OpenHarmony-1.启动流程

news2025/1/2 7:03:30
  • OpenHarmony启动流程

1.kernel的启动

流程图如下所示：
在这里插入图片描述  OpenHarmony(简称OH)的标准系统的底层系统是linux，所以调用如下代码：

linux-5.10/init/main.c:
noinline void __ref rest_init(void)
{
	struct task_struct *tsk;
	int pid;

	rcu_scheduler_starting();
	/*
	 * We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
	 * the init task will end up wanting to create kthreads, which, if
	 * we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
	 */
	pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
	...
}
static int __ref kernel_init(void *unused)
{
    ...
	if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
	    !try_to_run_init_process("/etc/init") ||
	    !try_to_run_init_process("/bin/init") ||
	    !try_to_run_init_process("/bin/sh"))
		return 0;

	panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel. "
	      "See Linux Documentation/admin-guide/init.rst for guidance.");
}

  由于OH标准系统是基于kernel内核开发的，所以启动init进程，那么OH的init进程的入口为/base/startup/init/services/init/main.c中。

2.init 进程模块架构

在这里插入图片描述

  • 基础环境初始化：init 进程挂载 tmpfs 和 procfs，创建基本的 dev 设备节点，提供一个基本的根文件系统。

    • tmpfs：这是一个内存上的文件系统，用于存储临时数据，比如在启动期间创建的目录、缓存等。它不会持久化到磁盘，当系统重启时会自动清除。
    • procfs：这个文件系统提供内核运行时信息的接口，如进程列表、系统配置、硬件状态等。init进程通常会挂载procfs，以便在启动早期获取和管理这些信息。

  • 从/proc/cmdline中读取fstab分区表。

  • 热插拔事件监听：init 进程启动 ueventd 来监控内核中的设备热插拔事件，为新插入的 block 设备分区（如 system和 vendor 分区）创建相应的 dev 设备节点。当设备被插入或移除时，内核会通过 uevent（用户空间事件）机制发送消息给 ueventd。ueventd作为系统服务的一部分，负责监听这些netlink事件，并根据接收到的事件类型动态管理相应的设备节点。

  在OH中BUILD.gn用于编译构建模块的。

 base/startup/init/services/init/standard/BUILD.gn：
 15 init_common_sources = [
 16   "../init_capability.c",
 17   "../init_common_cmds.c",
 18   "../init_common_service.c",
 19   "../init_config.c",
 20   "../init_group_manager.c",
 21   "../init_service_file.c",
 22   "../init_service_manager.c",
 23   "../init_service_socket.c",
 24   "../main.c",
 25 ]

 33 ohos_executable("init") {
 34   sources = [
 35     "../adapter/init_adapter.c",
 36     "../standard/device.c",
 37     "../standard/fd_holder_service.c",
 38     "../standard/init.c",
 39     "../standard/init_cmdexecutor.c",
 40     "../standard/init_cmds.c",
 41     "../standard/init_control_fd_service.c",
 42     "../standard/init_jobs.c",
 43     "../standard/init_mount.c",
 44     "../standard/init_reboot.c",
 45     "../standard/init_service.c",
 46     "../standard/init_signal_handler.c",
 47     "../standard/switch_root.c",
 48   ]
 49
 50   modulemgr_sources = [
 51     "//base/startup/init/interfaces/innerkits/hookmgr/hookmgr.c",
 52     "//base/startup/init/interfaces/innerkits/modulemgr/modulemgr.c",
 53   ]
 54   sources += modulemgr_sources

  从BUILD.gn看到OH标准系统的init进程的入口就是init_common_sources的main.c。

base/startup/init/services/init/main.c：
#include <signal.h>
#include "init.h"
#include "init_log.h"

static const pid_t INIT_PROCESS_PID = 1;

int main(int argc, char * const argv[])
{
    int isSecondStage = 0;
    (void)signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    // Number of command line parameters is 2
    //从kernel启动的init进程并未携带任何参数,这里是init的第一阶段
    if (argc == 2 && (strcmp(argv[1], "--second-stage") == 0)) {
        isSecondStage = 1;
    }
    if (getpid() != INIT_PROCESS_PID) {
        INIT_LOGE("Process id error %d!", getpid());
        return 0;
    }
    EnableInitLog(INIT_INFO);
    //第一次这里走的是SystemPrepare
    if (isSecondStage == 0) {
        SystemPrepare();
    } else {
        LogInit();
    }
    SystemInit();
    //启动rcs进程
    SystemExecuteRcs();
    SystemConfig();
    SystemRun();
    return 0;
}

  这里将init进程的代码分成了通用的和特有的两部分，共同的代码均在 /base/startup/init/services/init/文件夹下，其中有lite/和standard/分别用来构建小型系统和标准系统的init进程。这里主要分析标准进程的启动流程。

2.1.SystemPrepare

  由于从kernel进程启动的init进程并未传递任何参数，所以会先执行SystemPrepare：

base/startup/init/services/init/standard/init.c：
225 void SystemPrepare(void)
226 {
227     MountBasicFs();     //挂载一些基本目录并创建一些设备节点
228     CreateDeviceNode();
229     LogInit();
230     // Make sure init log always output to /dev/kmsg.
231     EnableDevKmsg();
232     INIT_LOGI("Start init first stage.");
233     HookMgrExecute(GetBootStageHookMgr(), INIT_FIRST_STAGE, NULL, NULL);
234     // Only ohos normal system support
235     // two stages of init.
236     // If we are in updater mode, only one stage of init.
237     if (InUpdaterMode() == 0) {  //检查是否处于升级模式，如果没有处于升级模式，就进入init第二阶段
238         StartInitSecondStage();
239     }
240 }
  • SystemPrepare主要工作：
    挂载一些基本目录，比如/dev，/mnt，/storage，/dev/pts，/proc，/sys，/sys/fs/selinux，接着创建一些设备节点比如/dev/null，/dev/random，/dev/urandom 等，检查系统是否处于升级模式，如果不处于升级模式就启动init的第二阶段。

2.2.StartInitSecondStage

base/startup/init/services/init/standard/init.c
static void StartInitSecondStage(void)
{
    int requiredNum = 0;
    //从/proc/cmdline中读取fstab分区表
    Fstab *fstab = LoadRequiredFstab();
    char **devices = (fstab != NULL) ? GetRequiredDevices(*fstab, &requiredNum) : NULL;
    if (devices != NULL && requiredNum > 0) {
        //启动Ueventd进程
        int ret = StartUeventd(devices, requiredNum);
        if (ret == 0) {
            //挂载分区
            ret = MountRequriedPartitions(fstab);
        }
        FreeStringVector(devices, requiredNum);
        devices = NULL;
        ReleaseFstab(fstab);
        fstab = NULL;
        if (ret < 0) {
            // If mount required partitions failure.
            // There is no necessary to continue.
            // Just abort
            INIT_LOGE("Mount required partitions failed; please check fstab file");
            // Execute sh for debugging
#ifndef STARTUP_INIT_TEST
            execv("/bin/sh", NULL);
            abort();
#endif
        }
    }

    if (fstab != NULL) {
        ReleaseFstab(fstab);
        fstab = NULL;
    }
    // It will panic if close stdio before execv("/bin/sh", NULL)
    CloseStdio();
    //启动init进程的第二阶段
    INIT_LOGI("Start init second stage.");
    SwitchRoot("/usr");
    // Execute init second stage
    char * const args[] = {
        "/bin/init",
        "--second-stage",
        NULL,
    };
    //启动init进程并传递参数--second-stage 
    if (execv("/bin/init", args) != 0) {
        INIT_LOGE("Failed to exec \"/bin/init\", err = %d", errno);
        exit(-1);
    }
}
  • StartInitSecondStage函数主要就是读取分区表并挂载同时启动Ueventd进程接着再次调用init并传递–second-stage参数。这里的执行execv函数将不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段，数据段和堆栈等都已经被新的内容取代，只留下进程ID等一些表面上的信息仍保持原样。只有调用失败了，它们才会返回一个-1，从原程序的调用点接着往下执行。所以接下来的都是init第二阶段的执行过程。再次启动init进程后，当然还是走到了/base/startup/init/services/init/main.c不过不同的是由于携带了–second-stage参数，所以会走到LogInit。接着串行执行SystemInit， SystemExecuteRcs，SystemConfig和SystemRun。

startup/init/services/etc/init.cfg

refer to

  • https://huaweicloud.csdn.net/64df3b15dc60580edc7735f4.html

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