本文深入剖析Android系统中init进程的工作原理及流程，包括信号处理、文件权限设置、系统初始化和服务启动等内容。
一切都始于init，bootloader 加载了内核，内核启动了init 进程。Linux系统中的init进程(pid=1)是除了idle进程(pid=0，也就是init_task)之外另一个比较特殊的进程，它是Linux内核开始建立起进程概念时第一个通过kernel_thread产生的进程，其开始在内核态执行，然后通过一个系统调用，开始执行用户空间的/sbin/init程序，期间Linux内核也经历了从内核态到用户态的特权级转变，然后所有的用户进程都有该进程派生出来。
其中包括：
•用来管理USB 连接的USB 守护进程（usbd）
•用来管理Android adb 连接的守护进程（adbd）
•用来管理调试过程的调试器守护程序（debuggerd）
•用于打电话及相关功能的后台进程 （rild）
init程序源码在Android官方源码的system/core/init中，main在init.cpp里。我们的分析就从main开始
（1）init是一个守护进程，为了防止init的子进程成为僵尸进程(zombie process)，需要init在子进程在结束时获取子进程的结束码，通过结束码将程序表中的子进程移除，防止成为僵尸进程的子进程占用程序表的空间，当程序表的空间达到上限时，则系统就不能再启动新的进程了，那么就会引起很严重的系统问题。
在linux当中，父程序是通过捕捉SIGCHLD信号来得知子进程结束的情况的；由于系统默认在子进程暂停时也会发送信号SIGCHLD，init需要忽略子进程在暂停时发出的SIGCHLD信号，因此将act.sa_flags 置为SA_NOCLDSTOP，该标志位的含义是就是要求系统在子进程暂停时不发送SIGCHLD信号。
static void sigchld_handler(ints)
{
write(signal_fd, &s, 1);
}
int main(int argc, char **argv)
{
act.sa_handler= sigchld_handler;
act.sa_flags= SA_NOCLDSTOP;
sigaction(SIGCHLD,&act, 0);
structsigaction act;
act.sa_handler= sigchld_handler;
act.sa_flags= SA_NOCLDSTOP;
………………………………………..
}
Linux进程通过互相发送接收消息来实现进程间的通信，这些消息被称为“信号”。每个进程在处理其他进程发送的信号时都需要注册程序，此程序被称为信号处理。当进程的运行状态改变或者终止时，就会产生某种信号，init进程是所有进程的父进程，当其子进程终止产生SIGCHLD信号时，init进程需要调用信号安装函数sigaction（），并通过参数传递至sigcation结构体中，已完成信号处理器的安装。
Init进程通过上述代码注册与子进程相关的SIGCHLD信号处理器，并把sigcation结构体的sa_flags设置为SA_NOCLDSTOP，该值表示仅当进程终止时才接收SIGCHLD信号。
sigchld_handler函数用于通知全局变量signal_fd，SIGCHLD信号已发生。对于产生的信号的实际处理，在init进程的事件处理循环中进行。
（2）对umask进行清零。
当我们登录系统之后创建一个文件总是有一个默认权限的，那么这个权限是怎么来的呢？这就是umask干的事情。umask设置了用户创建文件的默认权限，它与chmod的效果刚好相反，umask设置的是权限“补码”，而chmod设置的是文件权限码。一般在/etc/profile、$ [HOME]/.bash_profile或$[HOME]/.profile中设置umask值。
如何计算umask值？
umask命令允许你设定文件创建时的缺省模式，对应每一类用户(文件属主、同组用户、其他用户)存在一个相应的umask值中的数字。对于文件来说，这一数字的最大值分别是6。系统不允许你在创建一个文本文件时就赋予它执行权限，必须在创建后用chmod命令增加这一权限。目录则允许设置执行权限，这样针对目录来说，umask中各个数字最大可以到7。
该命令的一般形式为：umasknnn，其中nnn为umask置000 - 777。
我们只要记住u m a s k是从权限中“拿走”相应的位即可。下表是umask值与权限的对照表：
| umask | 文件 | 目录 |
| 0 | 6 | 7 |
| 1 | 6 | 6 |
| 2 | 4 | 5 |
| 3 | 4 | 4 |
| 4 | 2 | 3 |
| 5 | 2 | 2 |
| 6 | 0 | 1 |
| 7 | 0 | 0 |
如：umask值为022，则默认目录权限为755，默认文件权限为644。
（3）为rootfs建立必要的文件夹，并挂载适当的分区
目前Linux有很多通讯机制可以在用户空间和内核空间之间交互，例如设备驱动文件（位于/dev目录中）、内存文件（/proc、/sys目录等）。了解Linux的同学都应该知道Linux的重要特征之一就是一切都是以文件的形式存在的，例如，一个设备通常与一个或多个设备文件对应。这些与内核空间交互的文件都在用户空间，所以在Linux内核装载完，需要首先建立这些文件所在的目录。而完成这些工作的程序就是本文要介绍的init。Init是一个命令行程序。其主要工作之一就是建立这些与内核空间交互的文件所在的目录。
/dev （tmpfs）
/dev/pts (devpts)
/dev/socket
/proc (proc)
/sys (sysfs)
编译Android系统源码时，在生成的根文件系统中，不存在/dev,/proc/,/sys这类目录，他们是系统运行时的目录，由init进程在运行中生成，当系统终止时，他们就会消失。
Init进程执行后，生成/dev目录，包含系统使用的设备，而后调用open_devnull_stdio();函数，创建运行日志输出设备。open_devnull_stdio()函数会在/dev目录下生成__null__设备节点文件，并将标准输入，标准输出，标准错误，标准错误输出全部重定向__null__设备中。
(4)创建/dev/kmsg节点。
init进程通过log_init函数，生成"/dev/__kmsg__"设备节点文件。__kmsg__设备调用内核信息输出函数printk（），init进程即是通过该函数输出log信息。
Init进程通过__kmsg__设备定义用于输出信息的宏。关于宏输出信息，可以使用dmesg实用程序进行确认，dmesg用于显示内核信息。
#define ERROR(x...) log_write(3, "<3>init: " x)
#define NOTICE(x...) log_write(5, "<5>init: " x)
#define INFO(x...) log_write(6, "<6>init: " x)
（5）解析/init.rc，将所有服务和操作信息加入链表
parse_config_file("/init.rc");
parse_config_file()函数用来分析*.rc配置文件，用来指定init.rc文件的路径。执行parse_config_file函数，读取并分析init.rc文件后，生成服务列表与动作列表。动作列表与服务列表全部会以链表的形式注册到service_list和action_list中，service_list和action_list是init进程中声明的全局结构体。
(6) 初始化qemu设备，设置模拟器环境；从/proc/cmdline中提取信息内核启动参数,并保存到全局变量。
qemu_init();
QEMU模拟器允许Android应用开发者在缺少Android实际设备的情况下运行处于开发中的应用程序。QEMU是面向PC的开源模拟器，能够模拟具有特定处理器设备，此外还提供虚拟网络，视频设备等。Android模拟器是虚拟的硬件平台，运行在模拟器的软件可以执行ARM命令集，LCD，相机，SD卡控制器等硬件设备都可以运行在Goldfish这种虚拟平台上。
import_kernel_cmdline(0);
（7）先从上一步获得的全局变量中获取信息硬件信息和版本号，如果没有则从/proc/cpuinfo中提取,并保存到全局变量。
（8）根据硬件信息选择一个/init.(硬件).rc并解析，将服务和操作信息加入链表。
在G1的ramdisk根目录下有两个/init.(硬件).rc：init.goldfish.rc和init.trout.rc，init程序会根据上一步获得的硬件信息选择一个解析。
（9）执行链表中带有“early-init”触发的的命令。 action_for_each_trigger("early-init",action_add_queue_tail);触发在init脚本文件中名字为early-init的action，并且执行其commands，其实是:on early-init，在我们的init.rc中是没有的。action_for_each_trigger函数会将第一个参数中的命令保存到action_add_queue_tail，而后通过drain_action_queue()函数将运行队列中的命令逐一取出执行。
（10）遍历/sys文件夹， 将这些目录下的uevent文件找出，并使kernel重新生成那些在init的设备管理器开始前的设备添加事件。 初始化动态设备管理，使内核产生设备添加事件（为了自动产生设备节点)， 设备文件有变化时反应给内核。
（11）初始化属性系统，并导入初始化属性文件。
初始化属性服务，本质上属性服务是通过共享内存实现的，逻辑上类似与windows系统的注册表服务。
首先创建一个名字为system_properties的匿名共享内存区域，对init进程做mmap读写映射，然后将这个prop_area结构体通过全局变量__system_property_area__传递给property services。
其余进程通过执行中的进程锁提供的API，访问属性中的设置值。当修改属性值时，要预先向init进程提交值变更申请，然后init进程处理该申请，并修改属性值。
（12）从属性服务中得到ro.debuggable，如果ro.debuggable为1，则初始化组合键(keychord )监听 这段代码是从属性里获取调试标志，如果是可以调试，就打开组合按键输入驱动程序,初始化keychord监听。
（13）打开console，如果cmdline中沒有指定console則打开默认的/dev/console。
（14）读取/initlogo.rle,是一张565 rle 压缩的位图，如果成功则在/dev/fb0显示Logo,如果失败则将/dev/tty0设为TEXT模式并打开/dev/tty0,输出文本的ANDROID字样。
load_565rle_image(INIT_IMAGE_FILE)函数将加载由参数传递过来的图像文件，而后将该文件显示在LCD屏幕上。如果想更改logo，只需修改INIT_IMAGE_FILE即可。由于函数只支持rle565格式图像的显示，再更改图像时，注意所选图像文件的格式。
(15) 这段代码是用来判断是否使用模拟器运行，如果是，就加载内核命令行参数。
if (qemu[0])
import_kernel_cmdline(1);
（16）这段代码是根据内核命令行参数来设置工厂模式测试，比如在工厂生产手机过程里需要自动化演示功能，就可以根据这个标志来进行特别处理。
if(!strcmp(bootmode,"factory"))
property_set("ro.factorytest","1");
else if(!strcmp(bootmode,"factory2"))
property_set("ro.factorytest","2");
else
property_set("ro.factorytest","0");
//这段代码是设置手机序列号到属性里保存，以便上层应用程序可以识别这台手机。
property_set("ro.serialno",serialno[0] ? serialno : "");
//这段代码是保存启动模式到属性里。
property_set("ro.bootmode",bootmode[0] ? bootmode : "unknown");
//这段代码是保存手机基带频率到属性里。
property_set("ro.baseband",baseband[0] ? baseband : "unknown");
//这段代码是保存手机硬件载波的方式到属性里。
property_set("ro.carrier",carrier[0] ? carrier : "unknown");
//保存引导程序的版本号到属性里，以便系统知道引导程序有什么特性。
property_set("ro.bootloader",bootloader[0] ? bootloader : "unknown");
//这里是保存硬件信息到属性里，其实就是获取CPU 的信息。
property_set("ro.hardware",hardware);
//这里是保存硬件修订的版本号到属性里，这样可以方便应用程序区分不同的硬件版本。
snprintf(tmp,PROP_VALUE_MAX, "%d", revision);
property_set("ro.revision",tmp);
（17）执行所有触发标识为init的action。
/* execute all the boot actions to get usstarted */
//执行所有触发标志为init的action
action_for_each_trigger("init",action_add_queue_tail);
（18）启动property服务
/* read any property files on system or dataand
* fire up the property service. This musthappen
* after the ro.foo properties are set aboveso
* that /data/local.prop cannot interferewith them.
*/
/*
开始property 服务，读取一些property 文件，这一动作必须在前面那些ro.foo设置后做，
以便/data/local.prop 不能干预到他们
- /system/build.prop
- /system/default.prop
- /data/local.prop
- 在读取认识的property 后读取presistentpropertie，在/data/property 中
这段代码是加载system 和data 目录下的属性，并启动属性监听服务。
（19）为sigchld handler创建信号机制
property_set_fd = start_property_service();
（20）创建一个全双工的通讯机制的两个SOCKET
创建一个全双工的通讯机制的两个SOCKET，信号可以在signal_fd
和signal_recv_fd 双向通讯，从而建立起沟通的管道。其实这个信号管理，就
是用来让init 进程与它的子进程进行沟通的，子进程从signal_fd 写入信息，init
进程从signal_recv_fd 收到信息，然后再做处理。
(21)判断关键组件是否成功初始化
主要就是设备文件系统是否成功初始化，属性服务是否成功初始化，信号通讯机制是否成功初始化。
（22）执行所有触发标识为early-boot的
action action_for_each_trigger("early-boot",action_add_queue_tail);
action_for_each_trigger("boot",action_add_queue_tail);
（23）基于當前property狀態，執行所有触发标识为property的action
//这段代码是根据当前属性，运行属性命令。
queue_all_property_triggers();
drain_action_queue();
/* enable propertytriggers */
// 标明属性触发器已经初始化完成。
property_triggers_enabled= 1;
/*
这段代码是保存三个重要的服务socket，以便后面轮询使用。
*/
ufds[0].fd =device_fd;
ufds[0].events =POLLIN;
ufds[1].fd =property_set_fd;
ufds[1].events =POLLIN;
ufds[2].fd =signal_recv_fd;
ufds[2].events =POLLIN;
fd_count = 3;
//这段代码是判断是否处理组合键轮询。
ufds[3].events = POLLIN;
fd_count++;
} else {
ufds[3].events = 0;
ufds[3].revents = 0;
}
//如果支持BOOTCHART，则初始化BOOTCHART
#if BOOTCHART
/*
这段代码是初始化linux 程序启动速度的性能分析工具，这个工具有一个好处，就是图形化显示每个进程启动顺序和占用时间，如果想优化系统的启动速度，记得启用这个工具。
*/
bootchart_count = bootchart_init();
if (bootchart_count < 0) {
ERROR("bootcharting initfailure\n");
} else if (bootchart_count > 0) {
NOTICE("bootcharting started(period=%d ms)\n",
bootchart_count*BOOTCHART_POLLING_MS);
} else {
NOTICE("bootcharting ignored\n");
}
#endif
/*
进入主进程循环:
- 重置轮询事件的接受状态，revents 为0
- 查询action 队列，并执行。
- 重启需要重启的服务
- 轮询注册的事件
- 如果signal_recv_fd 的revents 为POLLIN，则得到一个信号，获取并处理
- 如果device_fd 的revents 为POLLIN,调用handle_device_fd
- 如果property_fd 的revents 为POLLIN,调用handle_property_set_fd
- 如果keychord_fd 的revents 为POLLIN,调用handle_keychord
这段代码是进入死循环处理，以便这个init 进程变成一个服务。
*/
for(;;) {
int nr, i, timeout = -1;
// 清空每个socket 的事件计数。
for (i = 0; i < fd_count; i++)
ufds[i].revents = 0;
// 这段代码是执行队列里的命令。
drain_action_queue();
// 这句代码是用来判断那些服务需要重新启动。
restart_processes();
// 这段代码是用来判断哪些进程启动超时。
if (process_needs_restart) {
timeout = (process_needs_restart -gettime()) * 1000;
if (timeout < 0)
timeout = 0;
}
#if BOOTCHART
//这段代码是用来计算运行性能。
if (bootchart_count > 0) {
if (timeout < 0 || timeout >BOOTCHART_POLLING_MS)
timeout = BOOTCHART_POLLING_MS;
if (bootchart_step() < 0 ||--bootchart_count == 0) {
bootchart_finish();
bootchart_count = 0;
}
}
#endif
// 这段代码用来轮询几个socket 是否有事件处理。
nr = poll(ufds, fd_count, timeout);
if (nr <= 0)
continue;
/*
这段代码是用来处理子进程的通讯，并且能删除任何已经退出或者杀死进程，这样做可以保持系统更加健壮性，增强容错能力。
*/
if (ufds[2].revents == POLLIN) {
/* we got a SIGCHLD - reap and restart asneeded */
read(signal_recv_fd, tmp, sizeof(tmp));
while (!wait_for_one_process(0))
;
continue;
}
// 这段代码是处理设备事件。
if (ufds[0].revents == POLLIN)
handle_device_fd(device_fd);
// 这段代码是处理属性服务事件。
if (ufds[1].revents == POLLIN)
handle_property_set_fd(property_set_fd);
// 这段代码是处理调试模式下的组合按键。
if (ufds[3].revents == POLLIN)
handle_keychord(keychord_fd);
}
return 0;
}
概括起来大体上也可做以下分析：
init：
（1）安装SIGCHLD信号。（如果父进程不等待子进程结束，子进程将成为僵尸进程（zombie）从而占用系统资源。因此需要对SIGCHLD信号做出处理，回收僵尸进程的资源，避免造成不必要的资源浪费。
（2）对umask进行清零。
（3）为rootfs建立必要的文件夹，并挂载适当的分区。
/dev （tmpfs）
/dev/pts(devpts)
/dev/socket
/proc (proc)
/sys (sysfs)
(4)创建/dev/null和/dev/kmsg节点。
（5）解析/init.rc，将所有服务和操作信息加入链表。
(6)从/proc/cmdline中提取信息内核启动参数,并保存到全局变量。
（7）先从上一步获得的全局变量中获取信息硬件信息和版本号，如果没有则从/proc/cpuinfo中提取,并保存到全局变量。
（8）根据硬件信息选择一个/init.(硬件).rc，并解析，将服务和操作信息加入链表。
在G1的ramdisk根目录下有两个/init.(硬件).rc：init.goldfish.rc和init.trout.rc，init程序会根据上一步获得的硬件信息选择一个解析。
（9）执行链表中带有“early-init”触发的的命令。
（10）遍历/sys文件夹，是内核产生设备添加事件（为了自动产生设备节点)。
（11）初始化属性系统，并导入初始化属性文件。
（12）从属性系统中得到ro.debuggable，若为1，則初始化keychord監聽。
（13）打开console,如果cmdline中沒有指定console则打开默认的/dev/console。
（14）读取/initlogo.rle（一张565 rle压缩的位图），如果成功则在/dev/graphics/fb0显示Logo,如果失败则将/dev/tty0设置为TEXT模式并打开/dev/tty0,输出文本“ANDROID”字样。
（15）判断cmdline 中的参数，并设置属性系统中的参数:
1、 如果bootmode为
-factory,设置ro.factorytest值为1
-factory2,设置ro.factorytest值为2
-其他的設ro.factorytest值为0
2、如果有serialno参数，则设置ro.serialno，否则为""
3、如果有bootmod参数，则设置ro.bootmod，否则为"unknown"
4、如果有baseband参数，则设置ro.baseband，否则为"unknown"
5、如果有carrier参数，则设置ro.carrier，否则为"unknown"
6、如果有bootloader参数，则设置ro.bootloader，否则为"unknown"
7、通过全局变量（前面从/proc/cpuinfo中提取的）设置ro.hardware和ro.version。
（16）执行所有触发标识为init的action。
（17）开始property服务，读取一些property文件，這一动作必須在前面那些ro.foo设置后做，以便/data/local.prop不能干预到他们。
- /system/build.prop
- /system/default.prop
- /data/local.prop
- 在读取默认的property后续取presistentpropertie，在/data/property中
（18）为sigchld handler创建信号机制。
（19）确认所有初始化工作完成：
device_fd(device init 完成)
property_set_fd(property server start 完成)
signal_recv_fd (信号机制建立)
（20） 执行所有触发标识为early-boot的action
（21） 执行所有触发标识为boot的action
（22）基于当前property状态，执行所有触发标识为property的action
（23）注册轮询事件:
-device_fd
-property_set_fd
-signal_recv_fd
-如果有keychord，則注册keychord_fd
（24）如果支持BOOTCHART,则初始化BOOTCHART
（25）进入主进程死循环:
- 重置轮询事件的接受状态，revents为0
- 查询action队列，并执行。
- 重启需要重启的服务
- 轮训注册的事件
-如果signal_recv_fd的revents为POLLIN，则得到一个信号，获取并处理
-如果device_fd的revents为POLLIN,调用handle_device_fd
-如果property_fd的revents为POLLIN,调用handle_property_set_fd
-如果keychord_fd的revents为POLLIN,调用handle_keychord
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