Android系统启动流程，从init.rc 到 launcher 加载过程分析

最新推荐文章于 2025-03-15 11:02:36 发布

UserNamezhangxi

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分类专栏： init.rc android zygote systemserver launcher

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Android系统启动流程，从init.rc 到 launcher 启动过程分析

1、zygote 启动分析

1.1、init进程的入口函数

1.2、解析init.rc

1.3、app_main.cpp 解析zygote启动参数

1.4、ZygoteInit.java 进入Java的地盘

1.5、Zygote进程启动总结：

2、启动systemServer

2.1、systemServer 简介

2.2、启动SystemServer进程的子进程

2.3、SystemServer 启动总结

3、启动Launcher

3.1、Launcher 启动总结：

4、参考

1、zygote 启动分析

1.1、init进程的入口函数

system\core\init\init.cpp

int main(int argc, char** argv) {
    if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd")) {
        return ueventd_main(argc, argv);
    }

    if (!strcmp(basename(argv[0]), "watchdogd")) {
        return watchdogd_main(argc, argv);
    }

    umask(0);

    add_environment("PATH", _PATH_DEFPATH);
    
    bool is_first_stage = (argc == 1) || (strcmp(argv[1], "--second-stage") != 0);

    // 1、创建挂载系统运行所需的目录
    if (is_first_stage) {
        mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");
        mkdir("/dev/pts", 0755);
        mkdir("/dev/socket", 0755);
        mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL);
        #define MAKE_STR(x) __STRING(x)
        mount("proc", "/proc", "proc", 0, "hidepid=2,gid=" MAKE_STR(AID_READPROC));
        mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);
        mount("selinuxfs", "/sys/fs/selinux", "selinuxfs", 0, NULL);
    }
    ...

    // 2、初始化kernel 打印的日志。
    InitKernelLogging(argv);
    
    ...
    // 3、系统属性服务初始化
    property_init();

    ...
    // 4、创建epoll句柄
    epoll_fd = epoll_create1(EPOLL_CLOEXEC);
    if (epoll_fd == -1) {
        PLOG(ERROR) << "epoll_create1 failed";
        exit(1);
    }
    
    // 5、用于设置处理子进程处理函的数，如果其子进程（zygote） 异常退出，
    // init进程会调用改函数中设定的信号处理函数来处理。
    signal_handler_init();
    
    // 6、导入默认的环境变量
    property_load_boot_defaults();
    export_oem_lock_status();

    // 7、启动属性服务
    start_property_service();

    const BuiltinFunctionMap function_map;
    Action::set_function_map(&function_map);

    Parser& parser = Parser::GetInstance();
    parser.AddSectionParser("service",std::make_unique<ServiceParser>());
    parser.AddSectionParser("on", std::make_unique<ActionParser>());
    parser.AddSectionParser("import", std::make_unique<ImportParser>());

    // 8、解析init.rc 文件
    parser.ParseConfig("/init.rc");

    ActionManager& am = ActionManager::GetInstance();

    am.QueueEventTrigger("early-init");

    // Queue an action that waits for coldboot done so we know ueventd has set up all of /dev...
    am.QueueBuiltinAction(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done");
    // ... so that we can start queuing up actions that require stuff from /dev.
    am.QueueBuiltinAction(mix_hwrng_into_linux_rng_action, "mix_hwrng_into_linux_rng");
    am.QueueBuiltinAction(keychord_init_action, "keychord_init");
    am.QueueBuiltinAction(console_init_action, "console_init");

    // Trigger all the boot actions to get us started.
    am.QueueEventTrigger("init");

    // Repeat mix_hwrng_into_linux_rng in case /dev/hw_random or /dev/random
    // wasn't ready immediately after wait_for_coldboot_done
    am.QueueBuiltinAction(mix_hwrng_into_linux_rng_action, "mix_hwrng_into_linux_rng");

    // Don't mount filesystems or start core system services in charger mode.
    std::string bootmode = property_get("ro.bootmode");
    if (bootmode == "charger") {
        am.QueueEventTrigger("charger");
    } else {
        am.QueueEventTrigger("late-init");
    }

    // Run all property triggers based on current state of the properties.
    am.QueueBuiltinAction(queue_property_triggers_action, "queue_property_triggers");

    while (true) {
        if (!waiting_for_exec) {
            am.ExecuteOneCommand();
            // 9、重启已经 死去 的进程
            restart_processes();
        }

        int timeout = -1;
        if (process_needs_restart) {
            timeout = (process_needs_restart - gettime()) * 1000;
            if (timeout < 0)
                timeout = 0;
        }

        if (am.HasMoreCommands()) {
            timeout = 0;
        }

        bootchart_sample(&timeout);

        epoll_event ev;
        int nr = TEMP_FAILURE_RETRY(epoll_wait(epoll_fd, &ev, 1, timeout));
        if (nr == -1) {
            PLOG(ERROR) << "epoll_wait failed";
        } else if (nr == 1) {
            ((void (*)()) ev.data.ptr)();
        }
    }

    return 0;
}

1、创建挂在文系统运行的时候所需要的文件目录，在系统不存在的时候这些目录也会不存在。

2、初始化Kernel 的 log，这样就可以从外界获取Kernel 的日志。让kernel 和外界进行交流了。

3、对系统属性进行初始化。

这个系统属性服务在android 系统中，为统一管理系统的属性，设计了一个统一的属性系统。每个属性都有一个名称和值，他们都是字符串格式。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。

4、epoll是在2.6内核中提出的，是之前的select和poll的增强版本。相对于select和poll来说，epoll更加灵活，没有描述符限制。epoll使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次.

5、用于设置处理子进程处理函的数，如果其子进程（zygote）异常退出，init进程会调用改函数中设定的信号处理函数来处理。

6、导入默认的环境变量

7、启动属性服务

8、启动解析init.rc 服务

9、init 的所有子进程（zygote 和其他的子进程）如果死掉了，都是会在这里进行重启。

1.2、解析init.rc

system/core/rootdir/init.rc

init.rc是一个非常重要的文件，它是有Android 初始化语言（Android init Language）编写的脚本。主要包含5中类型语句：

Action
Command
Service
Option
Import

import /init.environ.rc
import /init.usb.rc
import /init.${ro.hardware}.rc
import /init.usb.configfs.rc
import /init.${ro.zygote}.rc

on early-init
    write /proc/1/oom_score_adj -1000
    write /proc/sys/kernel/sysrq 0
    restorecon /adb_keys
    mkdir /mnt 0775 root system
    restorecon /postinstall
    start ueventd

on init
    sysclktz 0

    # Mix device-specific information into the entropy pool
    copy /proc/cmdline /dev/urandom
    copy /default.prop /dev/urandom

    ...

其中这里的

import /init.${ro.zygote}.rc 这里导入和硬件平台相关的zygote

init.zygote32.rc 表示纯支持32位程序。
init.zygote32_64.rc 表示支持32位程序，也支持64位程序。
init.zygote64 表示纯支持64位的程序。
init.zygote64_32.rc 表示支持64 位程序，也支持32位程序。

其中以 init.zygote32_64.rc 内容如下：

service zygote /system/bin/app_process32 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
    class main
    priority -20
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks /sys/fs/cgroup/stune/foreground/tasks

service zygote_secondary /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --socket-name=zygote_secondary
    class main
    priority -20
    socket zygote_secondary stream 660 root system
    onrestart restart zygote
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks /sys/fs/cgroup/stune/foreground/tasks

可以看出启动了两个service 一个名称为zygote ,执行app_process32，作为主模式。

另一个名称为zygote_secondary，执行app_process64 ，作为辅助模式。

以 init.zygote64.rc 为例进行分析学习：

service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    priority -20
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks /sys/fs/cgroup/stune/foreground/tasks

可以看到启动的这个service 的程序路径是 /system/bin/app_process64。
后面的即为启动这个service所传递的参数。
class main 指的是zygote 的 classname 为 main

Zygote是以service配置的，所以当解析该完成时，init进程就会调用fork去创建Zygote进程，并且执行app_main.cpp文件中的main函数，作为Zygote进行的启动入口。

1.3、app_main.cpp 解析zygote启动参数

frameworks\base\cmds\app_process\app_main.cpp

int main(int argc, char* const argv[])
{
    if (prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1, 0, 0, 0) < 0) {
        // Older kernels don't understand PR_SET_NO_NEW_PRIVS and return
        // EINVAL. Don't die on such kernels.
        if (errno != EINVAL) {
            LOG_ALWAYS_FATAL("PR_SET_NO_NEW_PRIVS failed: %s", strerror(errno));
            return 12;
        }
    }
     
    // 1、创建AppRuntime 对象
    AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv));
    // Process command line arguments
    // ignore argv[0]
    argc--;
    argv++;

    // Everything up to '--' or first non '-' arg goes to the vm.
    //
    // The first argument after the VM args is the "parent dir", which
    // is currently unused.
    //
    // After the parent dir, we expect one or more the following internal
    // arguments :
    //
    // --zygote : Start in zygote mode
    // --start-system-server : Start the system server.
    // --application : Start in application (stand alone, non zygote) mode.
    // --nice-name : The nice name for this process.
    //
    // For non zygote starts, these arguments will be followed by
    // the main class name. All remaining arguments are passed to
    // the main method of this class.
    //
    // For zygote starts, all remaining arguments are passed to the zygote.
    // main function.
    //
    // Note that we must copy argument string values since we will rewrite the
    // entire argument block when we apply the nice name to argv0.

    int i;
    for (i = 0; i < argc; i++) {
        if (argv[i][0] != '-') {
            break;
        }
        if (argv[i][1] == '-' && argv[i][2] == 0) {
            ++i; // Skip --.
            break;
        }
        runtime.addOption(strdup(argv[i]));
    }

    // Parse runtime arguments.  Stop at first unrecognized option.
    bool zygote = false;
    bool startSystemServer = false;
    bool applicatio

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