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Android的init过程：init.rc解析流程
这几天打算看下安卓的代码，看优秀的源码也是一种学习过程，看源码的过程就感觉到，安卓确实是深受linux内核的影响，不少数据结构的用法完全一致。花了一中午时间，研究了下init.rc解析过程，做个记录。
init.rc 文件并不是普通的配置文件，而是由一种被称为“Android初始化语言”（Android Init Language，这里简称为AIL）的脚本写成的文件。在了解init如何解析init.rc文件之前，先了解AIL非常必要，否则机械地分析 init.c及其相关文件的源代码毫无意义。
为了学习AIL，读者可以到自己Android手机的根目录寻找init.rc文件，最好下载到本地以便查看，如果有编译好的Android源代码， 在<Android源代码根目录>out/target/product/generic/root目录也可找到init.rc文件。
AIL由如下4部分组成。
1. 动作（Actions）
2. 命令（Commands）
3． 服务（Services）
4. 选项（Options）
这4部分都是面向行的代码，也就是说用回车换行符作为每一条语句的分隔符。而每一行的代码由多个符号（Tokens）表示。可以使用反斜杠转义符在 Token中插入空格。双引号可以将多个由空格分隔的Tokens合成一个Tokens。如果一行写不下，可以在行尾加上反斜杠，来连接下一行。也就是 说，可以用反斜杠将多行代码连接成一行代码。
AIL的注释与很多Shell脚本一行，以#开头。
AIL在编写时需要分成多个部分（Section），而每一部分的开头需要指定Actions或Services。也就是说，每一个Actions或 Services确定一个Section。而所有的Commands和Options只能属于最近定义的Section。如果Commands和 Options在第一个Section之前被定义，它们将被忽略。
Actions和Services的名称必须唯一。如果有两个或多个Action或Service拥有同样的名称，那么init在执行它们时将抛出错误，并忽略这些Action和Service。
下面来看看Actions、Services、Commands和Options分别应如何设置。
Actions的语法格式如下：
on <trigger> <command> <command> <command>
也就是说Actions是以关键字on开头的，然后跟一个触发器，接下来是若干命令。例如，下面就是一个标准的Action。
on boot
ifup lo
hostname localhost
domainname localdomain Services （服务）是一个程序，他在初始化时启动，并在退出时重启（可选）。Services （服务）的形式如下：
service <name> <pathname> [ <argument> ]*
<option>
<option>例如，下面是一个标准的Service用法
service servicemanager /system/bin/servicemanager
class core
user system
group system
critical
onrestart restart zygote
onrestart restart media
onrestart restart surfaceflinger
onrestart restart drm 现在接着分析一下init是如何解析init.rc的。现在打开system/core/init/init.c文件，找到main函数。在上一篇文章中 分析了main函数的前一部分（初始化属性、处理内核命令行等），现在找到init_parse_config_file函数，调用代码如下：
init_parse_config_file("/init.rc");
这个方法主要负责初始化和分析init.rc文件。init_parse_config_file函数在init_parser.c文件中实现，代码如下：
int init_parse_config_file(const char *fn)
{
char *data;
data = http://www.mamicode.com/read_file(fn, 0); >
读取文件read_file有个地方需要注意：它把init.rc内容读取到data指向的buffer当中，它会在buffer最后追加两个字符：\n和\0。并且在linux系统需要注意的是，每行的结束仅仅有一个字符\n。
static void parse_config(const char *fn, char *s)
{
struct parse_state state;
struct listnode import_list;
struct listnode *node;
char *args[INIT_PARSER_MAXARGS];
int nargs;
nargs = 0;
state.filename = fn;
state.line = 0;
state.ptr = s;
state.nexttoken = 0;
state.parse_line = parse_line_no_op;
list_init(&import_list);
state.priv = &import_list;
/* 开始获取每一个token，然后分析这些token，每一个token就是有空格、字表符和回车符分隔的字符串
*/
for (;;) {
/* next_token函数相当于词法分析器 */
switch (next_token(&state)) {
case T_EOF: /* init.rc文件分析完毕 */
state.parse_line(&state, 0, 0);
goto parser_done;
case T_NEWLINE: /* 分析每一行的命令 */
/* 下面的代码相当于语法分析器 */
state.line++;
if (nargs) {
int kw = lookup_keyword(args[0]);
if (kw_is(kw, SECTION)) {
state.parse_line(&state, 0, 0);
parse_new_section(&state, kw, nargs, args);
} else {
state.parse_line(&state, nargs, args);
}
nargs = 0;
}
break;
case T_TEXT: /* 处理每一个token */
if (nargs < INIT_PARSER_MAXARGS) {
args[nargs++] = state.text;
}
break;
}
}
parser_done:
/* 最后处理由import导入的初始化文件 */
list_for_each(node, &import_list) {
struct import *import = node_to_item(node, struct import, list);
int ret;
INFO("importing '%s'", import->filename);
/* 递归调用 */
ret = init_parse_config_file(import->filename);
if (ret)
ERROR("could not import file '%s' from '%s'\n",
import->filename, fn);
}
}
parse_config的代码比较复杂了，现在先说说该方法的基本处理流程。首先会调用list_init(&import_list)初始化一个链表，该链表用于存储通过import语句导入的初始化文件名。然后开始在for循环中分析init.rc文件中的每一行代码。最后init.rc分析完之后，就会进入parse_done部分，并递归调用init_parse_config_file方法分析通过import导入的初始化文件。for循环中调用next_token不断从init.rc文件中获取token，这里的token，就是一种编程语言的最小单位，也就是不可再分。例如，对于传统的编程语言的if、then等关键字、变量名等标识符都属于一个token。而对于init.rc文件来说，import、on以及触发器的参数值都是属于一个token。一个解析器要进行语法和词法的分析，词法分析就是在文件中找出一个个的token，也就是说，词法分析器的返回值是token，而语法分析器的输入就是词法分析器的输出。也就是说，语法分析器就需要分析一个个的token,而不是一个个的字符。词法分析器就是next_token,而语法分析器就是T_NEWLINE分支中的代码。下面我们来看看next_token是怎么获取一个个的token的。
int next_token(struct parse_state *state)
{
char *x = state->ptr;
char *s;
if (state->nexttoken) {
int t = state->nexttoken;
state->nexttoken = 0;
return t;
}
/* 在这里开始一个字符一个字符地分析 */
for (;;) {
switch (*x) {
case 0:
state->ptr = x;
return T_EOF;
case '\n':
x++;
state->ptr = x;
return T_NEWLINE;
case ' ':
case '\t':
case '\r':
x++;
continue;
case '#':
while (*x && (*x != '\n')) x++;
if (*x == '\n') {
state->ptr = x+1;
return T_NEWLINE;
} else {
state->ptr = x;
return T_EOF;
}
default:
goto text;
}
}
textdone:
state->ptr = x;
*s = 0;
return T_TEXT;
text:
state->text = s = x;
textresume:
for (;;) {
switch (*x) {
case 0:
goto textdone;
case ' ':
case '\t':
case '\r':
x++;
goto textdone;
case '\n':
state->nexttoken = T_NEWLINE;
x++;
goto textdone;
case '"':
x++;
for (;;) {
switch (*x) {
case 0:
/* unterminated quoted thing */
state->ptr = x;
return T_EOF;
case '"':
x++;
goto textresume;
default:
*s++ = *x++;
}
}
break;
case '\\':
x++;
switch (*x) {
case 0:
goto textdone;
case 'n':
*s++ = '\n';
break;
case 'r':
*s++ = '\r';
break;
case 't':
*s++ = '\t';
break;
case '\\':
*s++ = '\\';
break;
case '\r':
/* \ <cr> <lf> -> line continuation */
if (x[1] != '\n') {
x++;
continue;
}
case '\n':
/* \ <lf> -> line continuation */
state->line++;
x++;
/* eat any extra whitespace */
while((*x == ' ') || (*x == '\t')) x++;
continue;
default:
/* unknown escape -- just copy */
*s++ = *x++;
}
continue;
default:
*s++ = *x++;
}
}
return T_EOF;
} next_token的代码还是蛮多的，不过原理到很简单。就是逐一读取init.rc文件的字符，并将由空格、/t分隔的字符串挑出来，并通过state_text返回，并通过state->text返回。如果返回正常的token，next_token就返回T_TEXT。如果一行结束，就返回T_NEWLINE，并开始语法分析，特别注意：init初始化语言是基于行的，所以语言分析实际上就是分析init.rc的每一行，只是这些行已经被分解成一个个的token并保存在args数组当中。
现在回到parse_config函数，先看一下T_TEXT分支。该分支讲获得每一行的token都存储在args数组中。现在来看T_NEWLINE分支。该分支的代码涉及到一个state.parse_line函数指针，该函数指针指向的函数负责具体的分析工作。但我们发现，一看是该函数指针指向了一个空函数，实际上一开始该函数什么都不做。现在来回顾一下T_NEWLINE分支的完整代码
case T_NEWLINE:
state.line++;
if (nargs) {
int kw = lookup_keyword(args[0]);
if (kw_is(kw, SECTION)) {
state.parse_line(&state, 0, 0);
parse_new_section(&state, kw, nargs, args);
} else {
state.parse_line(&state, nargs, args);
}
nargs = 0;
}
break;上面的代码首先调用lookup_keyword搜索关键字，该方法的作用是判定当前行是否合法：也就是根据init初始化预定义的关键字查询，如果没有查到返回K_UNKNOWN。如果当前行合法，则会执行parse_new_section函数，该函数将为section和action设置处理函数。代码如下：void parse_new_section(struct parse_state *state, int kw,
int nargs, char **args)
{
printf("[ %s %s ]\n", args[0],
nargs > 1 ? args[1] : "");
switch(kw) {
case K_service: // 处理service
state->context = parse_service(state, nargs, args);
if (state->context) {
state->parse_line = parse_line_service;
return;
}
break;
case K_on: // 处理action
state->context = parse_action(state, nargs, args);
if (state->context) {
state->parse_line = parse_line_action;
return;
}
break;
case K_import: // 单独处理import导入的初始化文件。
parse_import(state, nargs, args);
break;
}
state->parse_line = parse_line_no_op;
} 我们拿case K_service举例：首先调用parse_service函数，该函数代码如下：
static void *parse_service(struct parse_state *state, int nargs, char **args)
{
struct service *svc;
if (nargs < 3) {
parse_error(state, "services must have a name and a program\n");
return 0;
}
if (!valid_name(args[1])) {
parse_error(state, "invalid service name '%s'\n", args[1]);
return 0;
}
svc = service_find_by_name(args[1]);
if (svc) {
parse_error(state, "ignored duplicate definition of service '%s'\n", args[1]);
return 0;
}
nargs -= 2;
svc = calloc(1, sizeof(*svc) + sizeof(char*) * nargs);
if (!svc) {
parse_error(state, "out of memory\n");
return 0;
}
svc->name = args[1];
svc->classname = "default";
memcpy(svc->args, args + 2, sizeof(char*) * nargs);
svc->args[nargs] = 0;
svc->nargs = nargs;
svc->onrestart.name = "onrestart";
list_init(&svc->onrestart.commands);
list_add_tail(&service_list, &svc->slist);
return svc;
}该函数先判定当前行参数个数，比如service daemon /system/bin/daemon，此时刚好满足条件，参数刚刚是三个，第一个是service关键字，第二个参数是服务名，第三个参数是服务所在的路径。然后调用service_find_by_name在serivce_list队列查找当前行的服务是否已经添加过队列，如果添加过即svc!=NULL,那么就报错；最后最重要的一点，填充svc结构体的内容，并将其添加到service_list双向链表当中。在填充结构体的内容的时候需要注意的点是：srv->args[]数组的内容，只保存参数，什么意思呢？举个例子，比如init.rc中有这么一行代码：service dumpstate /system/bin/dumpstate -s，那么刚进入到parse_service函数的时候，nargs=4。但是svc的args数组只需要保存/system/bin/dumpstate -s这两个参数就好了！！然后会重新设置state->parse_line，比如对于service的section解析来说，state->parse_line = parse_line_service；这样就会调用parse_line_service解析services的options。