理在 ueventd 启动前已存在的设备，它会遍历 /sys 并强制内核重新触发（regenerate）所有设备的 uevent。为了提速，这一过程支持多进程并行处理。
• 固件搜索路径：默认搜索路径包括 /etc/firmware/、/odm/firmware/、/vendor/firmware/ 和 /firmware/image/ 等。此外，也可以配置 external_firmware_handler 调用外部程序处理复杂的固件加载逻辑。
• 路径匹配规则：支持通配符 * 匹配。如果 * 在末尾或设置了 no_fnm_pathname，使用简单的 fnmatch；否则使用 FNM_PATHNAME 规则（不跨越 /）。

6 引导图 (Bootcharting)

是一个系统启动性能分析工具。通过在系统启动过程中，实时采样 CPU 使用率、磁盘 I/O、进程状态等数据，最后生成一张包含各种图表的"性能全景图"。

控制命令：bootchart [start|stop]。默认情况下命令是存在的，但是只有当/data/bootchart/enabled 文件存在时，init 才会真正开始收集数据。

使用步骤

1. 开启采样：在设备上创建标记文件并重启

   adb shell touch /data/bootchart/enabled
   adb reboot

2. 数据收集：系统启动后，init 会将采样数据记录在 /data/bootchart/ 目录下。

3. 导出数据：使用 Android 源码中的脚本（如 system/core/init/grab-bootchart.sh）将数据拉取到电脑上。

4. 生成图表：使用 pybootchartgui 工具将原始数据处理成一张长图（通常是 PNG 或 SVG 格式）。

7 调试

发现错误、定位原因、解决问题；调试通常包含以下动作：

• 观察状态：通过打印日志（Logcat 或 dmesg）查看服务是否启动、命令是否执行。
• 断点挂起：让程序在某一行代码停住。文档中提到的 sigstop 就是干这个的------在服务运行前给它一个"定身法"，让你能用调试器（如 GDB）进去看它的内存和寄存器。
• 追踪流程：看系统执行的顺序。比如 on property:a=b 到底触发了没有？触发顺序对不对？
• 环境模拟：手动修改属性（setprop）或手动启动服务（ctl.start），看系统在特定条件下的反应。