Android System Property.docx
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Android System Property.docx
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AndroidSystemProperty
AndroidSystemProperty
一SystemProperty
代码中大量存在:
SystemProperties.set()/SystemProperties.get();通过这两个接口可以对系统的属性进行读取/设置,
顾名思义系统属性,肯定对整个系统全局共享。
通常程序的执行以进程为单位各自相互独立,如何实现全局共享呢?
SystemProperties是怎么一回事,又是如何实现的呢?
属性系统是android的一个重要特性。
它作为一个服务运行,管理系统配置和状态。
所有这些配置和状态都是属性。
每个属性是一个键值对(key/valuepair),其类型都是字符串。
这些属性可能是有些资源的使用状态,进程的执行状态,系统的特有属性……
可以通过命令adbshell:
getprop查看手机上所有属性状态值。
或者getpropinit.svc.bootanim制定查看某个属性状态
使用setpropinit.svc.bootanimstart设置某个属性的状态
特别属性:
如果属性名称以“ro.”开头,那么这个属性被视为只读属性。
一旦设置,属性值不能改变。
如果属性名称以“persist.”开头,当设置这个属性时,其值也将写入/data/property。
如果属性名称以“net.”开头,当设置这个属性时,“net.change”属性将会自动设置,以加入到最后修改的属性名。
(这是很巧妙的。
netresolve模块的使用这个属性来追踪在net.*属性上的任何变化。
)
属性“ctrl.start”和“ctrl.stop”是用来启动和停止服务。
每一项服务必须在/init.rc中定义.系统启动时,与init守护
进程将解析init.rc和启动属性服务。
一旦收到设置“ctrl.start”属性的请求,属性服务将使用该属性值作为服务
名找到该服务,启动该服务。
这项服务的启动结果将会放入“init.svc.<服务名>“属性中。
客户端应用程序可以轮询那个属性值,以确定结果。
二framework访问系统服务流程
framework通过SystemProperties接口操作系统属性,SystemProperties通过JNI调用访问系统属性。
\frameworks\base\core\java\android\os\SystemProperties.java:
publicclassSystemProperties
{
//JNI
privatestaticnativeStringnative_get(Stringkey,Stringdef);
privatestaticnativevoidnative_set(Stringkey,Stringdef);
publicstaticStringget(Stringkey,Stringdef){
returnnative_get(key,def);
}
publicstaticvoidset(Stringkey,Stringval){
native_set(key,val);
}
}
Jni代码位置:
\frameworks\base\core\jni\android_os_SystemProperties.cpp
获取系统属性阻塞方式:
staticjstringSystemProperties_getSS()
{
len=property_get(key,buf,"");
}
操作在\bionic\libc\bionic\system_properties.c中:
int__system_property_get(constchar*name,char*value)
{
//数据已经存储在内存中__system_property_area__等待读取完返回
constprop_info*pi=__system_property_find(name);
return__system_property_read(pi,0,value);
}
进程启动后数据已经将系统属性数据读取到相应的共享内存中,保存在全局变量__system_property_area__;
进程之间都是独立的,系统属性数据是如何读取到当前进程空间中的呢?
后续介绍。
设置属性异步socket通信:
int__system_property_set(constchar*key,constchar*value)
{
msg.cmd=PROP_MSG_SETPROP;
strlcpy(msg.name,key,sizeofmsg.name);
strlcpy(msg.value,value,sizeofmsg.value);
err=send_prop_msg(&msg);
}
staticintsend_prop_msg(prop_msg*msg)
{
//sokcet通信/dev/socket/property_service
s=socket(AF_LOCAL,SOCK_STREAM,0);
connect(s,(structsockaddr*)&addr,alen)
send(s,msg,sizeof(prop_msg),0)
close(s);
}
通过socket向property_service发送消息,property_service运行在哪里呢?
三PropertyService创建服务端socket
init进程启动监听过程中:
\system\core\init\Init.c
intmain(intargc,char**argv)
{
//加入到actionqueue队列
queue_builtin_action(property_service_init_action,"property_service_init");
for(;;)
//执行actionqueue队列
//接收通过socket向propertyservice发送的数据;
nr=poll(ufds,fd_count,timeout);
……
handle_property_set_fd();
}
staticintproperty_service_init_action(intnargs,char**args)
{
start_property_service();
}
\system\core\init\property_service.c:
voidstart_property_service(void)
{
//加载属性配置文件
load_properties_from_file(PROP_PATH_SYSTEM_BUILD);
load_properties_from_file(PROP_PATH_SYSTEM_DEFAULT);
load_properties_from_file(PROP_PATH_LOCAL_OVERRIDE);
load_persistent_properties();
//创建socket资源并绑定
fd=create_socket(PROP_SERVICE_NAME,SOCK_STREAM,0666,0,0);
//监听
listen(fd,8);
}
PropertyService是运行在init守护进程中。
接收到消息之后干什么,还是要先弄清楚整个PropertyService是如何实现的呢,后续介绍。
先看看PropertyService接收到消息后的处理。
四PropertyService监听socket处理
PropertyService监听socket消息的处理过程:
voidhandle_property_set_fd()
{
//等待建立通信
s=accept(property_set_fd,(structsockaddr*)&addr,&addr_size)
//获取套接字相关信息uidgid
getsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_PEERCRED,&cr,&cr_size);
//接收属性设置请求消息
recv(s,&msg,sizeof(msg),0);
//处理消息
switch(msg.cmd){
casePROP_MSG_SETPROP:
//通过设置系统属性处理ctl.开头消息
if(memcmp(msg.name,"ctl.",4)==0)
{
//权限检测
if(check_control_perms(msg.value,cr.uid,cr.gid))
{
handle_control_message((char*)msg.name+4,(char*)msg.value);
}
}else
{
//更改系统属性值
if(check_perms(msg.name,cr.uid,cr.gid))
{
property_set((char*)msg.name,(char*)msg.value);
}
}
break;
}
close(s);
}
通过设置系统属性启动/关闭Service:
权限判断:
staticintcheck_control_perms(constchar*name,unsignedintuid,unsignedintgid)
{
//system/root用户直接有权限
if(uid==AID_SYSTEM||uid==AID_ROOT)
return1;
//查询用户名单,判断是否存在表中并具有对应权限
for(i=0;control_perms[i].service;i++){
if(strcmp(control_perms[i].service,name)==0){
if((uid&&control_perms[i].uid==uid)||
(gid&&control_perms[i].gid==gid)){
return1;
}
}
}
return0;
}
所以如果想要应用有权限启动/关闭某NativeService:
需要具有system/root权限
找到对应应用uidgid,将应用名称加入到control_perms列表中
处理消息可以通过设置系统属性改变服务的执行状态start/stop:
voidhandle_control_message(constchar*msg,constchar*arg)
{
if(!
strcmp(msg,"start")){
msg_start(arg);
}elseif(!
strcmp(msg,"stop")){
msg_stop(arg);
}elseif(!
strcmp(msg,"restart")){
msg_stop(arg);
msg_start(arg);
}
}
staticvoidmsg_start(constchar*name)
{
service_start(svc,args);
}
voidservice_start(structservice*svc,constchar*dynamic_args){
//创建进程启动服务
pid=fork();
execve(svc->args[0],(char**)svc->args,(char**)ENV);
//修改服务的系统属性执行状态
notify_service_state(svc->name,"running");
}
连着前面就是ctr.start和ctr.stop系统属性:
用来启动和停止服务的。
例如:
//startbootanimation
property_set("ctl.start","bootanim");
在init.rc中表明服务是否在开机时启动:
serviceadbd/sbin/adbd
classcore
disabled//不自动启动
启动服务的时候会判断:
staticvoidservice_start_if_not_disabled(structservice*svc)
{
//判断是否启动
if(!
(svc->flags&SVC_DISABLED)){
service_start(svc,NULL);
}
}
修改系统属性值:
staticintcheck_perms(constchar*name,unsignedintuid,unsignedintgid)
{
//进行权限检测
for(i=0;property_perms[i].prefix;i++){
inttmp;
if(strncmp(property_perms[i].prefix,name,
strlen(property_perms[i].prefix))==0){
if((uid&&property_perms[i].uid==uid)||
(gid&&property_perms[i].gid==gid)){
return1;
}
}
}
return0;
}
看这个修改系统属性权限表:
property_perms[]={
{"net.dns",AID_RADIO,0},
{"net.",AID_SYSTEM,0},
{"dev.",AID_SYSTEM,0},
{"runtime.",AID_SYSTEM,0},
{"sys.",AID_SYSTEM,0},
{"service.",AID_SYSTEM,0},
{"persist.sys.",AID_SYSTEM,0},
{"persist.service.",AID_SYSTEM,0},
……
{NULL,0,0}
};
指定了特定的用户有用修改带有某些前缀的系统属性值。
到这里基本就是Property对外的基本工作流程,PropertyService内部具体如何实现,操作运行,
跨进程空想内存等问题仍未清除是如何处理的。
五属性系统设计
属性系统的上层架构如下图所示:
PropertyService运行在init进程中,开机从属性文件中加载到共享内存中;设置系统属性通过socket与PropertyService通信。
PropertyConsumer进程将存储系统属性值的共享内存,加载到当前进程虚拟空间中,实现对系统属性值的读取。
PropertySetter进程修改系统属性,通过socket向PropertyService发送消息,更改系统属性值。
六属性系统实现
属性系统设计的关键就是:
跨进程共享内存的实现。
下面将看看属性系统实现具体过程:
Init进程执行:
intmain(intargc,char**argv){
//将属性系统初始化函数加入actionqueue
queue_builtin_action(property_init_action,"property_init");
for(;;)
}
staticintproperty_init_action(intnargs,char**args)
{
property_init(load_defaults);
}
初始化PropertyService:
\system\core\init\property_service.c
voidproperty_init(boolload_defaults)
{
//初始化共享内存空间
init_property_area();
//加载属性文件
load_properties_from_file(PROP_PATH_RAMDISK_DEFAULT);
}
初始化共享内存空间:
staticintinit_property_area(void)
{
//创建匿名内存空间PA_SIZE=32768
init_workspace(&pa_workspace,PA_SIZE)
//将内存区域分成两部分:
属性系统基本信息和属性键值对
pa_info_array=(void*)(((char*)pa_workspace.data)+PA_INFO_START);
//初始化属性系统信息
pa=pa_workspace.data;
memset(pa,0,PA_SIZE);
pa->magic=PROP_AREA_MAGIC;
pa->version=PROP_AREA_VERSION;
/*plugintothelibpropertyservices*/
__system_property_area__=pa;
}
__system_property_area__:
每个进程都会使用此变量,指向系统属性共享内存区域,访问系统属性,很重要。
位于:
\bionic\libc\bionic\system_properties.c中,属于bionic库。
后面将介绍各进程如何加载共享内存。
将文件作为共享内存映射到进程空间内存使用:
staticintinit_workspace(workspace*w,size_tsize)
{
//devisatmpfs是一种虚拟内存文件系统
intfd=open("/dev/__properties__",O_RDWR|O_CREAT,0600);
//将文件映射为共享进程空间内存使其可以与操作内存方式一致
void*data=mmap(NULL,size,PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED,fd,0);
close(fd);
//删除文件
fd=open("/dev/__properties__",O_RDONLY);
unlink("/dev/__properties__");
//保存fdsize将作为环境变量传递给每个进程
w->data=data;w->size=size;w->fd=fd;
}
加载系统属性默认数据文件:
#definePROP_PATH_RAMDISK_DEFAULT"/default.prop"
staticvoidload_properties_from_file(constchar*fn)
{
//读取系统属性键值对数据写入到共享内存中
data=read_file(fn,&sz);
load_properties(data);
}
加上上面所述:
PropertyServiceSocket资源的创建,来监听socket通信连接设置系统属性,
在Init进程中PropertyService完成了初始化。
将得到该内存区域数据结构:
七进程共享系统属性内存空间实现
PropertyService运行于init进程中,将文件映射为创建一块共享内存空间,但在整个系统中,
其他进程也能够读取这块内存映射到当前进程空间中,是如何实现的呢?
Service进程启动:
将共享内存空间fdsize作为环境变量传递给新创建进程
voidservice_start(structservice*svc,constchar*dynamic_args)
{
//创建进程
pid=fork();
if(pid==0){
if(properties_inited()){
//获取系统属性空间文件描述
get_property_workspace(&fd,&sz);
//dup最小的可用文件描述符
sprintf(tmp,"%d,%d",dup(fd),sz);
//加入ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE环境变量到ENV
//包含共享内存fd
add_environment("ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE",tmp);
}
//执行程序传递环境变量ENV
execve(svc->args[0],(char**)svc->args,(char**)ENV)
//设置Service系统属性
notify_service_state(svc->name,"running");
}
}
voidget_property_workspace(int*fd,int*sz)
{
*fd=pa_workspace.fd;
*sz=pa_workspace.size;
}
共享内存空间fdsize作为环境变量传递给新创建进程后,将在何处使用呢?
将系统属性内存空间映射到当前进程虚拟空间:
进程在启动时,会加载动态库bioniclibc库:
\bionic\libc\bionic\libc_init_dynamic.c中:
void__attribute__((constructor))__libc_preinit(void);
根据GCC的constructor/destructor属性:
给一个函数赋予constructor或destructor,其中constructor在main开始运行之前被调用,
destructor在main函数结束后被调用。
如果有多个constructor或destructor,可以给每个constructor
或destructor赋予优先级,对于constructor,优先级数值越小,运行越早。
destructor则相反。
多个constructor需要加优先级:
__attribute__((constructor
(1)))void
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