Android10 Framework—Init进程-9.服务端属性值初始化

本章主要讲“属性值初始化”，先给出完整数据流程图

数据流程架构图.png
属性值初始化核心内容：

属性值哪儿来
以怎样的方式写入属性文件

int SecondStageMain(int argc, char** argv) {
    process_kernel_dt();
    process_kernel_cmdline();
    export_kernel_boot_props();
    property_load_boot_defaults(load_debug_prop);
}

属性值初始化阶段由如下几个函数实现，其中property_load_boot_defaults最为重要，因此以它为切入点进行讲解。

void property_load_boot_defaults(bool load_debug_prop) {
    std::map<std::string, std::string> properties;
    if (!load_properties_from_file("/system/etc/prop.default", nullptr, &properties)) {
        
        if (!load_properties_from_file("/prop.default", nullptr, &properties)) {
            
            load_properties_from_file("/default.prop", nullptr, &properties);
        }
    }
    load_properties_from_file("/system/build.prop", nullptr, &properties);
    load_properties_from_file("/vendor/default.prop", nullptr, &properties);
    load_properties_from_file("/vendor/build.prop", nullptr, &properties);
    if (SelinuxGetVendorAndroidVersion() >= __ANDROID_API_Q__) {
        load_properties_from_file("/odm/etc/build.prop", nullptr, &properties);
    } else {
        load_properties_from_file("/odm/default.prop", nullptr, &properties);
        load_properties_from_file("/odm/build.prop", nullptr, &properties);
    }
    load_properties_from_file("/product/build.prop", nullptr, &properties);
    load_properties_from_file("/product_services/build.prop", nullptr, &properties);
    load_properties_from_file("/factory/factory.prop", "ro.*", &properties);

    if (load_debug_prop) {
        LOG(INFO) << "Loading " << kDebugRamdiskProp;
        load_properties_from_file(kDebugRamdiskProp, nullptr, &properties);
    }

    for (const auto& [name, value] : properties) {
        std::string error;
        if (PropertySet(name, value, &error) != PROP_SUCCESS) {
            LOG(ERROR) << "Could not set '" << name << "' to '" << value
                       << "' while loading .prop files" << error;
        }
    }

}

从各种.prop或.default文件中读取属性，解析到properties中
然后调用PropertySet设置属性

static uint32_t PropertySet(const std::string& name, const std::string& value, std::string* error) {
    size_t valuelen = value.size();

    ....省略代码

    prop_info* pi = (prop_info*) __system_property_find(name.c_str());
    if (pi != nullptr) {
        
        if (StartsWith(name, "ro.")) {
            *error = "Read-only property was already set";
            return PROP_ERROR_READ_ONLY_PROPERTY;
        }

        __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;
        }
    }

    
    
    if (persistent_properties_loaded && StartsWith(name, "persist.")) {
        WritePersistentProperty(name, value);
    }
    property_changed(name, value);
    return PROP_SUCCESS;
}

查找属性是否存在
存在更新属性
不存在添加属性
最后通知属性有更新
我们看看里面重要函数的实现



__BIONIC_WEAK_FOR_NATIVE_BRIDGE
const prop_info* __system_property_find(const char* name) {
  return system_properties.Find(name);
}

__BIONIC_WEAK_FOR_NATIVE_BRIDGE
int __system_property_update(prop_info* pi, const char* value, unsigned int len) {
  return system_properties.Update(pi, value, len);
}

__BIONIC_WEAK_FOR_NATIVE_BRIDGE
int __system_property_add(const char* name, unsigned int namelen, const char* value,
                          unsigned int valuelen) {
  return system_properties.Add(name, namelen, value, valuelen);
}

它们最终都是调用SystemProperties的相关方法，上一篇文章讲过SystemProperties是个大管家类，通过它可以找到你想要任何属性相关的东西。

属性文件内容

这里先介绍一下属性文件中的内容是按什么数据结构存储的：

二叉树与字典树混合结构.png
文件的内容以二叉树与字典树混合结构的方式存储属性的，这种结构有如下特点：

ro.secure=1
net
sys
com

在传统的二叉树结构中，假如一个节点 node 拥有 left right 两个成员：node { var left, right }，其中的 left right 都是 node 这个节点的孩子;而在这个混合结构中，节点 node 的 left、right 和 node 本身其实是平级关系，它们的父节点是同一个
以 ro.secure=1 来举例。首先对属性名 ro.secure 以点分割，得 ro 和 secure，先从树上查找到 ro，而 ro 的左右节点 sys 和 net 与 ro 是平级关系。接着，从 ro 的 child 指向的节点里查找 secure，很明显第一个就是。找到了之后，根据节点的 prop 值指向的一个 prop_info 结构就能读取到值
只有节点prop_bt是属性的最后一项时（例如secure节点），才有prop_info

属性查找

const prop_info* SystemProperties::Find(const char* name) {
  if (!initialized_) {
    return nullptr;
  }

  prop_area* pa = contexts_->GetPropAreaForName(name);
  if (!pa) {
    async_safe_format_log(ANDROID_LOG_ERROR, "libc", "Access denied finding property "%s"", name);
    return nullptr;
  }

  return pa->find(name);
}

SystemProperties类的contexts_起始就是ContextsSerialized对象

GetPropAreaForName顾名思义就是通过属性名找到对应的prop_area对象，因为prop_area可以读写属性文件
然后通过prop_area查找文件中是否包含相同的属性

prop_area* ContextsSerialized::GetPropAreaForName(const char* name) {
  uint32_t index;
  property_info_area_file_->GetPropertyInfoIndexes(name, &index, nullptr);
  if (index == ~0u || index >= num_context_nodes_) {
    async_safe_format_log(ANDROID_LOG_ERROR, "libc", "Could not find context for property "%s"",
                          name);
    return nullptr;
  }
  auto* context_node = &context_nodes_[index];
  if (!context_node->pa()) {
    
    
    
    context_node->Open(false, nullptr);
  }
  return context_node->pa();
}

property_info_area_file_其实就是PropertyInfoAreaFile，它指向的是TrieSerializer类
序列化后的数据结构
GetPropertyInfoIndexes查找字典树节点数组TrieBuilderNode的索引
找到索引后就可以找到ContextNode，之所以TrieBuilderNode数组的索引可以在ContextNode数组中使用，是因为ContextNode数组的创建是根据TrieBuilderNode数组创建的(可以看看上一篇文章中"创建ContextNode数组"小节)
ContextNode->pa_就是prop_area,它指向了属性文件的映射地址

void PropertyInfoArea::GetPropertyInfoIndexes(const char* name, uint32_t* context_index,
                                              uint32_t* type_index) const {
  uint32_t return_context_index = ~0u;
  uint32_t return_type_index = ~0u;
  const char* remaining_name = name;
  
  auto trie_node = root_node();
  while (true) {
    const char* sep = strchr(remaining_name, '.');

    
    if (trie_node.context_index() != ~0u) {
      return_context_index = trie_node.context_index();
    }
    if (trie_node.type_index() != ~0u) {
      return_type_index = trie_node.type_index();
    }

    
    
    CheckPrefixMatch(remaining_name, trie_node, &return_context_index, &return_type_index);

    if (sep == nullptr) {
      break;
    }

    const uint32_t substr_size = sep - remaining_name;
    TrieNode child_node;
    
    if (!trie_node.FindChildForString(remaining_name, substr_size, &child_node)) {
      break;
    }

    trie_node = child_node;
    remaining_name = sep + 1;
  }

  
  
  
  for (uint32_t i = 0; i < trie_node.num_exact_matches(); ++i) {
    if (!strcmp(c_string(trie_node.exact_match(i)->name_offset), remaining_name)) {
      if (context_index != nullptr) {
        if (trie_node.exact_match(i)->context_index != ~0u) {
          *context_index = trie_node.exact_match(i)->context_index;
        } else {
          *context_index = return_context_index;
        }
      }
      if (type_index != nullptr) {
        if (trie_node.exact_match(i)->type_index != ~0u) {
          *type_index = trie_node.exact_match(i)->type_index;
        } else {
          *type_index = return_type_index;
        }
      }
      return;
    }
  }
  
  CheckPrefixMatch(remaining_name, trie_node, &return_context_index, &return_type_index);
  
  if (context_index != nullptr) *context_index = return_context_index;
  if (type_index != nullptr) *type_index = return_type_index;
  return;
}

通过root_offset可以找到字典树节点数组
使用点.分割属性名后变为数组，循环遍历查找到数组中倒数第二项
遍历倒数第二个节点的exact_match数组，找到与remaining_name同名的数据，type也要保持一致（remaining_name实际就是属性名分割后的最后一项）

完整字典树.png

然后就是调用pa->find查找属性文件内容

const prop_info* prop_area::find(const char* name) {
  return find_property(root_node(), name, strlen(name), nullptr, 0, false);
}

因为这个查找过程比较复杂，本人也看得不是很透彻，所以就没法详细展开了；这一小部分看不懂起始并不影响我们的学习，大家也可先跳过。

属性添加

int SystemProperties::Add(const char* name, unsigned int namelen, const char* value,
                          unsigned int valuelen) {
  if (valuelen >= PROP_VALUE_MAX && !is_read_only(name)) {
    return -1;
  }

  if (namelen < 1) {
    return -1;
  }

  if (!initialized_) {
    return -1;
  }

  prop_area* serial_pa = contexts_->GetSerialPropArea();
  if (serial_pa == nullptr) {
    return -1;
  }

  prop_area* pa = contexts_->GetPropAreaForName(name);
  if (!pa) {
    async_safe_format_log(ANDROID_LOG_ERROR, "libc", "Access denied adding property "%s"", name);
    return -1;
  }

  bool ret = pa->add(name, namelen, value, valuelen);
  if (!ret) {
    return -1;
  }

前面一部分和属性查找一样，调用GetPropAreaForName通过属性名获取到prop_area，这样才能读写属性文件
然后调用prop_area->add添加属性

bool prop_area::add(const char* name, unsigned int namelen, const char* value,
                    unsigned int valuelen) {
  return find_property(root_node(), name, namelen, value, valuelen, true);
}

添加和查找都是调用find_property，它们的唯一区别是最后一个参数，add方法传入的true标识可以创建节点。

属性更新

int SystemProperties::Update(prop_info* pi, const char* value, unsigned int len) {
  if (len >= PROP_VALUE_MAX) {
    return -1;
  }

  if (!initialized_) {
    return -1;
  }

  prop_area* pa = contexts_->GetSerialPropArea();
  if (!pa) {
    return -1;
  }

  uint32_t serial = atomic_load_explicit(&pi->serial, memory_order_relaxed);
  serial |= 1;
  atomic_store_explicit(&pi->serial, serial, memory_order_relaxed);
  
  
  
  atomic_thread_fence(memory_order_release);
  
  strlcpy(pi->value, value, len + 1);

  atomic_store_explicit(&pi->serial, (len << 24) | ((serial + 1) & 0xffffff), memory_order_release);
  __futex_wake(&pi->serial, INT32_MAX);

  atomic_store_explicit(pa->serial(), atomic_load_explicit(pa->serial(), memory_order_relaxed) + 1,
                        memory_order_release);
  __futex_wake(pa->serial(), INT32_MAX);

  return 0;
}

当属性存在时，前面的如下代码已经查找到prop_info，然后传入到Update方法中，这样更新pi->value即可。

prop_info* pi = (prop_info*) __system_property_find(name.c_str());

属性通知

当添加或更新属性时，需要通知系统，因为系统有许多Action时依赖属性值的变化而变化的，就是架构图中的“属性触发器”
架构图.png

static uint32_t PropertySet(const std::string& name, const std::string& value, std::string* error) {
    size_t valuelen = value.size();

    prop_info* pi = (prop_info*) __system_property_find(name.c_str());
    if (pi != nullptr) {
        
        if (StartsWith(name, "ro.")) {
            *error = "Read-only property was already set";
            return PROP_ERROR_READ_ONLY_PROPERTY;
        }

        __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;
        }
    }

    
    
    if (persistent_properties_loaded && StartsWith(name, "persist.")) {
        WritePersistentProperty(name, value);
    }
    
    property_changed(name, value);
    return PROP_SUCCESS;
}

void property_changed(const std::string& name, const std::string& value) {
    
    
    
    
    
    
    if (name == "sys.powerctl") {
        
        
        
        
        
        
        
        
        shutdown_command = value;
        do_shutdown = true;
    }

    if (property_triggers_enabled) ActionManager::GetInstance().QueuePropertyChange(name, value);

    if (waiting_for_prop) {
        if (wait_prop_name == name && wait_prop_value == value) {
            LOG(INFO) << "Wait for property '" << wait_prop_name << "=" << wait_prop_value
                      << "' took " << *waiting_for_prop;
            ResetWaitForProp();
        }
    }
}

然后调用QueuePropertyChange通知init进程处理，这部分内容在init进程的配置文件解析中再讲解。

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