zygote分析--app_main.cpp

app_main.cpp的位置是frameworks/base/cmds/app_process/App_main.cpp

在前邊的zygote原理分析中,寫到zygote是由init進程解析init.rc(以init.zygote32.rc為例)文件啟動的,啟動的過程傳入了四個參數。分別是-Xzygote/system/bin--zygote--start-system-server
關于參數的解析

  • app_process [虛擬機參數] 運行目錄 參數 [java類]

app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote

  1. 虛擬機參數以"-"開頭,上邊的"-Xzygote"即為虛擬機參數,在啟動虛擬機時傳遞給虛擬機
  2. 運行目錄即app_process可執行程序所在的目錄,一般是在/system/bin
  3. 參數以"--"開頭,"--zygote"表示啟動zygote進程,"-start-system-server-"表示啟動system server"--application"表示以普通進程方式執行java代碼。
  4. java類,將要執行的java類,必須有一個靜態方法。但是如果參數中有"--zygote"時將會忽略該參數,固定的執行zygoteInit類。

前邊分析中可以知道zygote要執行的程序是system/bin/app_process,它的源代碼位于frameworks/base/cmds/app_process/App_main.cpp文件中
從main方法入手,拆分著看app_main.cpp。

if(prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS,1,0,0,0)<0)
{
    if(errno != EINVAL)
    {
        LOG_ALWAYS_FATAL("PR_SET_NO_NEW_PRIVS failed: %s",strerror(errno));
        return 12;
    }
}

prctl()方法是一個系統調用指令,根據第一個參數來確定具體的操作及返回值。
prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS,1,0,0,0)用來防止動態的改變權限。跟SELinux有關。
在老版本的內核中,不會解析PR_SET_NO_NEW_PRIVS,這時會返回EINVAL。

上邊的一段代碼用來判斷系統是否防止動態的修改權限,在調用prctl返回值小于0的情況下,排除了內核版本問題導致的返回值小于0.如果沒有防止動態的修改權限,則直接結束,返回12。


接著聲明了一些參數。

AppRuntime runtime(argv[0],computerArgBlockSize(argc,argv));
argc--;
argv++;

在進入上述代碼前,確定一點argc=5,argv指向的數據分別是argv[0]-Xzygote/system/bin--zygote--start-system-server

定義了參數runtime,然后將argc減1,將指針argv后移一位,此時argv指向-Xzygote

接著是一個循環

int i;
for (i=0;i<argc;i++)
{    
    if(argv[i][0]!='-')
    {
        break;
    }
    if(argv[i][1] == '-'&&argv[i][2] == 0)
    {
        i++;
        break;
    }
    runtime.addOption(strdup(argv[i]));
}

在開始循環之前,確定下argc=4,argv此時指向-Xzygote

第一次進入循環,此時i=0,argv[0]=-Xzygote。進入循環中最終的執行結果是調用了runtime的addOption方法將-Xzygote加入到runtime的mOptions中;接著當i=1時,此時argv[1]=/system/bin,進入第一個if語句,跳出循環。

接著是變量的定義。

bool zygote=false;
bool startSystemServer=false;
bool application = false;
String8 niceName;
String8 className;

String8 是android的一個變量類型,表示單字節字符串.

接著是一個循環

while(i<argc)
{
    const char * arg = argv[i++];
    if(strcmp(arg,"--zygote")==0)
    {
        zygote = 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;
    }
} 

在開始循環之前,確定下argc=4,argv此時指向-Xzygote,i=1

一共兩次循環,i分別為1和2.兩次循環的作用是

  • zygote賦值為true
  • niceName賦值為ZYGOTE_NICE_NAME(ZYGOTE_NICE_NAME根據32位或者64位分別賦值為zygote或zygote64)
  • startSystemServer賦值為true

在結束循環之后,argc=4,argv指向-Xzygote,i=2.

接著的代碼是

Vector<String8> args;
if(!className.isEmpty())
{
    args.add(application?String8("application"):String8("tool"));
    runtime.setClassNameAndArgs(className,argc - i,argv +i);
}
else
{
    maybeCreateDalvikCache();
    if(startSystemServer)
    {
        args.add(String8("start-system-server"));
    }
    char prop[PROP_VALUE_MAX];
    if(property_get(ABI_LIST_PROPERTY,prop,NULL)==0)
    {
        LOG_ALWAYS_FATAL("app_process:Unable to determine ABI list from property %s.",ABI_LIST_PROPERTY);
        return 11;
    }
    String8 abiFlag("--abi-list=");
    abiFlag.append(prop);
    args.add(abiFlag);
    
    for(;i<argc;++i)
    { 
        args.add(String8[argv[i]]);
    }
}

進入之前,確定參數值:zygote=true,startSystemServer=true,application=false,niceName=ZYGOTE_NICE_NAME,className=nul l,i=2。

因為className在上邊的while循環中未賦值,所以className.isEmpty()true,進入else塊。
首先執行maybeCreateDalvikCache()

static void maybeCreateDalivkCache()
{
    #if defined(__aarch64__)
        static const char kInstructionSet[] = "arm64";
    #elif defined(__x86_64__)
        static const char kInstructionSet[] = "x86_64";
    #elif defined(__arm__)
        static const char kInstructionSet[] = "arm";
    #elif defined(__i386__)
        static const char kInstructionSet[] = "x86";
    #elif defined (__mips__)
        static const char kInstructionSet[] = "mips";
    #else
        #error "Unknown instruction set"
    #endif
    const char* androidRoot = getenv("ANDROID_DATA");
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(androidRoot == NULL, "ANDROID_DATA environment variable unset");

    char dalvikCacheDir[PATH_MAX];
    const int numChars = snprintf(dalvikCacheDir, PATH_MAX,
            "%s/dalvik-cache/%s", androidRoot, kInstructionSet);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF((numChars >= PATH_MAX || numChars < 0),
            "Error constructing dalvik cache : %s", strerror(errno));

    int result = mkdir(dalvikCacheDir, 0711);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF((result < 0 && errno != EEXIST),
            "Error creating cache dir %s : %s", dalvikCacheDir, strerror(errno));

    // We always perform these steps because the directory might
    // already exist, with wider permissions and a different owner
    // than we'd like.
    result = chown(dalvikCacheDir, AID_ROOT, AID_ROOT);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF((result < 0), "Error changing dalvik-cache ownership : %s", strerror(errno));

    result = chmod(dalvikCacheDir, 0711);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF((result < 0),
            "Error changing dalvik-cache permissions : %s", strerror(errno));
}

maybeCreateDalvikCache()主要完成的工作有

  • 設置虛擬機所使用的指令集(arm64,x86_64,arm,x86,mips)
  • 劃分虛擬機使用的cache
  • 將cache的文件權限設置為711(即-rwx--x--x(文件所有者擁有讀,寫,執行的權限,其他所有的用戶只擁有執行的權限)),擁有者為root user。

在執行了maybeCreateDalvikCache()之后,用一個if語句,將start-system-server添加到args中。設置ABI_LIST。將剩余的參數添加到args中(在x86時,應該還剩余有一個socket-name=zygote參數)。
接著的代碼是

if(!niceName.isEmpty())
{
    runtime.setArgv0(niceName.string());
    set_process_name(niceName.string());
}

將niceName添加到runtime對象中,并使用set_process_name將線程名改為zygote

接著的代碼是

if(zygote)
{
    runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",args);
}
else if(className)
{
    runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit",args);
}
else{
    fprintf(stderr,"Error:no class name or --zygote supplied.\n");
    app_usage();
    LOG_ALWAYS_FATAL("app_process:n class name or --zygote supplied.");
    return 10;
)

還是一段選擇語句,根據前邊的分析可以得到zygote為true,所以這里進入了第一個分支,接著去執行
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",args)

總結

在app_main.cpp的main方法中,完成的工作有:

  • 判斷是否防止了動態的改變權限
  • 進程名的修改。在main()方法中,調用了set_process_name將進程名從app_process改成了zygote
  • 創建了dalvik虛擬機的內存空間,設置了權限,指令集,ABI_LIST。
  • 調用runtime.start方法。
  • runtime.addOption("-Xzygote"),runtime.setArgv0("zygote")
  • args中存儲的是關于虛擬機的參數,主要有start-system-serverabi-listsocket-name=zygote

ABI
SELinux

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