概述
init是一個進程，確切的說，它是Linux系統中用戶空間的第一個進程。由于Android是基于Linux內核的，所以init也是Android系統中用戶空間的第一個進程。init的進程號是1。作為天字第一號進程，init有很多重要的工作：
以往的文章一上來就介紹init的源碼，但是我這里先從這兩個主要工作開始。搞清楚這兩個主要工作是如何實現的，我們再回頭來看init的源碼。
這篇文章主要是介紹init進程的屬性服務。
跟init屬性服務相關的源碼目錄如下：
system/core/init/ bionic/libc/bionic/ system/core/libcutils/
屬性服務
在windows平臺上有一個叫做注冊表的東西，它可以存儲一些類似key/value的鍵值對。一般而言，系統或者某些應用程序會把自己的一些屬性存儲在注冊表中，即使系統重啟或應用程序重啟，它還能根據之前在注冊表中設置的屬性值，進行相應的初始化工作。
Android系統也提供了類似的機制，稱之為屬性服務（property service）。應用程序可以通過這個服務查詢或者設置屬性。我們可以通過如下命令，獲取手機中屬性鍵值對。
adb shell getprop
例如紅米Note手機的屬性值如下：
[ro.product.device]: [lcsh92_wet_jb9][ro.product.locale.language]: [zh][ro.product.locale.region]: [CN][ro.product.manufacturer]: [Xiaomi]
在system/core/init/init.c文件的main函數中，跟屬性服務的相關代碼如下：
property_init();queue_builtin_action(property_service_init_action, "property_service_init");
接下來，我們分別看一下這兩處代碼的具體實現。
屬性服務初始化
創建存儲空間
首先，我們先來看一下property_init函數的源碼（/system/core/init/property_service.c）：
void property_init(void){ init_property_area();}
property_init函數中只是簡單的調用了init_property_area方法，接下來我們看一下這個方法的具體實現：
static int property_area_inited = 0;static workspace pa_workspace;static int init_property_area(void){ // 屬性空間是否已經初始化 if (property_area_inited) return -1; if (__system_property_area_init()) return -1; if (init_workspace(&pa_workspace, 0)) return -1; fcntl(pa_workspace.fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC); property_area_inited = 1; return 0;}從init_property_area函數，我們可以看出，函數首先判斷屬性內存區域是否已經初始化過，如果已經初始化，則返回-1。如果沒有初始化，我們接下來會發現有兩個關鍵函數__system_property_area_init和init_workspace應該是跟內存區域初始化相關。那我們分別分析一下這兩個函數具體實現。
__system_property_area_init__system_property_area_init函數位于/bionic/libc/bionic/system_properties.c文件中，具體代碼實現如下：struct prop_area { unsigned bytes_used; unsigned volatile serial; unsigned magic; unsigned version; unsigned reserved[28]; char data[0];};typedef struct prop_area prop_area;prop_area *__system_property_area__ = NULL;#define PROP_FILENAME "/dev/__properties__"static char property_filename[PATH_MAX] = PROP_FILENAME; #define PA_SIZE (128 * 1024)static int map_prop_area_rw(){ prop_area *pa; int fd; int ret; /** * O_RDWR ==> 讀寫 * O_CREAT ==> 若不存在，則創建 * O_NOFOLLOW ==> 如果filename是軟鏈接，則打開失敗 * O_EXCL ==> 如果使用O_CREAT是文件存在，則可返回錯誤信息 */ fd = open(property_filename, O_RDWR | O_CREAT | O_NOFOLLOW | O_CLOEXEC | O_EXCL, 0444); if (fd < 0) { if (errno == EACCES) { abort(); } return -1; } ret = fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC); if (ret < 0) goto out; if (ftruncate(fd, PA_SIZE) < 0) goto out; pa_size = PA_SIZE; pa_data_size = pa_size - sizeof(prop_area); compat_mode = false; // mmap映射文件實現共享內存 pa = mmap(NULL, pa_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); if (pa == MAP_FAILED) goto out; /*初始化內存地址中所有值為0*/ memset(pa, 0, pa_size); pa->magic = PROP_AREA_MAGIC; pa->version = PROP_AREA_VERSION; pa->bytes_used = sizeof(prop_bt); __system_property_area__ = pa; close(fd); return 0;out: close(fd); return -1;}int __system_property_area_init(){ return map_prop_area_rw();}
代碼比較好理解，主要內容是利用mmap映射property_filename創建了一個共享內存區域，并將共享內存的首地址賦值給全局變量__system_property_area__。
關于mmap映射文件實現共享內存IPC通信機制，可以參考這篇文章：mmap實現IPC通信機制
init_workspace
接下來，我們來看一下init_workspace函數的源碼（/system/core/init/property_service.c）：
typedef struct { void *data; size_t size; int fd;}workspace;static int init_workspace(workspace *w, size_t size){ void *data; int fd = open(PROP_FILENAME, O_RDONLY | O_NOFOLLOW); if (fd < 0) return -1; w->size = size; w->fd = fd; return 0;}客戶端進程訪問屬性內存區域
雖然屬性內存區域是init進程創建的，但是Android系統希望其他進程也能夠讀取這塊內存區域里的內容。為了做到這一點，init進程在屬性區域初始化過程中做了如下兩項工作：
把屬性內存區域創建在共享內存上，而共享內存是可以跨進程的。這一點，在上述代碼中是通過mmap映射/dev/__properties__文件實現的。pa_workspace變量中的fd成員也保存了映射文件的句柄。
如何讓其他進程知道這個共享內存句柄呢？Android先將文件映射句柄賦值給__system_property_area__變量，這個變量屬于bionic_lic庫中的輸出的一個變量，然后利用了gcc的constructor屬性，這個屬性指明了一個__lib_prenit函數，當bionic_lic庫被加載時，將自動調用__libc_prenit，這個函數內部完成共享內存到本地進程的映射工作。
只講原理是不行的，我們直接來看一下__lib_prenit函數代碼的相關實現：
void __attribute__((constructor)) __libc_prenit(void);void __libc_prenit(void){ // ... __libc_init_common(elfdata); // 調用這個函數 // ...}__libc_init_common函數為：void __libc_init_common(uintptr_t *elfdata){ // ... __system_properties_init(); // 初始化客戶端的屬性存儲區域} __system_properties_init函數有回到了我們熟悉的/bionic/libc/bionic/system_properties.c文件：static int get_fd_from_env(void){ char *env = getenv("ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE"); if (! env) { return -1; } return atoi(env);}static int map_prop_area(){ bool formFile = true; int result = -1; int fd; int ret; fd = open(property_filename, O_RDONLY | O_NOFOLLOW | O_CLOEXEC); if (fd >= 0) { /* For old kernels that don't support O_CLOEXEC */ ret = fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC); if (ret < 0) goto cleanup; } if ((fd < 0) && (error == ENOENT)) { fd = get_fd_from_env(); fromFile = false; } if (fd < 0) { return -1; } struct stat fd_stat; if (fstat(fd, &fd_stat) < 0) { goto cleanup; } if ((fd_stat.st_uid != 0) || (fd_stat.st_gid != 0) || (fd_stat.st_mode & (S_IWGRP | S_IWOTH) != 0) || (fd_stat.st_size < sizeof(prop_area))) { goto cleanup; } pa_size = fd_stat.st_size; pa_data_size = pa_size - sizeof(prop_area); /* * 映射init創建的屬性內存到本地進程空間，這樣本地進程就可以使用這塊共享內存了。 * 注意：映射時制定了PROT_READ屬性，所以客戶端進程只能讀屬性，不能設置屬性。 */ prop_area *pa = mmap(NULL, pa_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); if (pa == MAP_FAILED) { goto cleanup; } if ((pa->magic != PROP_AREA_MAGIC) || (pa->version != PROP_AREA_VERSION && pa->version != PROP_AREA_VERSION_COMPAT)) { munmap(pa, pa_size); goto cleanup; } if (pa->version == PROP_AREA_VERSION_COMPAT) { compat_mode = true; } result = 0; __system_property_area__ = pa;cleanup: if (fromFile) { close(fd); } return result;}int __system_properties_init(){ return map_prop_area();}
通過對源碼的閱讀，可以發現，客戶端通過mmap映射，可以讀取屬性內存的內容，但是沒有權限設置屬性。那客戶端是如何設置屬性的呢？這就涉及到下面要將的屬性服務器了。
屬性服務器的分析
init進程會啟動一個屬性服務器，而客戶端只能通過與屬性服務器的交互來設置屬性。
啟動屬性服務器
先來看一下屬性服務器的內容，它由property_service_init_action函數啟動，源碼如下（/system/core/init/init.c&&property_service.c）：
static int property_service_init_action(int nargs, char **args){ start_property_service(); return 0;}static void load_override_properties(){#ifdef ALLOW_LOCAL_PROP_OVERRIDE char debuggable[PROP_VALUE_MAX]; int ret; ret = property_get("ro.debuggable", debuggable); if (ret && (strcmp(debuggable, "1") == 0)) { load_properties_from_file(PROP_PATH_LOCAL_OVERRIDE); }#endif}static void load_properties(char *data){ char *key, *value, *eol, *sol, *tmp; sol = data; while ((eol = strchr(sol, '/n'))) { key = sol; // 賦值下一行的指針給sol *eol ++ = 0; sol = eol; value = strchr(key, '='); if (value == 0) continue; *value++ = 0; while (isspace(*key)) key ++; if (*key == '#') continue; tmp = value - 2; while ((tmp > key) && isspace(*tmp)) *tmp-- = 0; while (isspace(*value)) value ++; tmp = eol - 2; while ((tmp > value) && isspace(*tmp)) *tmp-- = 0; property_set(key, value); }}int create_socket(const char *name, int type, mode_t perm, uid_t uid, gid_t gid){ struct sockaddr_un addr; int fd, ret; char *secon; fd = socket(PF_UNIX, type, 0); if (fd < 0) { ERROR("Failed to open socket '%s': %s/n", name, strerror(errno)); return -1; } memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sun_family = AF_UNIX; snprintf(addr.sun_path, sizeof(addr.sun_path), ANDROID_SOCKET_DIR"/%s", name); ret = unlink(addr.sun_path); if (ret != 0 && errno != ENOENT) { goto out_close; } ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); if (ret) { goto out_unlink; } chown(addr.sun_path, uid, gid); chmod(addr.sun_path, perm); return fd;out_unlink: unlink(addr.sun_path);out_close: close(fd); return -1;}#define PROP_PATH_SYSTEM_BUILD "/system/build.prop"#define PROP_PATH_SYSTEM_DEFAULT "/system/default.prop"#define PROP_PATH_LOCAL_OVERRIDE "/data/local.prop"#define PROP_PATH_FACTORY "/factory/factory.prop"void start_property_service(void){ int fd; load_properties_from_file(PROP_PATH_SYSTEM_BUILD); load_properties_from_file(PROP_PATH_SYSTEM_DEFAULT); load_override_properties(); /*Read persistent properties after all default values have been loaded.*/ load_persistent_properties(); fd = create_socket(PROP_SERVICE_NAME, SOCK_STREAM, 0666, 0, 0); if (fd < 0) return; fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC); fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK); listen(fd, 8); property_set_fd = fd;}
從上述代碼可以看到，init進程除了會預寫入指定文件（例如：system/build.prop）屬性外，還會創建一個UNIX Domain Socket，用于接受客戶端的請求，構建屬性。那這個socket請求是再哪里被處理的呢？
答案是：在init中的for循環處已經進行了相關處理。
服務端處理設置屬性請求
接收屬性設置請求的地方是在init進程中，相關代碼如下所示：
int main(int argc, char **argv){ // ...省略不相關代碼 for (;;) { // ... for (i = 0; i < fd_count; i ++) { if (ufds[i].fd == get_property_set_fd()) handle_property_set_fd(); } }}從上述代碼可以看出，當屬性服務器收到客戶端請求時，init進程會調用handle_property_set_fd函數進行處理，函數位置是：system/core/init/property_service.c，我們來看一下這個函數的實現源碼：
void handle_property_set_fd(){ prop_msg msg; int s; int r; int res; struct ucred cr; struct sockaddr_un addr; socklen_t addr_size = sizeof(addr); socklen_t cr_size = sizeof(cr); char *source_ctx = NULL; // 接收TCP連接 if ((s = accept(property_set_fd, (struct sockaddr *) &addr, &addr_size)) < 0) { return; } // 接收客戶端請求數據 r = TEMP_FAILURE_RETRY(recv(s, &msg, sizeof(msg), 0)); if (r != sizeof(prop_msg)) { ERROR("sys_prop: mis-match msg size received: %d expected : %d errno: %d/n", r, sizeof(prop_msg), errno); close(s); return; } switch(msg.cmd) { case PROP_MSG_SETPROP: msg.name[PROP_NAME_MAX - 1] = 0; msg.value[PROP_VALUE_MAX - 1] = 0; if (memcmp(msg.name, "ctl.", 4) == 0) { close(s); if (check_control_perms(msg.value, cr.uid, cr.gid, source_ctx)) { handle_control_message((char*) msg.name + 4, (char*) msg.value); } else { ERROR("sys_prop: Unable to %s service ctl [%s] uid:%d gid:%d pid:%d/n", msg.name + 4, msg.value, cr.uid, cr.gid, cr.pid); } } else { if (check_perms(msg.name, cr.uid, cr.gid, source_ctx)) { property_set((char *) msg.name, (char*) msg.value); } close(s); } break; default: close(s); break; }}
當客戶端的權限滿足要求時，init就調用property_set進行相關處理。property_set源碼實現如下：
int property_set(const char *name, const char *value){ prop_info *pi; int ret; size_t namelen = strlen(name); size_t valuelen = strlen(value); if (! is_legal_property_name(name, namelen)) return -1; if (valuelen >= PROP_VALUE_MAX) return -1; // 從屬性空間中尋找是否已經存在該屬性值 pi = (prop_info*) __system_property_find(name); if (pi != 0) { // ro開頭的屬性被設置后，不允許再被修改 if (! strncmp(name, "ro.", 3)) return -1; __system_property_update(pi, value, valuelen); } else { ret = __system_property_add(name, namelen, value, valuelen); } // 有一些特殊的屬性需要特殊處理，例如net.和persist.開頭的屬性 if (strncmp("net.", name, strlen("net.")) == 0) { if (strcmp("net.change", name) == 0) { return 0; } property_set("net.change", name); } else if (persistent_properties_loaded && strncmp("persist.", name, strlen("persist.")) == 0) { write_persistent_property(name, value); } property_changed(name, value); return 0;}
屬性服務器端的工作基本到這里就完成了。最后，我們來看一下客戶端是如何發送設置屬性的socket請求。
客戶端發送請求
客戶端設置屬性時是調用了property_set(“sys.istest”, “true”)方法。從上述分析可知，該方法實現跟服務器端的property_set方法不同，該方法一定是發送了socket請求，該方法源碼位置為：/system/core/libcutils/properties.c：
int property_set(const char *key, const char *value){ return __system_property_set(key, value);}可以看到，property_set調用了__system_property_set方法，這個方法位于：/bionic/libc/bionic/system_properties.c文件中：
struct prop_msg{ unsigned cmd; char name[PROP_NAME_MAX]; char value[PROP_VALUE_MAX];};typedef struct prop_msg prop_msg;static int send_prop_msg(prop_msg *msg){ struct pollfd pollfds[1]; struct sockaddr_un addr; socklen_t alen; size_t namelen; int s; int r; int result = -1; s = socket(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); if (s < 0) { return result; } memset(&addr, 0, sizeof(addr)); namelen = strlen(property_service_socket); strlcpy(addr.sun_path, property_service_socket, sizeof(addr.sun_path)); addr.sun_family = AF_LOCAL; alen = namelen + offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + 1; if (TEMP_FAILURE_RETRY(connect(s, (struct sockaddr *) &addr, alen)) < 0) { close(s); return result; } r = TEMP_FAILURE_RETRY(send(s, msg, sizeof(prop_msg), 0)); close(s); return result;}int __system_property_set(const char *key, const char *value){ int err; prop_msg msg; if (key == 0) return -1; if (value == 0) value = ""; if (strlen(key) >= PROP_NAME_MAX) return -1; if (strlen(value) >= PROP_VALUE_MAX) return -1; memset(&msg, 0, sizeof(msg)); msg.cmd = PROP_MSG_SETPROP; strlcpy(msg.name, key, sizeof(msg.name)); strlcpy(msg.value, value, sizeof(msg.value)); err = send_prop_msg(&msg); if (err < 0) { return err; } return 0;}新聞熱點
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