Init 进程 (Android 中的第一个用户进程)

当我们按下电源键时，引导芯片会加载运行引导程序，引导程序又启动 Linux 内核，在 Linux内核加载完成后，第一件事就是要启动 init 进程。我们在Android中输入 ps -A | grep init ，就可以看到，init进程的PID为1 (pid=0，linux启动的第一个进程，swapper/idle进程；pid=1，init进程;pid=2，kthreadd进程)

Linux Kernel启动后,会调用init.cpp的main方法。 init进程的源码在/system/core/init/init.cpp （Android11 中 main函数被放在了/system/core/init/main.cpp)

通过阅读源码，我们可以发现init进程有两个阶段，分为 first-stage 和 second-stage

first-stage

源码位于/system/core/init/first_stage_init.cpp 主要功能不详细分析有兴趣的看Link

挂载及创建基本的文件系统，并设置合适的访问权限
关闭默认控制台输出，并初始化内核级log。
挂载 system、cache、data 等系统分区

second-stage

在 selinux 初始化完成后就立即重新执行main函数，进入第二阶段 second-stage，也就是将 init 进程从内核态转化为用户态执行。

对于second-stage，其也会做一些first-stage的一些工作，但是其主要做的是:初始化和启动属性服务，解析 init.rc 文件，并按顺序先后执行触发器： on early-init -> init -> late-init

低版本中直接通过init_parse_config_file("/init.rc"); 去对init.rc进行解析，高版本则通过LoadBootScripts去解析*.rc文件,其中就包括后面zygote进程的 init.zygote.rc

加载init.rc后又会导入init.zygotexx.rc

/system/etc/init/hw/init/init.{ro.zygote}.rc 是手机设备上的路径，和源码中的 system/core/rootdir/init.{ro.zygote}.rc是同一个文件。

init进程在解析完init.rc文件后，会依次执行触发器：on early-init -> init -> late-init。在late-init触发时，就会启动类 main 管理的服务，也就是会启动 zygote。

通过一个死循环，来保证init出来的程序的存活，所以我们如果在kill 一个 init的子进程的时候，会发现这个进程又复活了。

LoadBootScripts(am,sm),这个方法解析了一个init.rc文件，并将这些命令写到了am与sm中，在while循环里通过ExecuteOneCommand去执行这些命令

Zygote

Zygote是Java世界的创造者，Android中的所有Java进程都由Zygote进程fork而来。 Zygote本身也是由Linux系统中的init进程通过解析init.rc脚本启动的，Zygote本身其实就是app_process程序（system/bin/app_process）。

init.zygote32/64.rc（system/core/rootdir/init.zygote32/64.rc）

Service是一些在系统初始化时就启动或者退出时需要重启的程序。

其中Service用于通知init进程创建名zygote的进程，这个zygote进程执行程序的路径为/system/bin/app_process64，后面的则是要传给app_process64的参数。class main指的是zygote的class name为main。class时为服务设置类别，非常重要，设置之后，系统就可以批量启动或停止一类服务。

前文中提到了late-init触发时，就会启动类main管理的服务，我们来分析一下，zygote时如何启动的。

继续查看之前的init.rc文件 init.rc语法讲解

415 on late-init
416     trigger early-fs
......
442     # Now we can start zygote for devices with file based encryption
443     trigger zygote-start  //发了zygote-start事件后，就会启动zygote进程
......
810 # It is recommended to put unnecessary data/ initialization from post-fs-data
811 # to start-zygote in device's init.rc to unblock zygote start.
812 on zygote-start && property:ro.crypto.state=unencrypted
813     # A/B update verifier that marks a successful boot.
814     exec_start update_verifier_nonencrypted
815     start statsd  //// start对应的映射关系定义于system/core/init/builtins.cpp中
816     start netd
817     start zygote//// 调用start对应的处理函数，启动名为zygote的服务（传入前文init.zygote.rc中定义的参数）
818     start zygote_secondary
819 
820 on zygote-start && property:ro.crypto.state=unsupported
821     # A/B update verifier that marks a successful boot.
822     exec_start update_verifier_nonencrypted
823     start statsd
824     start netd
825     start zygote
826     start zygote_secondary
827 
828 on zygote-start && property:ro.crypto.state=encrypted && property:ro.crypto.type=file
829     # A/B update verifier that marks a successful boot.
830     exec_start update_verifier_nonencrypted
831     start statsd
832     start netd
833     start zygote
834     start zygote_secondary

start 命令对应的执行函数是do_start, ///system/core/init/builtins.cpp

1330  const BuiltinFunctionMap& GetBuiltinFunctionMap() {
1331      constexpr std::size_t kMax = std::numeric_limits<std::size_t>::max();
1332      // clang-format off
1333      static const BuiltinFunctionMap builtin_functions = {
.......
1382          {"start",                   {1,     1,    {false,  do_start}}},
.......
1393      };
1394      // clang-format on
1395      return builtin_functions;
1396  }

do_start函数

758  static Result<void> do_start(const BuiltinArguments& args) {
759      Service* svc = ServiceList::GetInstance().FindService(args[1]); //// 找到service 的名称找到服务
760      if (!svc) return Error() << "service " << args[1] << " not found";
761      if (auto result = svc->Start(); !result.ok()) { //调用Start函数去调用此函数
762          return ErrorIgnoreEnoent() << "Could not start service: " << result.error();
763      }
764      return {};
765  }

Start函数

392  Result<void> Service::Start() {
......
488      if (namespaces_.flags) {
489          pid = clone(nullptr, nullptr, namespaces_.flags | SIGCHLD, nullptr);
490      } else {
491          pid = fork();//通过fork函数创建zygote子进程
492      }
493  
494      if (pid == 0) {
495          umask(077);
......
522          if (!ExpandArgsAndExecv(args_, sigstop_)) {//ExpandArgsAndExecv最后也是调用execve执行子进程的代码
523              PLOG(ERROR) << "cannot execv('" << args_[0]
524                          << "'). See the 'Debugging init' section of init's README.md for tips";
525          }
526  
527          _exit(127);
528      }

Start方法中调用 fork() 创建子进程，调用 ExpandArgsAndExecv 通过最终调用 execv 执行system/bin/app_process，这样就会进入frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp的main函数

app_main.cpp (frameworks\base\cmds\app_process\app_main.cpp)

#if defined(__LP64__)
static const char ABI_LIST_PROPERTY[] = "ro.product.cpu.abilist64";
static const char ZYGOTE_NICE_NAME[] = "zygote64";
#else
static const char ABI_LIST_PROPERTY[] = "ro.product.cpu.abilist32";
static const char ZYGOTE_NICE_NAME[] = "zygote";
.........
int main(int argc, char* const argv[])
{
......
    ++i;  // Skip unused "parent dir" argument.
    while (i < argc) {
        const char* arg = argv[i++];
        if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {
            zygote = true;   //注意此处设置为true
            niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;
        } else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {
            startSystemServer = true;
        } else if (strcmp(arg, "--application") == 0) {
            application = true;
        } else if (strncmp(arg, "--nice-name=", 12) == 0) {
            niceName.setTo(arg + 12);
        } else if (strncmp(arg, "--", 2) != 0) {
            className.setTo(arg);
            break;
        } else {
            --i;
            break;
        }
    }
.........
    if (zygote) {
        runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote);//runtime.start 来启动 zygote
    } else if (className) {
        runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit", args, zygote);
    } else {
        fprintf(stderr, "Error: no class name or --zygote supplied.\n");
        app_usage();
        LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: no class name or --zygote supplied.");
    }
}

frameworks\base\core\jni\AndroidRuntime.cpp

ZygoteInit.java (frameworks\base\core\java\com\android\internal\os\ZygoteInit.java)

提前加载类、资源、共享库

查看main函数

提前加载资源、系统类、共享库

读取 preloaded-classes中的类，然后forName去加载系统类，在zygote中加载系统类，这样它的子进程也能访问这些系统类。

创建zygote Socket

循环监听来自 AMS 的请求,即请求开启新的APP进程

创建system_server

会去请求fork一个system server 进程 /frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java 创建AMS PMS 两个对象

servicemanager

由init 启动，servicemanager用于管理AMS、PMS...... init.rc frameworks\native\cmds\servicemanager\servicemanager.rc

应用启动

简要介绍一下PMS 与AMS PMS 开机之后会遍历data/app 下目录，找到apk文件，然后解压apk，通过dom解析，最后找到包含Launcher的对应的Activity，然后存放在Package缓存里,最后mPackages集合中 ArrayMap AMS 加载Activity并且管理 Activity 当我们要启动一个APP的时候，需要加载Activity，此时还需要PMS提供对应的信息。

当我们平时使用startActivity去启动其他应用时，startActivity会通过Binder传递包名等消息(intent)给AMS。

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【Android】Android的启动流程