Android Property

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分类专栏： android 文章标签： android property init

于 2017-12-16 11:06:32 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Dylan_Sen/article/details/78757466

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本文将从下面三方面简单分析总结android property：

Property的使用方式
Property文件的加载
Property的存储

1. Property的使用方式

在工作中经常通过下面三种方式使用property：
1.1 code里面使用SystemProperties.java和properties.cpp
SystemProperties.java为Jave层提供了下面的方法：

 public static String get(String key){...}
 public static String get(String key, String def){...}
 public static int getInt(String key, int def){...}
 public static long getLong(String key, long def){...}
 public static boolean getBoolean(String key, boolean def){...}
 public static void set(String key, String val){...}

system/core/libcutils/properties.cpp给Native层提供了下面的API：

int property_set(const char *key, const char *value) {...}
int property_get(const char *key, char *value, const char *default_value) {...}
int8_t property_get_bool(const char *key, int8_t default_value) {...}
static intmax_t property_get_imax(const char *key, intmax_t lower_bound, intmax_t upper_bound,
                                  intmax_t default_value) {...}
int64_t property_get_int64(const char *key, int64_t default_value) {...}
int32_t property_get_int32(const char *key, int32_t default_value){...}

1.2 adb 命令
adb的方式为我们调式提供了方便。
[格式]
adb shell getprop [proptery_name]
adb shell setprop propterty_name value
[例子]
adb shell getprop ro.build.type
adb shell setprop persist.log.tag.ImsManager V

1.3 通过文件设置默认property;将property放在文件中，init进程去加载文件。

前两种方式可以读取所有的property;但是在写方面，对于ro.* property这种write-once的property是不能覆盖的。

2. Property文件的加载

Property的初始化，以及相关propety文件的加载都在Init进程中完成。所以这部分内容从init进程的main函数开始。按照main函数中的code顺序，主要内容如下：

Property area初始化
加载default property文件
创建property service
加载解析rc文件
执行rc文件中的action; system property， persistent property和override property文件会在这个过程中相继被加载。

main函数会调用proprerty_service.cpp中的property_init()函数来初始化property area。

void property_init() {
    if (__system_property_area_init()) {
        LOG(ERROR) << "Failed to initialize property area";
        exit(1);
    }
}

property_init函数调用了System_properties.cpp中的__system_property_area_init()函数。后者又先后调用了initialize_properties()和map_system_property_area函数。

initialize_properties()函数：
initialize_properties会尝试加载"/property_contexts"，如果失败会尝试加载/system 和/vendor下对应的文件，看来从Android O开始/property_contexts文件已经不再使用，取而代之的是/plat_property_contexts。 "/property_contexts"等文件为property prefix分配了security context，用来控制set权限。
property_contexts内容如下：

...
sys.usb.config          u:object_r:system_radio_prop:s0
ril.                    u:object_r:radio_prop:s0
ro.ril.                 u:object_r:radio_prop:s0
gsm.                    u:object_r:radio_prop:s0
...

static bool initialize_properties() {
  // If we do find /property_contexts, then this is being
  // run as part of the OTA updater on older release that had
  // /property_contexts - b/34370523
  if (initialize_properties_from_file("/property_contexts")) {//加载"/property_contexts"
    return true;
  }

  // Use property_contexts from /system & /vendor, fall back to those from /
  if (access("/system/etc/selinux/plat_property_contexts", R_OK) != -1) {
   //如果可以访问/system/etc/selinux/plat_property_contexts，就去加载解析文件。
    if (!initialize_properties_from_file("/system/etc/selinux/plat_property_contexts")) {
      return false;//这里如果解析失败就直接返回了，不再加载其他路径下的文件。
    }
    // 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.
    //这里去加载/vendor/etc/selinux/nonplat_property_contexts， 但是不care结果。
    initialize_properties_from_file("/vendor/etc/selinux/nonplat_property_contexts");
  } else {
    //如果/system没有配置property_contexts文件，那么加载//plat_property_contexts
    if (!initialize_properties_from_file("/plat_property_contexts")) {
      return false;
    }
    initialize_properties_from_file("/nonplat_property_contexts");
  }

  return true;
}

/*initialize_properties_from_file负责解析property_contexts文件中的内容，
*将property前缀存在prefixes指向的链表中，将context存在contexts指向的链表中。
*/
static bool initialize_properties_from_file(const char* filename) {
  FILE* file = fopen(filename, "re");
  if (!file) {
    return false;
  }

  char* buffer = nullptr;
  size_t line_len;
  char* prop_prefix = nullptr;
  char* context = nullptr;

  while (getline(&buffer, &line_len, file) > 0) {
    int items = read_spec_entries(buffer, 2, &prop_prefix, &context);
    if (items <= 0) {
      continue;
    }
    if (items == 1) {
      free(prop_prefix);
      continue;
    }
    /*
     * init uses ctl.* properties as an IPC mechanism and does not write them
     * to a property file, therefore we do not need to create property files
     * to store them.
     */
    if (!strncmp(prop_prefix, "ctl.", 4)) {
      free(prop_prefix);
      free(context);
      continue;
    }

    auto old_context =
        list_find(contexts, [context](context_node* l) { return !strcmp(l->context(), context); });
    if (old_context) {
      list_add_after_len(&prefixes, prop_prefix, old_context);
    } else {
      list_add(&contexts, context, nullptr);
      list_add_after_len(&prefixes, prop_prefix, contexts);
    }
    free(prop_prefix);
    free(context);
  }

  free(buffer);
  fclose(file);

  return true;
}

map_system_property_area函数：
在看map_system_property_area(…)函数之前，我们先看下__system_property_area_init()函数。

int __system_property_area_init() {
  free_and_unmap_contexts();
  //property_filename所指的路径为/dev/__properties__; #define PROP_FILENAME "/dev/__properties__"
  mkdir(property_filename, S_IRWXU | S_IXGRP | S_IXOTH);
  if (!initialize_properties()) {
    return -1;
  }
  bool open_failed = false;
  bool fsetxattr_failed = false;
  
  /*从property_contexts中解析的context全在contexts指向的链表中，下面这段代码就是遍历链表，
  *open函数将每个context_node节点对应的文件都打开，并映射到一块share memory中。
  *并在这块memory上构造一个prop_area指针存在context_node节点中。
  */
  list_foreach(contexts, [&fsetxattr_failed, &open_failed](context_node* l) {
    if (!l->open(true, &fsetxattr_failed)) {
      open_failed = true;
    }
  });
  if (open_failed || !map_system_property_area(true, &fsetxattr_failed)) {
    free_and_unmap_contexts();
    return -1;
  }
  initialized = true;
  return fsetxattr_failed ? -2 : 0;
}

下面看看map_system_property_area函数：
打开/dev/properties/properties_serial文件，并映射到共享内存，将地址保存在__system_property_area__中。

static bool map_system_property_area(bool access_rw, bool* fsetxattr_failed) {
  char filename[PROP_FILENAME_MAX];
  //经过下面的格式化之后filename指向的文件为/dev/__properties__/properties_serial
  int len =
      __libc_format_buffer(filename, sizeof(filename), "%s/properties_serial", property_filename);
  if (len < 0 || len > PROP_FILENAME_MAX) {
    __system_property_area__ = nullptr;
    return false;
  }

  if (access_rw) {
   /*map_prop_area_rw函数会打开filename，映射一块共享内存，然后将地址返回。
   *地址将保存在 __system_property_area__中， 这个是一个全局变量，property
   *相关的操作还会用到这个变量。
   */
    __system_property_area__ =
        map_prop_area_rw(filename, "u:object_r:properties_serial:s0", fsetxattr_failed);
  } else {
    __system_property_area__ = map_prop_area(filename);
  }
  return __system_property_area__;
}

到这里property area初始化就完成了。

在讲property文件的加载之前，有必要先讲下rc文件相关的知识点。rc文件被加载解析之后，所有的action会被放到ActionManager的actions_ (vector类型)容器里; 而action对应的commend对放到对应action的commands_ (vector类型)容器里。ActionManager负责根据trigger来执行action。
command对象在被创建的时候，会根据关键字在KeywordMap类型的指针function_map_ 中查找对应的function; function_map_ 的赋值是在main函数中，使用的是BuiltinFunctionMap对象，BuiltinFunctionMap是继承自KeywordMap。最终是在BuiltinFunctionMap内Map类型的变量builtin_functions中查找。
下面是buildin_functions中的部分内容：

        {"load_persist_props",      {0,     0,    do_load_persist_props}},
        {"load_system_props",       {0,     0,    do_load_system_props}},
        {"loglevel",                {1,     1,    do_loglevel}},

下面是init.rc中的相关内容：

on post-fs
    # Load properties from
    #     /system/build.prop,
    #     /odm/build.prop,
    #     /vendor/build.prop and
    #     /factory/factory.prop
    load_system_props
    
    ...
    
on load_persist_props_action
    load_persist_props
    start logd
    start logd-reinit
    
    ...
    
    on property:vold.decrypt=trigger_load_persist_props
    load_persist_props
    start logd

当load_persist_props和load_system_props 命令执行的时候do_load_persist_props和do_load_system_props 函数会分别执行。

//下面是system property
static int do_load_system_props(const std::vector<std::string>& args) {
    load_system_props();
    return 0;
}

void load_system_props() {
    load_properties_from_file("/system/build.prop", NULL);
    load_properties_from_file("/odm/build.prop", NULL);
    load_properties_from_file("/vendor/build.prop", NULL);
    load_properties_from_file("/factory/factory.prop", "ro.*");
    load_recovery_id_prop();
}

//下面是persist properties
static int do_load_persist_props(const std::vector<std::string>& args) {
    load_persist_props();
    return 0;
}
void load_persist_props(void) {
    load_override_properties();
    /* Read persistent properties after all default values have been loaded. */
    load_persistent_properties();
    property_set("ro.persistent_properties.ready", "true");
}

static void load_override_properties() {
    if (ALLOW_LOCAL_PROP_OVERRIDE) {
        load_properties_from_file("/data/local.prop", NULL);
    }
}

在执行rc文件内的action之前，main函数会调用property_load_boot_defaults()函数加载默认property; 调用start_property_service()函数来创建了一个名字为property_service的Unix domain Socket(PROP_SERVICE_NAME：property_service)来处理set prop请求。

void property_load_boot_defaults() {
    if (!load_properties_from_file("/system/etc/prop.default", NULL)) {
        // Try recovery path
        if (!load_properties_from_file("/prop.default", NULL)) {
            // Try legacy path
            load_properties_from_file("/default.prop", NULL);
        }
    }
    load_properties_from_file("/odm/default.prop", NULL);
    load_properties_from_file("/vendor/default.prop", NULL);

    update_sys_usb_config();
}

下面总结了可能会被加载的property文件或property(按照code顺序)：

File/property	comments
/system/etc/prop.default
/prop.default
/default.prop
/odm/default.prop
/vendor/default.prop
/system/build.prop
/odm/build.prop
/vendor/build.prop
/factory/factory.prop	只加载ro.*
ro.recovery_id
/data/local.prop
/data/property	这个路径下只加载persist开头的property
/system/build.prop, /vendor/build.prop(PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES包含在内)，/default.prop等生成规则都在代码build/core/Makefile中有定义，当然如果不懂make 语法和函数，是不可能看的很明白。

3. Property的存储

Property的存储，工作中用不到，所以不想深究，根据System_properties.cpp中的注释知道使用的是混合树结构(hybrid trie/binary tree)，查找速度快，也省空间(分割了前缀，可以共用)。
Property是只能由init进程(单线程)更新，由property service完成。为了避免对线程读的问题，在节点上使用了atomic_uint_least32_t。

/*
 * Properties are stored in a hybrid trie/binary tree structure.
 * Each property's name is delimited at '.' characters, and the tokens are put
 * into a trie structure.  Siblings at each level of the trie are stored in a
 * binary tree.  For instance, "ro.secure"="1" could be stored as follows:
 *
 * +-----+   children    +----+   children    +--------+
 * |     |-------------->| ro |-------------->| secure |
 * +-----+               +----+               +--------+
 *                       /    \                /   |
 *                 left /      \ right   left /    |  prop   +===========+
 *                     v        v            v     +-------->| ro.secure |
 *                  +-----+   +-----+     +-----+            +-----------+
 *                  | net |   | sys |     | com |            |     1     |
 *                  +-----+   +-----+     +-----+            +===========+
 */