Android 设备的启动必须经历三个阶段:Boot LoaderLinux KernelAndroid 系统服务。严格来说,Android 系统实际是运行在 Linux 内核之上的一系列“服务进程”,而这些服务进程的“老祖宗”就是 init 进程。

android 进程服务器 android系统进程_linux

Boot Loader 是在操作系统内核运行之前的一段小程序。通过这段小程序,可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

init 进程是 Android 系统中用户空间的第一个进程,PID(进程号)为 1,是 Android 系统启动流程中一个关键的步骤,作为第一个进程,被赋予了很多极其重要的工作职责,它通过解析 init.rc 文件来构建出系统的初始运行状态,即Android 系统服务大多是在 init.rc 脚本文件中有描述并按照一定的条件启动。

android 进程服务器 android系统进程_java_02

init 进程启动做了很多工作,总的来说主要做了以下三件事:

  • 创建(mkdir)和挂载(mount)启动所需的文件目录;
  • 初始化和启动属性服务(property service);
  • 解析 init.rc 配置文件并启动 Zygote 进程;

init 进程是由多个源文件共同组成的,这些文件位于源码目录 system/core/init 中。

Linux 内核加载完成后,首先会在系统文件中寻找 init.rc 文件(/system/core/rootdir/init.rc),并启动 init 进程。Android 10init 进程的入口函数进行了调整,不再是之前的 /system/core/init/init.cppmain 函数,**而是换成了system/core/init/main.cppmain 函数,这样做的目的是把各个阶段的工作分离开,使得代码逻辑更加简明,**代码如下所示:

// /system/core/init/main.cpp
int main(int argc, char** argv) {
    #if __has_feature(address_sanitizer)
    __asan_set_error_report_callback(AsanReportCallback);
    #endif

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

    if (argc > 1) {
        if (!strcmp(argv[1], "subcontext")) {
            android::base::InitLogging(argv, &android::base::KernelLogger);
            const BuiltinFunctionMap function_map;

            return SubcontextMain(argc, argv, &function_map);
        }

        if (!strcmp(argv[1], "selinux_setup")) {
            return SetupSelinux(argv);
        }

        if (!strcmp(argv[1], "second_stage")) {
            return SecondStageMain(argc, argv);
        }
    }

    return FirstStageMain(argc, argv); // 1
}

第一阶段:创建和挂载启动所需要的文件目录

注释 1 处的代码是 init 进程的第一阶段,其实现在 first_state_init.cpp 文件中(/system/core/init/first_stage_init.cpp),代码如下所示:

// /system/core/init/first_stage_init.cpp
int FirstStageMain(int argc, char** argv) {
    if (REBOOT_BOOTLOADER_ON_PANIC) {
        InstallRebootSignalHandlers(); 
    }
 
    boot_clock::time_point start_time = boot_clock::now(); // 用于记录启动时间

    umask(0); // Clear the umask. 清理umask

    CHECKCALL(clearenv());
    CHECKCALL(setenv("PATH", _PATH_DEFPATH, 1));
    
    /*---------- 创建和挂载启动所需的文件目录 ----------*/
    CHECKCALL(mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755")); // 挂载 tmpfs 文件
    CHECKCALL(mkdir("/dev/pts", 0755));
    CHECKCALL(mkdir("/dev/socket", 0755));
    CHECKCALL(mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL)); // 挂载 devpts 文件系统

#define MAKE_STR(x) __STRING(x)
  
    CHECKCALL(mount("proc", "/proc", "proc", 0, "hidepid=2,gid=" MAKE_STR(AID_READPROC))); // 挂载 proc 文件系统
#undef MAKE_STR
    
    CHECKCALL(chmod("/proc/cmdline", 0440)); // 8.0 新增,收紧了 cmdline 目录的权限
    gid_t groups[] = {AID_READPROC}; // 8.0 新增,增加了个用户组
    CHECKCALL(setgroups(arraysize(groups), groups));
    CHECKCALL(mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL)); // 挂载的 sysfs 文件系统
    CHECKCALL(mount("selinuxfs", "/sys/fs/selinux", "selinuxfs", 0, NULL)); // 8.0 新增

    // 提前创建了 kmsg 设备节点文件,用于输出 log 信息
    CHECKCALL(mknod("/dev/kmsg", S_IFCHR | 0600, makedev(1, 11)));

    if constexpr (WORLD_WRITABLE_KMSG) {
        CHECKCALL(mknod("/dev/kmsg_debug", S_IFCHR | 0622, makedev(1, 11)));
    }

    CHECKCALL(mknod("/dev/random", S_IFCHR | 0666, makedev(1, 8)));
    CHECKCALL(mknod("/dev/urandom", S_IFCHR | 0666, makedev(1, 9)));

    CHECKCALL(mknod("/dev/ptmx", S_IFCHR | 0666, makedev(5, 2)));
    CHECKCALL(mknod("/dev/null", S_IFCHR | 0666, makedev(1, 3)));

    CHECKCALL(mount("tmpfs", "/mnt", "tmpfs", MS_NOEXEC | MS_NOSUID | MS_NODEV,
                    "mode=0755,uid=0,gid=1000"));

    CHECKCALL(mkdir("/mnt/vendor", 0755)); // 创建可供读写的 vendor 目录
    CHECKCALL(mkdir("/mnt/product", 0755)); // 创建可供读写的 product 目录

    CHECKCALL(mount("tmpfs", "/apex", "tmpfs", MS_NOEXEC | MS_NOSUID | MS_NODEV,
                    "mode=0755,uid=0,gid=0"));

    CHECKCALL(mount("tmpfs", "/debug_ramdisk", "tmpfs", MS_NOEXEC | MS_NOSUID | MS_NODEV,
                    "mode=0755,uid=0,gid=0"));
#undef CHECKCALL
    SetStdioToDevNull(argv);
	// 初始化 Kernel Log 系统,这样就可以从外界获取 Kernel 日志
    InitKernelLogging(argv); 
    ...
}

由上面代码可知, init 进程的第一个阶段主要是用来创建和挂载启动所需的文件目录,其中挂载了 tmpfsdevptsprocsysfsselinuxfs5 种文件系统,这些都是系统运行时目录,也就是说,只有在系统运行时才会存在,系统停止时会消失。

四类文件系统:

  • tmpfs:一种虚拟内存文件系统,它会将所有的文件存储在虚拟内存中,如果将 tmpfs 文件系统卸载后,那么其下的所有内容将不复存在。 tmpfs 既可以使用 RAM,也可以使用交换分区,会根据实际需要改变大小。tmpfs 的速度非常惊人,毕竟它是驻留在 RAM 中的,即使用了交换分区,性能仍然非常卓越。由于 tmpfs 是驻留在 RAM 的,因此它的内容是不持久的。断电后,tmpfs 的内容就消失了,这也是被称作 tmpfs 的根本原因;
  • devpts:为伪终端提供了一个标准接口,它的标准挂接点是 /dev/pts。只要 pty 的主复合设备 /dev/ptmx 被打开,就会在 /dev/pts 下动态的创建一个新的 pty 设备文件;
  • proc:一个非常重要的虚拟文件系统,它可以看作是内核内部数据结构的接口,通过它我们可以获得系统信息,同时也能够在运行时修改特定的内核参数;
  • sysfs:与 proc 文件系统类似,也是一个不占有任何磁盘空间的虚拟文件系统。它通常被挂接在 /sys 目录下。sysfs 文件系统是 Linux 2.6 内核引入的,它把连接在系统上的设备和总线组织成一个分级的文件,使得它们可以在用户空间存取;

第二阶段:初始化并启动属性服务

// system/core/init/init.cpp
int SecondStageMain(int argc, char** argv) {
    ...
    // 1 初始化属性服务
    property_init();
    ...
    // 创建 epoll 句柄
    Epoll epoll;
    if (auto result = epoll.Open(); !result) {
        PLOG(FATAL) << result.error();
    }
    // 2 创建 Handler 处理子进程的终止信号,如果子进程(Zygote)异常退出,init进程会调用该函数中设定的信号处理函数来进行处理 
    InstallSignalFdHandler(&epoll);

    property_load_boot_defaults(load_debug_prop);
    UmountDebugRamdisk();
    fs_mgr_vendor_overlay_mount_all();
    export_oem_lock_status();
    // 3 启动属性服务
    StartPropertyService(&epoll);
	...
}

在注释 1 处调用 property_init() 函数来对属性进行初始化,并在注释 3 处调用 StartPropertyService 函数启动属性服务。

在注释 2 处调用 InstallSignalFdHandler 函数用于设置子进程信号处理函数,主要是用来防止 init 进程的子进程成为僵尸进程。为了防止僵尸进程的出现,系统会在子进程暂停或者终止的时候发出 SIGCHLD 信号,而 InstallSignalFdHandler 函数是用来接收 SIGCHLD 信号的(其内部只处理进程终止的 SIGCHLD 信号)。

僵尸进程

僵尸进程与危害:在 UNIX/Linux 中,父进程使用 fork 创建子进程,在子进程终止后,如果无法通知到父进程,这时虽然子进程已经退出了,但是在系统进程表中还为它保留了一定的信息(比如进程号、退出状态、运行时间等),这个进程就被称为是僵尸进程。系统进程表是一项有限资源,如果系统进程表被僵尸进程耗尽的话,系统就可能无法创建新的进程了。

属性服务

Window 平台上有一个注册表管理器,注册表的内容采取键值对的形式来记录用户、软件的一些使用信息。即使系统或者软件重启,其还是能够根据之前注册表中的记录,进行相应的初始化工作。Android 也提供了类似的机制,叫做属性服务。

init 进程启动时会启动属性服务,并为其分配内存,用来存储这些属性,如果需要这些属性直接读取就可以了,init.cppmain 函数中与属性服务相关的代码有以下两行:

// /system/core/init/init.cpp
property_init();
StartPropertyService(&epoll);

这两行代码用来初始化属性服务配置并启动属性服务。

1 属性服务初始化与启动

property_init 函数的具体实现如下所示:

// /system/core/init/property_service.cpp
void property_init() {
    mkdir("/dev/__properties__", S_IRWXU | S_IXGRP | S_IXOTH);
    CreateSerializedPropertyInfo();
    if (__system_property_area_init()) {
        LOG(FATAL) << "Failed to initialize property area";
    }
    if (!property_info_area.LoadDefaultPath()) {
        LOG(FATAL) << "Failed to load serialized property info file";
    }
}

注释 1 处的 __system_property_area_init() 函数用来初始化属性内存区域。接下来看 StartPropertyService 函数的代码:

// /system/core/init/property_service.cpp
void StartPropertyService(Epoll* epoll) {
    selinux_callback cb;
    cb.func_audit = SelinuxAuditCallback;
    selinux_set_callback(SELINUX_CB_AUDIT, cb);

    property_set("ro.property_service.version", "2");

    property_set_fd = CreateSocket(PROP_SERVICE_NAME, SOCK_STREAM | SOCK_CLOEXEC | SOCK_NONBLOCK,
                                   false, 0666, 0, 0, nullptr); // 1
    if (property_set_fd == -1) {
        PLOG(FATAL) << "start_property_service socket creation failed";
    }

    listen(property_set_fd, 8); // 2

    if (auto result = epoll->RegisterHandler(property_set_fd, handle_property_set_fd); !result) { // 3
        PLOG(FATAL) << result.error();
    }
}

在注释 1 处创建非阻塞的 Socket。在注释 2 处调用 listen 函数对 property_set_fd 进行监听,这样创建的 Socket 就成为 server,也就是属性服务;listen 函数的的第二个参数设置为 8,意味着属性服务最多可以同时为 8 个试图设置属性的用户提供服务。注释 3 处的代码将 property_set_fd 放入了 epoll 中,用 epoll 来监听 property_set_fd:当 property_set_fd 中有数据到来时,init 进程将调用 RegisterHandler 进行处理。

Linux 新的内核中,epoll 用来替换 selectepollLinux 内核为处理大批量文件描述符而做了改进的 poll,是 Linux 下多路复用 I/O 接口 select/poll 的增强版本,它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统 CPU 利用率。epoll 内部用于保存时间的数据类型是红黑树,查找速度快,select 采用的数组保存信息,查找速度很慢,只有当等待少量文件描述符时,epollselect 的效率才会差不多。

2 服务处理客户端请求

从上面可以知道,属性服务接收到客户端的请求时,会调用 handle_property_set_fd 函数进行处理:

// /system/core/init/property_service.cpp
static void handle_property_set_fd() {
    switch (cmd) {
        case PROP_MSG_SETPROP: {
            char prop_name[PROP_NAME_MAX];
            char prop_value[PROP_VALUE_MAX];
			// 如果Socket读取不到属性数据则返回
            if (!socket.RecvChars(prop_name, PROP_NAME_MAX, &timeout_ms) ||
                !socket.RecvChars(prop_value, PROP_VALUE_MAX, &timeout_ms)) {
                PLOG(ERROR) << "sys_prop(PROP_MSG_SETPROP): error while reading name/value from the socket";
                return;
            }

            prop_name[PROP_NAME_MAX-1] = 0;
            prop_value[PROP_VALUE_MAX-1] = 0;

            const auto& cr = socket.cred();
            std::string error;
            uint32_t result =
                HandlePropertySet(prop_name, prop_value, socket.source_context(), cr, &error); // 1
            if (result != PROP_SUCCESS) {
                LOG(ERROR) << "Unable to set property '" << prop_name << "' to '" << prop_value
                    << "' from uid:" << cr.uid << " gid:" << cr.gid << " pid:" << cr.pid << ": "
                    << error;
            }

            break;
        }
        ...
    }

注释 1 处对 handle_property_set_fd 函数做了进一步的封装处理,如下所示:

// /system/core/init/property_service.cpp
uint32_t HandlePropertySet(const std::string& name, const std::string& value,
                           const std::string& source_context, const ucred& cr, std::string* error) {
    ...
	// 如果属性名称以 `ctl.` 开头,说明是控制属性
    if (StartsWith(name, "ctl.")) { // 1
        // 设置控制属性
        HandleControlMessage(name.c_str() + 4, value, cr.pid); // 2
        return PROP_SUCCESS;
    }

    // sys.powerctl is a special property that is used to make the device reboot.  We want to log
    // any process that sets this property to be able to accurately blame the cause of a shutdown.
    if (name == "sys.powerctl") {
        std::string cmdline_path = StringPrintf("proc/%d/cmdline", cr.pid);
        std::string process_cmdline;
        std::string process_log_string;
        if (ReadFileToString(cmdline_path, &process_cmdline)) {
            // Since cmdline is null deliminated, .c_str() conveniently gives us just the process
            // path.
            process_log_string = StringPrintf(" (%s)", process_cmdline.c_str());
        }
        LOG(INFO) << "Received sys.powerctl='" << value << "' from pid: " << cr.pid
            << process_log_string;
    }

    if (name == "selinux.restorecon_recursive") {
        return PropertySetAsync(name, value, RestoreconRecursiveAsync, error);
    }

    return PropertySet(name, value, error); // 3
}

系统属性分为两种类型,一种是普通属性,另一种是控制属性,控制属性用来执行一些命令,比如开机的动画就使用了这种属性。因此,HandlePropertySet 分为两个处理分之,一部分处理控制属性,另一部分用于处理普通属性,这里只分析普通属性。如果注释 1 处的属性名称以 ctl. 开头,说明是控制属性,如果客户端权限满足,则会调用 HandleControlMessage 函数来修改控制属性。如果是普通属性,则会在客户端权限妈祖的条件下调用注释 3 处的 PropertySet 来对普通属性进行修改,如下所示:

// /system/core/init/property_service.cpp
static uint32_t PropertySet(const std::string& name, const std::string& value, std::string* error) {
    size_t valuelen = value.size();
	// 判断是否合法
    if (!IsLegalPropertyName(name)) {
        *error = "Illegal property name";
        return PROP_ERROR_INVALID_NAME;
    }

    ...
	// 从属性存储空间查找该属性
    prop_info* pi = (prop_info*) __system_property_find(name.c_str()); // 1
    // 如果属性存在
    if (pi != nullptr) {
        // ro.* properties are actually "write-once". 如果属性名称以"ro."开头,则表示只读,不能修改,直接返回
        if (StartsWith(name, "ro.")) {
            *error = "Read-only property was already set";
            return PROP_ERROR_READ_ONLY_PROPERTY;
        }
		// 如果属性存在,就更新属性值
        __system_property_update(pi, value.c_str(), valuelen);
    } else {
        int rc = __system_property_add(name.c_str(), name.size(), value.c_str(), valuelen);
        if (rc < 0) {
            *error = "__system_property_add failed";
            return PROP_ERROR_SET_FAILED;
        }
    }

    // Don't write properties to disk until after we have read all default
    // properties to prevent them from being overwritten by default values.
    // 属性名称以"persist."开头的处理部分
    if (persistent_properties_loaded && StartsWith(name, "persist.")) {
        WritePersistentProperty(name, value);
    }
    property_changed(name, value);
    return PROP_SUCCESS;
}

PropertySet 函数主要对普通属性进行修改,首先要判断该属性是否合法,如果合法就在注释 1 处从属性存储空间中查找该属性,如果属性存在,就更新属性值,否则就添加该属性。另外,还对名称以 ro. persist. 开头的属性进行了相应的处理。

第三阶段:解析 init.rc 配置文件

// /system/core/init/init.cpp
static void LoadBootScripts(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {
    Parser parser = CreateParser(action_manager, service_list);

    std::string bootscript = GetProperty("ro.boot.init_rc", "");
    if (bootscript.empty()) {
        parser.ParseConfig("/init.rc");
        if (!parser.ParseConfig("/system/etc/init")) {
            late_import_paths.emplace_back("/system/etc/init");
        }
        if (!parser.ParseConfig("/product/etc/init")) {
            late_import_paths.emplace_back("/product/etc/init");
        }
        if (!parser.ParseConfig("/product_services/etc/init")) {
            late_import_paths.emplace_back("/product_services/etc/init");
        }
        if (!parser.ParseConfig("/odm/etc/init")) {
            late_import_paths.emplace_back("/odm/etc/init");
        }
        if (!parser.ParseConfig("/vendor/etc/init")) {
            late_import_paths.emplace_back("/vendor/etc/init");
        }
    } else {
        parser.ParseConfig(bootscript);
    }
}

init.rc 是一个非常重要的配置文件,它是由 Android 初始化语言(Android Init Language) 编写的脚本,这种语言主要包含 5 种类型语句:Action(行为)Command(命令)Service(服务)Option(选项)Import(引入)

android 进程服务器 android系统进程_linux_03

init.rc 文件大致分为两大部分,一部分是以 on 关键字开头的“动作列表”(action list),另一部分是以 service 关键字开头的“服务列表”(service list)。

动作列表用于创建所需目录以及为某些特定文件指定权限,服务列表用来记录 init 进程需要启动的一些子进程。 如下所示:

// /system/core/rootdir/init.rc
on init
    sysclktz 0
    copy /proc/cmdline /dev/urandom
    copy /system/etc/prop.default /dev/urandom
    ...
on boot
    # basic network init
    ifup lo
    hostname localhost
    domainname localdomain
    ...

on initon bootAction 类型的语句,它的格式如下所示:

on <triggger> [&& <trigger>]*  // 设置触发器
   <command>
   <command>  // 动作触发之后要执行的命令

对于如何创建 Zygoet ,主要查看 Service 类型语句,它的格式如下所示:

service ueventd /system/bin/ueventd
    class core
    critical
    seclabel u:r:ueventd:s0
    shutdown critical

Service 类型的语句格式:

service <name> <pathname> [<argument>]* // <service的名字><执行程序路径><传递参数>
	<option>  // option 是 service 的修饰词,影响什么时候、如何启动 service
	<option>
	...

需要注意的是,在 Android 8.0 中对 init.rc 文件进行了拆分,每个服务对应一个 .rc 文件。Zygote 启动脚本在 init.zygoteXX.rc 中定义,以 init.zygote64.rc 为例:

// /system/core/rootdir/init.zygote64.rc
service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    priority -20
    user root
    group root readproc reserved_disk
    socket zygote stream 660 root system
    socket usap_pool_primary stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart audioserver
    onrestart restart cameraserver
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    onrestart restart wificond
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

根据 Service 类型语句的格式来分析上面代码的意思。Service 用于通知 init 进程创建名为 Zygote 的进程,这个进程的执行路径为 /system/bin/app_process64,后面的代码是要传给 app_process64 的参数。class main 指的是 Zygoteclassnamemain

解析 Service 类型语句

init.rc 中的 Action 类型语句和 Service 类型语句都有相应的类来进行解析,Action 类型语句采用 ActionParser 来进行解析,Service 类型语句采用 ServiceParser 来进行解析。因为这里主要分析 Zygote ,所以只介绍 ServiceParser

ServiceParser 的实现代码在 system/core/init/service.cpp 中。接下来查看 ServiceParser 是如何解析上面提到的 Service 类型的语句的,会用到两个函数:一个是 ParseSection,它会解析 Service.rc 文件,比如,上文讲到的 init.zygote64.rcParseSection 函数主要用来搭建 Service 的架子;另一个是 ParseLineSection,永远解析子项。代码如下所示:

// system/core/init/service.cpp
Result<Success> ServiceParser::ParseSection(std::vector<std::string>&& args,
                                            const std::string& filename, int line) {
    if (args.size() < 3) { // 判断Service是否有name与可执行程序
        return Error() << "services must have a name and a program";
    }

    const std::string& name = args[1];
    if (!IsValidName(name)) { // 检查Service的name是否有效
        return Error() << "invalid service name '" << name << "'";
    }

    filename_ = filename;

    Subcontext* restart_action_subcontext = nullptr;
    if (subcontexts_) {
        for (auto& subcontext : *subcontexts_) {
            if (StartsWith(filename, subcontext.path_prefix())) {
                restart_action_subcontext = &subcontext;
                break;
            }
        }
    }

    std::vector<std::string> str_args(args.begin() + 2, args.end());

    if (SelinuxGetVendorAndroidVersion() <= __ANDROID_API_P__) {
        if (str_args[0] == "/sbin/watchdogd") {
            str_args[0] = "/system/bin/watchdogd";
        }
    }

    service_ = std::make_unique<Service>(name, restart_action_subcontext, str_args); // 1
    return Success();
}

Result<Success> ServiceParser::ParseLineSection(std::vector<std::string>&& args, int line) {
    return service_ ? service_->ParseLine(std::move(args)) : Success();
}

注释 1 处,根据参数构造出一个 Service 对象。在解析完数据后会调用 EndSection 函数:

// system/core/init/service.cpp
Result<Success> ServiceParser::EndSection() {
    if (service_) {
        Service* old_service = service_list_->FindService(service_->name());
        if (old_service) {
            if (!service_->is_override()) {
                return Error() << "ignored duplicate definition of service '" << service_->name()
                    << "'";
            }

            if (StartsWith(filename_, "/apex/") && !old_service->is_updatable()) {
                return Error() << "cannot update a non-updatable service '" << service_->name()
                    << "' with a config in APEX";
            }

            service_list_->RemoveService(*old_service);
            old_service = nullptr;
        }

        service_list_->AddService(std::move(service_));
    }

    return Success();
}

EndSection 函数中回调用 ServiceManager.AddService 函数,以下是 AddService 函数:

// system/core/init/service.cpp
void ServiceList::AddService(std::unique_ptr<Service> service) {
    services_.emplace_back(std::move(service)); // 1
}

注释 1 处的代码将 Service 对象加入到 Service 链表中。Service 解析过程总体来讲就是根据参数创建出 Service 对象,然后根据选项域的内容填充 Service 对象,最后将 Service 对象加入 vector 类型的 Service 链表中。

第四阶段:启动 Zygote 进程

了解了 Service 解析过程后,接着就是 init 进程如何启动 Service,这里主要讲解启动 Zygote 这个 Service。在 Zygote 的启动脚本中,可以知道 Zygoteclassnamemain。在 init.rc 中有如下配置代码:

// /system/core/rootdir/init.rc
on nonencrypted
    class_start main // 1
    class_start late_start

其中,class_start 是一个 COMMAND,对应的函数是 do_class_start。注释 1 处启动那些 classnamemainServiceZygoteclassname 就是 main,因此,class_start main 是用来启动 Zygote 的,do_class_start 函数在 builtins.cpp 中定义,如下所示:

// /system/core/init/builtins.cpp
static Result<Success> do_class_start(const BuiltinArguments& args) {
    // Do not start a class if it has a property persist.dont_start_class.CLASS set to 1.
    if (android::base::GetBoolProperty("persist.init.dont_start_class." + args[1], false))
        return Success();
    // Starting a class does not start services which are explicitly disabled.
    // They must  be started individually.
    for (const auto& service : ServiceList::GetInstance()) { // 1
        if (service->classnames().count(args[1])) {
            if (auto result = service->StartIfNotDisabled(); !result) {
                LOG(ERROR) << "Could not start service '" << service->name()
                    << "' as part of class '" << args[1] << "': " << result.error();
            }
        }
    }
    return Success();
}

在注释 1 处会遍历 Service 链表,找到 classnamemainZygote ,并且执行 StartIfNotDisabled 函数,如下所示:

// /system/core/init/service.cpp
Result<Success> Service::StartIfNotDisabled() {
    if (!(flags_ & SVC_DISABLED)) { // 1
        return Start();
    } else {
        flags_ |= SVC_DISABLED_START;
    }
    return Success();
}

在注释 1 处,如果 Service 没有找到其对应的 .rc 文件中设置的 disable 选项,则会调用 Start() 函数启动该 ServiceZygote 对应的 init.zygote64.rc 中并没有设置 disabled 选项,因此接着查看 Start() 函数:

// /system/core/init/service.cpp
Result<Success> Service::Start() {
    ...
    flags_ &= (~(SVC_DISABLED|SVC_RESTARTING|SVC_RESET|SVC_RESTART|SVC_DISABLED_START));
    // 如果Service已经运行,则不启动
    if (flags_ & SVC_RUNNING) { 
        if ((flags_ & SVC_ONESHOT) && disabled) {
            flags_ |= SVC_RESTART;
        }
        // It is not an error to try to start a service that is already running.
        return Success();
    }
    ...
    // 判断需要启动的Service的对应的执行文件是否存在,不存在则不启动该Service
    struct stat sb;
    if (stat(args_[0].c_str(), &sb) == -1) {
        flags_ |= SVC_DISABLED;
        return ErrnoError() << "Cannot find '" << args_[0] << "'";
    }
    ...
    // 如果子进程没有启动,则调用fork函数创建子进程
    pid_t pid = -1; // 1
    if (namespace_flags_) {
        pid = clone(nullptr, nullptr, namespace_flags_ | SIGCHLD, nullptr);
    } else {
        pid = fork();
    }

    // 当前代码逻辑在子进程中运行
    if (pid == 0) { // 2
        umask(077);
		...
        if (!ExpandArgsAndExecv(args_, sigstop_)) {
            PLOG(ERROR) << "cannot execve('" << args_[0] << "')";
        }

        _exit(127);
    }
}
    
static bool ExpandArgsAndExecv(const std::vector<std::string>& args, bool sigstop) {
    std::vector<std::string> expanded_args;
    std::vector<char*> c_strings;

    expanded_args.resize(args.size());
    c_strings.push_back(const_cast<char*>(args[0].data()));
    for (std::size_t i = 1; i < args.size(); ++i) {
        if (!expand_props(args[i], &expanded_args[i])) {
            LOG(FATAL) << args[0] << ": cannot expand '" << args[i] << "'";
        }
        c_strings.push_back(expanded_args[i].data());
    }
    c_strings.push_back(nullptr);

    if (sigstop) {
        kill(getpid(), SIGSTOP);
    }

    // 调用execv函数,启动service子进程
    return execv(c_strings[0], c_strings.data()) == 0; // 3
}

首先判断 Service 是否已经运行,如果运行则不再启动,如果程序走到注释 1 处,说明子进程还没有被启动,就调用 fork() 函数创建子进程,并返回 pid 值,注释 2 处,如果 pid == 0,则说明当前代码的逻辑在子线程中运行。在注释 3 处调用 execv 函数,Service 子进程就会被启动,并且进入该 Servicemain 函数中。

如果该 ServiceZygoteZygote 的执行路径为 system/bin/app_process64,对应的文件为 app_main.cpp,这样就会进入 app_main.cppmain 函数,也就是在 Zygotemain 函数中,代码如下:

// frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
int main(int argc, char* const argv[])
{
    ...
    if (zygote) {
        runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote); // 1
    } 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.");
    }
}

注释 1 处的代码是调用 runtime.start 函数启动 Zygote,至此,Zygote 就启动了。