aosp启动流程3-SecondStageMain

Android aosp启动流程3-SecondStageMain

参考：
https://blog.csdn.net/pepsimaxin/article/details/107284563
https://www.it610.com/article/1304931662924124160.htm
https://www.cnblogs.com/pyjetson/p/14901076.html
https://juejin.cn/post/6844903946151002125
https://www.bilibili.com/read/cv9263357

前文：
http://www.gaohaiyan.com/4021.html
http://www.gaohaiyan.com/4030.html

%lineage%/system/core/init/init.cpp 约690行

SecondStageMain称为init的第二阶段。仍旧是Linux中的操作。代码还没有Android层的。
● 完成 SELinux 相关工作
● 启动属性服务
● 创建 epoll 句柄事件监听
● 装载子进程信号处理器
● 解析init.rc启动脚本，启动相关服务
● while (true)持续处理action、关机等事件。到这，运行中的系统就是这个死循环。

进入SecondStageMain有3种情景：
main –> FirstStageMain –>SetupSelinux–> SecondStageMain
main –> SetupSelinux–> SecondStageMain
main –> SecondStageMain

#include "init.h"
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/eventfd.h>
#include <sys/mount.h>
#include <sys/signalfd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#define _REALLY_INCLUDE_SYS__SYSTEM_PROPERTIES_H_
#include <sys/_system_properties.h>
#include <functional>
#include <map>
#include <memory>
#include <mutex>
#include <optional>
#include <thread>
#include <vector>
#include <android-base/chrono_utils.h>
#include <android-base/file.h>
#include <android-base/logging.h>
#include <android-base/parseint.h>
#include <android-base/properties.h>
#include <android-base/stringprintf.h>
#include <android-base/strings.h>
#include <fs_avb/fs_avb.h>
#include <fs_mgr_vendor_overlay.h>
#include <keyutils.h>
#include <libavb/libavb.h>
#include <libgsi/libgsi.h>
#include <processgroup/processgroup.h>
#include <processgroup/setup.h>
#include <selinux/android.h>
#include "action_parser.h"
#include "builtins.h"
#include "epoll.h"
#include "first_stage_init.h"
#include "first_stage_mount.h"
#include "import_parser.h"
#include "keychords.h"
#include "lmkd_service.h"
#include "mount_handler.h"
#include "mount_namespace.h"
#include "property_service.h"
#include "proto_utils.h"
#include "reboot.h"
#include "reboot_utils.h"
#include "security.h"
#include "selabel.h"
#include "selinux.h"
#include "service.h"
#include "service_parser.h"
#include "sigchld_handler.h"
#include "subcontext.h"
#include "system/core/init/property_service.pb.h"
#include "util.h"

using namespace std::chrono_literals;
using namespace std::string_literals;

using android::base::boot_clock;
using android::base::ConsumePrefix;
using android::base::GetProperty;
using android::base::ReadFileToString;
using android::base::SetProperty;
using android::base::StringPrintf;
using android::base::Timer;
using android::base::Trim;
using android::fs_mgr::AvbHandle;

namespace android {
namespace init {

static int property_triggers_enabled = 0;
static int signal_fd = -1;
static int property_fd = -1;
struct PendingControlMessage {
    // 略
};
static std::mutex pending_control_messages_lock;
static std::queue<PendingControlMessage> pending_control_messages;
static int wake_main_thread_fd = -1;
static void InstallInitNotifier(Epoll* epoll) {
    // 略
}
static void WakeMainInitThread() { // 唤醒init进程
    // 略
}
static class PropWaiterState {
    // 略
} prop_waiter_state;
bool start_waiting_for_property(const char* name, const char* value) {
    return prop_waiter_state.StartWaiting(name, value);
}
void ResetWaitForProp() {
    prop_waiter_state.ResetWaitForProp();
}
static class ShutdownState {
  // 略
} shutdown_state;
void DumpState() {
    // 略
}
Parser CreateParser(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {
    // 略
}
Parser CreateServiceOnlyParser(ServiceList& service_list, bool from_apex) {
    // 略
}
static void LoadBootScripts(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {
    // 略
}
void PropertyChanged(const std::string& name, const std::string& value) {
    // 略
}
static std::optional<boot_clock::time_point> HandleProcessActions() {
    // 略
}
static Result<void> DoControlStart(Service* service) {
    return service->Start();
}
static Result<void> DoControlStop(Service* service) {
    service->Stop();
    return {};
}
static Result<void> DoControlRestart(Service* service) {
    // 略
}
enum class ControlTarget {
    // 略
};
using ControlMessageFunction = std::function<Result<void>(Service*)>;
static const std::map<std::string, ControlMessageFunction, std::less<>>& GetControlMessageMap() {
    // 略
}
static bool HandleControlMessage(std::string_view message, const std::string& name, pid_t from_pid) {
    // 略
}
bool QueueControlMessage(const std::string& message, const std::string& name, pid_t pid, int fd) {
    // 略
}
static void HandleControlMessages() {
    // 略
}
static Result<void> wait_for_coldboot_done_action(const BuiltinArguments& args) {
    // 略
}
static Result<void> SetupCgroupsAction(const BuiltinArguments&) {
    // 略
}
static void export_oem_lock_status() {
    // 略
}
static Result<void> property_enable_triggers_action(const BuiltinArguments& args) {
    // 略
}
static Result<void> queue_property_triggers_action(const BuiltinArguments& args) {
    // 略
}
static void SetUsbController() {
    // 略
}
static void HandleSigtermSignal(const signalfd_siginfo& siginfo) {
    // 略
}
static void HandleSignalFd() {
    // 略
}
static void UnblockSignals() {
    // 略
}
static void InstallSignalFdHandler(Epoll* epoll) {
    // 略
}
void HandleKeychord(const std::vector<int>& keycodes) {
    // 略
}
static void UmountDebugRamdisk() {
    // 略
}
static void MountExtraFilesystems() {
#define CHECKCALL(x) \
    // 略
#undef CHECKCALL
}
static void RecordStageBoottimes(const boot_clock::time_point& second_stage_start_time) {
    // 略
}
void SendLoadPersistentPropertiesMessage() {
    // 略
}

// 入口
int SecondStageMain(int argc, char** argv) {
    if (REBOOT_BOOTLOADER_ON_PANIC) {
        InstallRebootSignalHandlers();
    }

    boot_clock::time_point start_time = boot_clock::now();

    // 约219行。关机回调
    trigger_shutdown = [](const std::string& command) { shutdown_state.TriggerShutdown(command); };

    SetStdioToDevNull(argv); // 标准输入输出错误 => /dev/null
    InitKernelLogging(argv); // 内核log => /dev/kmsg
    LOG(INFO) << "init second stage started!";

    // Init should not crash because of a dependence on any other process, therefore we ignore SIGPIPE and handle EPIPE at the call site directly.  
    // Note that setting a signal to SIG_IGN is inherited across exec, but custom signal handlers are not.  
    // Since we do not want to ignore SIGPIPE for child processes, we set a no-op function for the signal handler instead.
    // Init不应该因为依赖于任何其他进程而崩溃，因此我们忽略SIGPIPE，直接在调用站点处理EPIPE。
    // 请注意，将信号设置为SIG_IGN是跨exec继承的，但定制信号处理程序并非如此。
    // 由于我们不想忽略子进程的SIGPIPE，我们为信号处理程序设置了一个no-op函数。
    {
        struct sigaction action = {.sa_flags = SA_RESTART};
        action.sa_handler = [](int) {};
        sigaction(SIGPIPE, &action, nullptr); // 忽略SIGPIPE信号异常
    }

    // Set init and its forked children's oom_adj.设置init进程自己的oomadj值-1000，表示不能杀掉
    if (auto result = WriteFile("/proc/1/oom_score_adj", StringPrintf("%d", DEFAULT_OOM_SCORE_ADJUST));
        !result.ok()) {
        LOG(ERROR) << "Unable to write " << DEFAULT_OOM_SCORE_ADJUST
                   << " to /proc/1/oom_score_adj: " << result.error();
    }

    // Set up a session keyring that all processes will have access to. 
    // It will hold things like FBE encryption keys. 
    // No process should override its session keyring.
    // 初始化进程会话密钥，其中
    // KEYCTL_GET_KEYRING_ID：表示通过第二个参数的类型获取当前进程的密钥信息
    // KEY_SPEC_SESSION_KEYRING：表示获取当前进程的 SESSION_KEYRING
    // 1：表示如果获取不到就新建一个会话密钥环
    keyctl_get_keyring_ID(KEY_SPEC_SESSION_KEYRING, 1);

    // Indicate that booting is in progress to background fw loaders, etc.
    // 创建 /dev/.booting 文件，就是个标记，表示booting进行中
    close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT | O_CLOEXEC, 0000));

    // See if need to load debug props to allow adb root, when the device is unlocked.
    // 读取 INIT_FORCE_DEBUGGABLE，这个属性是在第1阶段设置的，也就是debug ramdisk setup成功。
    const char* force_debuggable_env = getenv("INIT_FORCE_DEBUGGABLE");
    bool load_debug_prop = false;
    if (force_debuggable_env && AvbHandle::IsDeviceUnlocked()) { // unlock是判断cmdline中androidboot.verifiedbootstate=orange
        load_debug_prop = "true"s == force_debuggable_env;
    }
    unsetenv("INIT_FORCE_DEBUGGABLE");

    // Umount the debug ramdisk so property service doesn't read .prop files from there, when it is not meant to.
    // 当Property不读取.prop文件时，卸载
    if (!load_debug_prop) {
        UmountDebugRamdisk(); // 约637行。卸载调试磁盘
    }

    // system/core/init/property_service.cpp
    PropertyInit(); //初始化Property子系统属性相关的东西，管理存储和获取Property属性。使用mmap共享内存，"/dev/__properties__/property_info"

    // Umount the debug ramdisk after property service has read the .prop files when it means to.
    // 当Property读取.prop文件后，卸载
    if (load_debug_prop) {
        UmountDebugRamdisk(); // 约637行。卸载调试磁盘
    }

    // Mount extra filesystems required during second stage init
    // 挂载apex和linkerconfig的文件系统，因为根目录是只读的，所以需要把apex和linkerconfig挂载到tmpfs才能创建文件夹
    MountExtraFilesystems(); // 约643行。

    // Now set up SELinux for second stage.为第二阶段配置SELinux
    SelinuxSetupKernelLogging();    // 注册回调，用来设置需要写入kmsg的selinux日志
    SelabelInitialize();            // 设置sehandle为selinux_android_set_sehandle
    SelinuxRestoreContext();        // 进行SELinux第二阶段并恢复一些文件安全上下文，因为这些文件是在SELinux安全机制初始化前创建的，所以需要重新恢复上下文

    Epoll epoll;  // 创建epoll实例，并返回epoll的文件描述符，实现init的一些事件监控。使用IO复用机制，即 event poll，是poll机制的升级版
    if (auto result = epoll.Open(); !result.ok()) {
        PLOG(FATAL) << result.error();
    }

    InstallSignalFdHandler(&epoll);     // 约574行。信号处理函数。监控子进程的SIGCHLD和SIGTERM信号，并在收到信号后通过HandleSignalFd函数处理
    InstallInitNotifier(&epoll);        // 约119行。用来唤醒init进程的
    // system/core/init/property_service.cpp 约1151行。
    StartPropertyService(&property_fd); // 启动属性服务。创建property_service有名socket，创建property_fd 无名socket（用来和init进程通信），以及propertyservice线程。当有设置property的请求，通过handle_property_set_fd去处理。

    // Make the time that init stages started available for bootstat to log. 使init开始的时间可供bootstat记录。 
    // 设置init，first_stage，selinux的ro.boottime属性
    RecordStageBoottimes(start_time); // 约657行

    // Set libavb version for Framework-only OTA match in Treble build.
    // 设置avb的版本号。INIT_AVB_VERSION 设置给ro.boot.avb_version
    if (const char* avb_version = getenv("INIT_AVB_VERSION"); avb_version != nullptr) {
        SetProperty("ro.boot.avb_version", avb_version);
    }
    unsetenv("INIT_AVB_VERSION");
    
    // system/core/fs_mgr/fs_mgr_vendor_overlay.cpp 约113行
    fs_mgr_vendor_overlay_mount_all(); // 根据ro.vndk.version 版本号，将/system/vendor_overlay/"和/product/vendor_overlay/挂载在vendor上
    export_oem_lock_status();          // 487行。如果设备不支持刷写解锁，应将 ro.oem_unlock_supported 设置为“0”；如果支持刷写解锁，应将其设置为“1”。
                                       // 如果设备支持刷写解锁（即 ro.oem_unlock_supported = 1），则引导加载程序应通过将内核命令行变量 androidboot.flash.locked
                                       //（或 /firmware/android/flash.locked DT 属性）设置为“1”（如果已锁定）或“0”（来指示锁定状态）如果已解锁。
    // system/core/init/mount_handler.cpp约115行
    MountHandler mount_handler(&epoll);// 监控/proc/mounts 节点，发生变化也就是有新分区mount的时候执行MountHandlerFunction函数
    SetUsbController();                // 约513行。读取/sys/class/udc目录的文件也就是USB设备控制器的节点，设置给属性sys.usb.controller，使USB主机端可以正常枚举到该USB设备

    const BuiltinFunctionMap& function_map = GetBuiltinFunctionMap();// 返回builtins的函数跳转表。可以根据函数的字符串简称，找到对应函数入口，去调用该函数
    Action::set_function_map(&function_map);                         // 初始化Action的function_map_ 为刚才的函数表，以便于后续执行Aciton 调用对应函数

    if (!SetupMountNamespaces()) {     // 设置mount namespace相关的东西，根目录下默认全部都是shared的。这个主要设置 ./ apex 分区的挂载信息权限。参考：https://cizixs.com/2017/08/29/linux-namespace/
        PLOG(FATAL) << "SetupMountNamespaces failed";
    }

    // system/core/init/subcontext.cpp 约332行
    InitializeSubcontext(); // 初始化subcontext模块。在androidP(9.0)引入的, 是为了完全隔离system和vendor。给vendor oem增加u:r:vendor_init:s0权限

    ActionManager& am = ActionManager::GetInstance(); // system/core/init/action_manager.cpp 创建ActionManager对象
    ServiceList& sm = ServiceList::GetInstance();     // system/core/init/service_list.cpp   创建ServiceList对象

    // 约273行
    LoadBootScripts(am, sm);//【重点】加载 system/core/rootdir/init.rc 文件，保存到actionmanager和servicelist中

    // Turning this on and letting the INFO logging be discarded adds 0.2s to Nexus 9 boot time, so it's disabled by default.
    if (false) DumpState();// 约247行。把解析并维护起来的Action service dump出来用去debug

    // Make the GSI status available before scripts start running. // gsi相关的
    auto is_running = android::gsi::IsGsiRunning() ? "1" : "0"; // system/gsid/libgsi.cpp约44行。GSI是google原生代码的镜像，一般用于VTS测试
    SetProperty(gsi::kGsiBootedProp, is_running);
    auto is_installed = android::gsi::IsGsiInstalled() ? "1" : "0";
    SetProperty(gsi::kGsiInstalledProp, is_installed);
    // 构建action，放到event_queue，等待执行函数
    am.QueueBuiltinAction(SetupCgroupsAction, "SetupCgroups");//在ActionManager的队列中依次加入Action和Trigger
    am.QueueBuiltinAction(SetKptrRestrictAction, "SetKptrRestrict");
    am.QueueBuiltinAction(TestPerfEventSelinuxAction, "TestPerfEventSelinux");
    am.QueueEventTrigger("early-init");  // 执行on early-init 内容，主要包括 start ueventd 等

    // 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(MixHwrngIntoLinuxRngAction, "MixHwrngIntoLinuxRng");
    am.QueueBuiltinAction(SetMmapRndBitsAction, "SetMmapRndBits");
    Keychords keychords;
    am.QueueBuiltinAction(
            [&epoll, &keychords](const BuiltinArguments& args) -> Result<void> {
                for (const auto& svc : ServiceList::GetInstance()) {
                    keychords.Register(svc->keycodes());
                }
                keychords.Start(&epoll, HandleKeychord);
                return {};
            },
            "KeychordInit");

    // Trigger all the boot actions to get us started.
    am.QueueEventTrigger("init");       // 【重点】执行on init 内容，主要包括 创建/挂载一些目录，以及symlink等

    // 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(MixHwrngIntoLinuxRngAction, "MixHwrngIntoLinuxRng");

    // Don't mount filesystems or start core system services in charger mode.
    std::string bootmode = GetProperty("ro.bootmode", "");
    if (bootmode == "charger") { // 充电时启动手机，会执行 on 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");

    // Restore prio before main loop
    setpriority(PRIO_PROCESS, 0, 0);
    while (true) { // 运行中的系统即这个死循环
        // By default, sleep until something happens.
        auto epoll_timeout = std::optional<std::chrono::milliseconds>{};
        // 关机相关
        auto shutdown_command = shutdown_state.CheckShutdown();
        if (shutdown_command) {
            HandlePowerctlMessage(*shutdown_command);
        }
        
        //当前没有事件需要处理时。初次默认false
        if (!(prop_waiter_state.MightBeWaiting() || Service::is_exec_service_running())) {
            am.ExecuteOneCommand(); // 【重点】am 队列中依次执行每个action中携带command对应的执行函数 
        }
        
        // system/core/init/reboot.cpp 约1058行
        if (!IsShuttingDown()) { // 服务重启相关
            auto next_process_action_time = HandleProcessActions(); // 约318行。重启死掉的子进程

            // If there's a process that needs restarting, wake up in time for that.
            if (next_process_action_time) {  // 决定timeout的时间，将影响while循环的间隔  
                epoll_timeout = std::chrono::ceil<std::chrono::milliseconds>(
                        *next_process_action_time - boot_clock::now());
                if (*epoll_timeout < 0ms) epoll_timeout = 0ms;
            }
        }

        // exec执行是要waiting的；persist属性的设置初始化，要等待
        if (!(prop_waiter_state.MightBeWaiting() || Service::is_exec_service_running())) {
            // If there's more work to do, wake up again immediately.
            if (am.HasMoreCommands()) epoll_timeout = 0ms;//有command等着处理的话，不等待
        }

        auto pending_functions = epoll.Wait(epoll_timeout); // 没有事件到来的话，最多阻塞epoll_timeout_ms时间  
        if (!pending_functions.ok()) {
            LOG(ERROR) << pending_functions.error(); // signal，mount_handle，notification唤醒，keycode相关，property_service，subcontext相关
        } else if (!pending_functions->empty()) {
            // We always reap children before responding to the other pending functions. 
            // This is to prevent a race where other daemons see that a service has exited and ask init to start it again via ctl.start before init has reaped it.
            // 有事件到来，执行对应处理函数。根据上文知道，epoll句柄（即epoll_fd）主要监听子进程结束，及其它进程设置系统属性的请求。
            ReapAnyOutstandingChildren(); // system/core/init/sigchld_handler.cpp 约109行
            for (const auto& function : *pending_functions) { // 执行epoll的functions
                (*function)();
            }
        }
        
        if (!IsShuttingDown()) {
            HandleControlMessages();  // 约442行。处理属性的control命令，ctl.开头的属性
            SetUsbController();       // 约513行。设置usb属性，sys.usb.controller，只需要设置一次
        }
    }

    return 0;
}

}  // namespace init
}  // namespace android

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#include "init.h"

#include <dirent.h>

#include <fcntl.h>

#include <pthread.h>

#include <signal.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/eventfd.h>

#include <sys/mount.h>

#include <sys/signalfd.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#define _REALLY_INCLUDE_SYS__SYSTEM_PROPERTIES_H_

#include <sys/_system_properties.h>

#include <functional>

#include <map>

#include <memory>

#include <mutex>

#include <optional>

#include <thread>

#include <vector>

#include <android-base/chrono_utils.h>

#include <android-base/file.h>

#include <android-base/logging.h>

#include <android-base/parseint.h>

#include <android-base/properties.h>

#include <android-base/stringprintf.h>

#include <android-base/strings.h>

#include <fs_avb/fs_avb.h>

#include <fs_mgr_vendor_overlay.h>

#include <keyutils.h>

#include <libavb/libavb.h>

#include <libgsi/libgsi.h>

#include <processgroup/processgroup.h>

#include <processgroup/setup.h>

#include <selinux/android.h>

#include "action_parser.h"

#include "builtins.h"

#include "epoll.h"

#include "first_stage_init.h"

#include "first_stage_mount.h"

#include "import_parser.h"

#include "keychords.h"

#include "lmkd_service.h"

#include "mount_handler.h"

#include "mount_namespace.h"

#include "property_service.h"

#include "proto_utils.h"

#include "reboot.h"

#include "reboot_utils.h"

#include "security.h"

#include "selabel.h"

#include "selinux.h"

#include "service.h"

#include "service_parser.h"

#include "sigchld_handler.h"

#include "subcontext.h"

#include "system/core/init/property_service.pb.h"

#include "util.h"

using namespace std::chrono_literals;

using namespace std::string_literals;

using android::base::boot_clock;

using android::base::ConsumePrefix;

using android::base::GetProperty;

using android::base::ReadFileToString;

using android::base::SetProperty;

using android::base::StringPrintf;

using android::base::Timer;

using android::base::Trim;

using android::fs_mgr::AvbHandle;

namespace android {

namespace init {

static int property_triggers_enabled = 0;

static int signal_fd = -1;

static int property_fd = -1;

struct PendingControlMessage {

// 略

};

static std::mutex pending_control_messages_lock;

static std::queue<PendingControlMessage> pending_control_messages;

static int wake_main_thread_fd = -1;

static void InstallInitNotifier(Epoll* epoll) {

// 略

}

static void WakeMainInitThread() { // 唤醒init进程

// 略

}

static class PropWaiterState {

// 略

} prop_waiter_state;

bool start_waiting_for_property(const char* name, const char* value) {

return prop_waiter_state.StartWaiting(name, value);

}

void ResetWaitForProp() {

prop_waiter_state.ResetWaitForProp();

}

static class ShutdownState {

// 略

} shutdown_state;

void DumpState() {

// 略

}

Parser CreateParser(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {

// 略

}

Parser CreateServiceOnlyParser(ServiceList& service_list, bool from_apex) {

// 略

}

static void LoadBootScripts(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {

// 略

}

void PropertyChanged(const std::string& name, const std::string& value) {

// 略

}

static std::optional<boot_clock::time_point> HandleProcessActions() {

// 略

}

static Result<void> DoControlStart(Service* service) {

return service->Start();

}

static Result<void> DoControlStop(Service* service) {

service->Stop();

return {};

}

static Result<void> DoControlRestart(Service* service) {

// 略

}

enum class ControlTarget {

// 略

};

using ControlMessageFunction = std::function<Result<void>(Service*)>;

static const std::map<std::string, ControlMessageFunction, std::less<>>& GetControlMessageMap() {

// 略

}

static bool HandleControlMessage(std::string_view message, const std::string& name, pid_t from_pid) {

// 略

}

bool QueueControlMessage(const std::string& message, const std::string& name, pid_t pid, int fd) {

// 略

}

static void HandleControlMessages() {

// 略

}

static Result<void> wait_for_coldboot_done_action(const BuiltinArguments& args) {

// 略

}

static Result<void> SetupCgroupsAction(const BuiltinArguments&) {

// 略

}

static void export_oem_lock_status() {

// 略

}

static Result<void> property_enable_triggers_action(const BuiltinArguments& args) {

// 略

}

static Result<void> queue_property_triggers_action(const BuiltinArguments& args) {

// 略

}

static void SetUsbController() {

// 略

}

static void HandleSigtermSignal(const signalfd_siginfo& siginfo) {

// 略

}

static void HandleSignalFd() {

// 略

}

static void UnblockSignals() {

// 略

}

static void InstallSignalFdHandler(Epoll* epoll) {

// 略

}

void HandleKeychord(const std::vector<int>& keycodes) {

// 略

}

static void UmountDebugRamdisk() {

// 略

}

static void MountExtraFilesystems() {

#define CHECKCALL(x) \

// 略

#undef CHECKCALL

}

static void RecordStageBoottimes(const boot_clock::time_point& second_stage_start_time) {

// 略

}

void SendLoadPersistentPropertiesMessage() {

// 略

}

// 入口

int SecondStageMain(int argc, char** argv) {

if (REBOOT_BOOTLOADER_ON_PANIC) {

InstallRebootSignalHandlers();

}

boot_clock::time_point start_time = boot_clock::now();

// 约219行。关机回调

trigger_shutdown = [](const std::string& command) { shutdown_state.TriggerShutdown(command); };

SetStdioToDevNull(argv); // 标准输入输出错误 => /dev/null

InitKernelLogging(argv); // 内核log => /dev/kmsg

LOG(INFO) << "init second stage started!";

// Init should not crash because of a dependence on any other process, therefore we ignore SIGPIPE and handle EPIPE at the call site directly.

// Note that setting a signal to SIG_IGN is inherited across exec, but custom signal handlers are not.

// Since we do not want to ignore SIGPIPE for child processes, we set a no-op function for the signal handler instead.

// Init不应该因为依赖于任何其他进程而崩溃，因此我们忽略SIGPIPE，直接在调用站点处理EPIPE。

// 请注意，将信号设置为SIG_IGN是跨exec继承的，但定制信号处理程序并非如此。

// 由于我们不想忽略子进程的SIGPIPE，我们为信号处理程序设置了一个no-op函数。

{

struct sigaction action = {.sa_flags = SA_RESTART};

action.sa_handler = [](int) {};

sigaction(SIGPIPE, &action, nullptr); // 忽略SIGPIPE信号异常

}

// Set init and its forked children's oom_adj.设置init进程自己的oomadj值-1000，表示不能杀掉

if (auto result = WriteFile("/proc/1/oom_score_adj", StringPrintf("%d", DEFAULT_OOM_SCORE_ADJUST));

!result.ok()) {

LOG(ERROR) << "Unable to write " << DEFAULT_OOM_SCORE_ADJUST

<< " to /proc/1/oom_score_adj: " << result.error();

}

// Set up a session keyring that all processes will have access to.

// It will hold things like FBE encryption keys.

// No process should override its session keyring.

// 初始化进程会话密钥，其中

// KEYCTL_GET_KEYRING_ID：表示通过第二个参数的类型获取当前进程的密钥信息

// KEY_SPEC_SESSION_KEYRING：表示获取当前进程的 SESSION_KEYRING

// 1：表示如果获取不到就新建一个会话密钥环

keyctl_get_keyring_ID(KEY_SPEC_SESSION_KEYRING, 1);

// Indicate that booting is in progress to background fw loaders, etc.

// 创建 /dev/.booting 文件，就是个标记，表示booting进行中

close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT | O_CLOEXEC, 0000));

// See if need to load debug props to allow adb root, when the device is unlocked.

// 读取 INIT_FORCE_DEBUGGABLE，这个属性是在第1阶段设置的，也就是debug ramdisk setup成功。

const char* force_debuggable_env = getenv("INIT_FORCE_DEBUGGABLE");

bool load_debug_prop = false;

if (force_debuggable_env && AvbHandle::IsDeviceUnlocked()) { // unlock是判断cmdline中androidboot.verifiedbootstate=orange

load_debug_prop = "true"s == force_debuggable_env;

}

unsetenv("INIT_FORCE_DEBUGGABLE");

// Umount the debug ramdisk so property service doesn't read .prop files from there, when it is not meant to.

// 当Property不读取.prop文件时，卸载

if (!load_debug_prop) {

UmountDebugRamdisk(); // 约637行。卸载调试磁盘

}

// system/core/init/property_service.cpp

PropertyInit(); //初始化Property子系统属性相关的东西，管理存储和获取Property属性。使用mmap共享内存，"/dev/__properties__/property_info"

// Umount the debug ramdisk after property service has read the .prop files when it means to.

// 当Property读取.prop文件后，卸载

if (load_debug_prop) {

UmountDebugRamdisk(); // 约637行。卸载调试磁盘

}

// Mount extra filesystems required during second stage init

// 挂载apex和linkerconfig的文件系统，因为根目录是只读的，所以需要把apex和linkerconfig挂载到tmpfs才能创建文件夹

MountExtraFilesystems(); // 约643行。

// Now set up SELinux for second stage.为第二阶段配置SELinux

SelinuxSetupKernelLogging(); // 注册回调，用来设置需要写入kmsg的selinux日志

SelabelInitialize(); // 设置sehandle为selinux_android_set_sehandle

SelinuxRestoreContext(); // 进行SELinux第二阶段并恢复一些文件安全上下文，因为这些文件是在SELinux安全机制初始化前创建的，所以需要重新恢复上下文

Epoll epoll; // 创建epoll实例，并返回epoll的文件描述符，实现init的一些事件监控。使用IO复用机制，即 event poll，是poll机制的升级版

if (auto result = epoll.Open(); !result.ok()) {

PLOG(FATAL) << result.error();

}

InstallSignalFdHandler(&epoll); // 约574行。信号处理函数。监控子进程的SIGCHLD和SIGTERM信号，并在收到信号后通过HandleSignalFd函数处理

InstallInitNotifier(&epoll); // 约119行。用来唤醒init进程的

// system/core/init/property_service.cpp 约1151行。

StartPropertyService(&property_fd); // 启动属性服务。创建property_service有名socket，创建property_fd 无名socket（用来和init进程通信），以及propertyservice线程。当有设置property的请求，通过handle_property_set_fd去处理。

// Make the time that init stages started available for bootstat to log. 使init开始的时间可供bootstat记录。

// 设置init，first_stage，selinux的ro.boottime属性

RecordStageBoottimes(start_time); // 约657行

// Set libavb version for Framework-only OTA match in Treble build.

// 设置avb的版本号。INIT_AVB_VERSION 设置给ro.boot.avb_version

if (const char* avb_version = getenv("INIT_AVB_VERSION"); avb_version != nullptr) {

SetProperty("ro.boot.avb_version", avb_version);

}

unsetenv("INIT_AVB_VERSION");

// system/core/fs_mgr/fs_mgr_vendor_overlay.cpp 约113行

fs_mgr_vendor_overlay_mount_all(); // 根据ro.vndk.version 版本号，将/system/vendor_overlay/"和/product/vendor_overlay/挂载在vendor上

export_oem_lock_status(); // 487行。如果设备不支持刷写解锁，应将 ro.oem_unlock_supported 设置为“0”；如果支持刷写解锁，应将其设置为“1”。

// 如果设备支持刷写解锁（即 ro.oem_unlock_supported = 1），则引导加载程序应通过将内核命令行变量 androidboot.flash.locked

//（或 /firmware/android/flash.locked DT 属性）设置为“1”（如果已锁定）或“0”（来指示锁定状态）如果已解锁。

// system/core/init/mount_handler.cpp约115行

MountHandler mount_handler(&epoll);// 监控/proc/mounts 节点，发生变化也就是有新分区mount的时候执行MountHandlerFunction函数

SetUsbController(); // 约513行。读取/sys/class/udc目录的文件也就是USB设备控制器的节点，设置给属性sys.usb.controller，使USB主机端可以正常枚举到该USB设备

const BuiltinFunctionMap& function_map = GetBuiltinFunctionMap();// 返回builtins的函数跳转表。可以根据函数的字符串简称，找到对应函数入口，去调用该函数

Action::set_function_map(&function_map); // 初始化Action的function_map_ 为刚才的函数表，以便于后续执行Aciton 调用对应函数

if (!SetupMountNamespaces()) { // 设置mount namespace相关的东西，根目录下默认全部都是shared的。这个主要设置 ./ apex 分区的挂载信息权限。参考：https://cizixs.com/2017/08/29/linux-namespace/

PLOG(FATAL) << "SetupMountNamespaces failed";

}

// system/core/init/subcontext.cpp 约332行

InitializeSubcontext(); // 初始化subcontext模块。在androidP(9.0)引入的, 是为了完全隔离system和vendor。给vendor oem增加u:r:vendor_init:s0权限

ActionManager& am = ActionManager::GetInstance(); // system/core/init/action_manager.cpp 创建ActionManager对象

ServiceList& sm = ServiceList::GetInstance(); // system/core/init/service_list.cpp 创建ServiceList对象

// 约273行

LoadBootScripts(am, sm);//【重点】加载 system/core/rootdir/init.rc 文件，保存到actionmanager和servicelist中

// Turning this on and letting the INFO logging be discarded adds 0.2s to Nexus 9 boot time, so it's disabled by default.

if (false) DumpState();// 约247行。把解析并维护起来的Action service dump出来用去debug

// Make the GSI status available before scripts start running. // gsi相关的

auto is_running = android::gsi::IsGsiRunning() ? "1" : "0"; // system/gsid/libgsi.cpp约44行。GSI是google原生代码的镜像，一般用于VTS测试

SetProperty(gsi::kGsiBootedProp, is_running);

auto is_installed = android::gsi::IsGsiInstalled() ? "1" : "0";

SetProperty(gsi::kGsiInstalledProp, is_installed);

// 构建action，放到event_queue，等待执行函数

am.QueueBuiltinAction(SetupCgroupsAction, "SetupCgroups");//在ActionManager的队列中依次加入Action和Trigger

am.QueueBuiltinAction(SetKptrRestrictAction, "SetKptrRestrict");

am.QueueBuiltinAction(TestPerfEventSelinuxAction, "TestPerfEventSelinux");

am.QueueEventTrigger("early-init"); // 执行on early-init 内容，主要包括 start ueventd 等

// 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(MixHwrngIntoLinuxRngAction, "MixHwrngIntoLinuxRng");

am.QueueBuiltinAction(SetMmapRndBitsAction, "SetMmapRndBits");

Keychords keychords;

am.QueueBuiltinAction(

[&epoll, &keychords](const BuiltinArguments& args) -> Result<void> {

for (const auto& svc : ServiceList::GetInstance()) {

keychords.Register(svc->keycodes());

}

keychords.Start(&epoll, HandleKeychord);

return {};

"KeychordInit");

// Trigger all the boot actions to get us started.

am.QueueEventTrigger("init"); // 【重点】执行on init 内容，主要包括创建/挂载一些目录，以及symlink等

// 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(MixHwrngIntoLinuxRngAction, "MixHwrngIntoLinuxRng");

// Don't mount filesystems or start core system services in charger mode.

std::string bootmode = GetProperty("ro.bootmode", "");

if (bootmode == "charger") { // 充电时启动手机，会执行 on 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");

// Restore prio before main loop

setpriority(PRIO_PROCESS, 0, 0);

while (true) { // 运行中的系统即这个死循环

// By default, sleep until something happens.

auto epoll_timeout = std::optional<std::chrono::milliseconds>{};

// 关机相关

auto shutdown_command = shutdown_state.CheckShutdown();

if (shutdown_command) {

HandlePowerctlMessage(*shutdown_command);

}

//当前没有事件需要处理时。初次默认false

if (!(prop_waiter_state.MightBeWaiting() || Service::is_exec_service_running())) {

am.ExecuteOneCommand(); // 【重点】am 队列中依次执行每个action中携带command对应的执行函数

}

// system/core/init/reboot.cpp 约1058行

if (!IsShuttingDown()) { // 服务重启相关

auto next_process_action_time = HandleProcessActions(); // 约318行。重启死掉的子进程

// If there's a process that needs restarting, wake up in time for that.

if (next_process_action_time) { // 决定timeout的时间，将影响while循环的间隔

epoll_timeout = std::chrono::ceil<std::chrono::milliseconds>(

*next_process_action_time - boot_clock::now());

if (*epoll_timeout < 0ms) epoll_timeout = 0ms;

}

// exec执行是要waiting的；persist属性的设置初始化，要等待

if (!(prop_waiter_state.MightBeWaiting() || Service::is_exec_service_running())) {

// If there's more work to do, wake up again immediately.

if (am.HasMoreCommands()) epoll_timeout = 0ms;//有command等着处理的话，不等待

}

auto pending_functions = epoll.Wait(epoll_timeout); // 没有事件到来的话，最多阻塞epoll_timeout_ms时间

if (!pending_functions.ok()) {

LOG(ERROR) << pending_functions.error(); // signal，mount_handle，notification唤醒，keycode相关，property_service，subcontext相关

} else if (!pending_functions->empty()) {

// We always reap children before responding to the other pending functions.

// This is to prevent a race where other daemons see that a service has exited and ask init to start it again via ctl.start before init has reaped it.

// 有事件到来，执行对应处理函数。根据上文知道，epoll句柄（即epoll_fd）主要监听子进程结束，及其它进程设置系统属性的请求。

ReapAnyOutstandingChildren(); // system/core/init/sigchld_handler.cpp 约109行

for (const auto& function : *pending_functions) { // 执行epoll的functions

(*function)();

}

if (!IsShuttingDown()) {

HandleControlMessages(); // 约442行。处理属性的control命令，ctl.开头的属性

SetUsbController(); // 约513行。设置usb属性，sys.usb.controller，只需要设置一次

}

return 0;

}

} // namespace init

} // namespace android

- end

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承接App定制、企业web站点、办公系统软件设计开发，外包项目，毕设