쿠...sal: [컴][안드로이드] ZygoteInit main() 의 동작

DVM 에 의해 Zygote::main() 이 실행된다. ZygoteInit의 main()(source code) 에서는 아래 순서로 동작한다.

registerZygoteSocket() : socket (UDS) 에 binding
preloadClasses() : 필요한 class 로딩 (preload() 에서 시작)
preloadResouces() : 필요한 resource 로딩 (preload() 에서 시작)
startSystemServer() : system server 를 시작
runSelectLoopMode() : 새로운 application 의 요청을 기다리는 polling 시작

ZygoteInit의 main()

public static void main(String argv[]) {
    try {
        // Start profiling the zygote initialization.
        SamplingProfilerIntegration.start();

        registerZygoteSocket();
        EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_START,
            SystemClock.uptimeMillis());
        preload();
        EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_END,
            SystemClock.uptimeMillis());

        // Finish profiling the zygote initialization.
        SamplingProfilerIntegration.writeZygoteSnapshot();

        // Do an initial gc to clean up after startup
        gc();

        // If requested, start system server directly from Zygote
        if (argv.length != 2) {
            throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);
        }

        if (argv[1].equals("start-system-server")) {
            startSystemServer();
        } else if (!argv[1].equals("")) {
            throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);
        }

        Log.i(TAG, "Accepting command socket connections");

        if (ZYGOTE_FORK_MODE) {
            runForkMode();
        } else {
            runSelectLoopMode();
        }

        closeServerSocket();
    } catch (MethodAndArgsCaller caller) {
        caller.run();
    } catch (RuntimeException ex) {
        Log.e(TAG, "Zygote died with exception", ex);
        closeServerSocket();
        throw ex;
    }
}

registerZygoteSocket()

init process 에 의해 zygote socket(/dev/socket/zygote) 가 생성된다.

새로운 어플(application)이 실행될 때 이 zygote 가 이 요청(request)를 받을 수 있도록, zygote 를 이 UDS(Unix Domain Socket, /dev/socket/zygote) 에 binding 한다.

이 LocalServerSocket 의 변수 sServerSocket 를 기억하자. 이 변수가 runSelectLoopMode() 에서 file descriptor 의 array 에 추가된다.

private static void registerZygoteSocket() {
  if (sServerSocket == null) {
      int fileDesc;
      try {
          String env = System.getenv(ANDROID_SOCKET_ENV);
          fileDesc = Integer.parseInt(env);
      } catch (RuntimeException ex) {
          throw new RuntimeException(
                  ANDROID_SOCKET_ENV + " unset or invalid", ex);
      }

      try {
          sServerSocket = new LocalServerSocket(
                  createFileDescriptor(fileDesc));
      } catch (IOException ex) {
          throw new RuntimeException(
                  "Error binding to local socket '" + fileDesc + "'", ex);
      }
  }
}

preloadClasses()

frameworks/base/preladed-classes 파일에 적혀있는 class 들을 load 한다.

preloadResouces()

문자열, 레이아웃, 색, 이미지, 사운드 리소스들(resources) 들을 load 한다. 리소스들의 예는 버튼, 기본테마이미지, 색상 등등이 있겠다.

사용하는 주체에 따른 리소스 분류

시스템 리소스
application 리소스

frameworks/base/core/res/res/values/arrays.xml 에 적혀있는

preloaded_drawables
preloaded_color_state_lists

를 메모리에 로딩

startSystemServer()

시스템 서버를 실행(Zygote.forkSystemServer(), native 함수임) 한다. 그리고 이 서버가 com.android.server.SystemServer::main() 을 실행하게 된다. SystemServer 의 main() 에서 init1() 을 실행하고 다시 그 안에서 com.android.server.SystermServer::init2() 를 호출한다.

native public static void init1(String[] args);

public static void main(String[] args) {
 if (System.currentTimeMillis() < EARLIEST_SUPPORTED_TIME) {
  // If a device's clock is before 1970 (before 0), a lot of
  // APIs crash dealing with negative numbers, notably
  // java.io.File#setLastModified, so instead we fake it and
  // hope that time from cell towers or NTP fixes it
  // shortly.
  Slog.w(TAG, "System clock is before 1970; setting to 1970.");
  SystemClock.setCurrentTimeMillis(EARLIEST_SUPPORTED_TIME);
 }

 if (SamplingProfilerIntegration.isEnabled()) {
  SamplingProfilerIntegration.start();
  timer = new Timer();
  timer.schedule(new TimerTask() {
   @Override
   public void run() {
    SamplingProfilerIntegration.writeSnapshot("system_server", null);
   }
  }, SNAPSHOT_INTERVAL, SNAPSHOT_INTERVAL);
 }

 // Mmmmmm... more memory!
 dalvik.system.VMRuntime.getRuntime().clearGrowthLimit();

 // The system server has to run all of the time, so it needs to be
 // as efficient as possible with its memory usage.
 VMRuntime.getRuntime().setTargetHeapUtilization(0.8f);

 System.loadLibrary("android_servers");
 init1(args);
}

extern "C" status_t system_init()
{
    ...
    if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {
        // Start the SurfaceFlinger
        SurfaceFlinger::instantiate();
    }

    property_get("system_init.startsensorservice", propBuf, "1");
    if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {
        // Start the sensor service
        SensorService::instantiate();
    }

    // And now start the Android runtime.  We have to do this bit
    // of nastiness because the Android runtime initialization requires
    // some of the core system services to already be started.
    // All other servers should just start the Android runtime at
    // the beginning of their processes's main(), before calling
    // the init function.
    ...
    AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();

    ...
    JNIEnv* env = runtime->getJNIEnv();
    ...
    jclass clazz = env->FindClass("com/android/server/SystemServer");
    ...
 
    jmethodID methodId = env->GetStaticMethodID(clazz, "init2", "()V");
    ...
 
    env->CallStaticVoidMethod(clazz, methodId);

    ...
    ProcessState::self()->startThreadPool();
    IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
    ...

    return NO_ERROR;
}

system_init() 에 있던 아래 부분은 2011년 정도에 사라졌다.(source diff)

AudioFlinger::instantiate();
MediaPlayerService::instantiate();
CameraService::instantiate();
AudioPolicyService::instantiate();

init2() 에서

ServerThread::run()

을 실행하게 되는데, 여기서 여러 중요한 service 들이 실행되게 된다. 자세한 service 들의 list 는 [ref. 3]을 참조하도록 하자.

SystemServer 는 fork 된 process 이기 때문에 SytemServer 의 main 은 따로 실행되고, main process 는 계속해서 다음 동작인 runSelectLoop() 을 실행하게 된다.

private static boolean startSystemServer()
        throws MethodAndArgsCaller, RuntimeException {
    /* Hardcoded command line to start the system server */
    String args[] = {
        "--setuid=1000",
        "--setgid=1000",
        "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003,3006,3007",
        "--capabilities=130104352,130104352",
        "--runtime-init",
        "--nice-name=system_server",
        "com.android.server.SystemServer",
    };
    ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;

    int pid;

    try {
        parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);
        ZygoteConnection.applyDebuggerSystemProperty(parsedArgs);
        ZygoteConnection.applyInvokeWithSystemProperty(parsedArgs);

        /* Request to fork the system server process */
        pid = Zygote.forkSystemServer(
                parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
                parsedArgs.gids,
                parsedArgs.debugFlags,
                null,
                parsedArgs.permittedCapabilities,
                parsedArgs.effectiveCapabilities);
    } catch (IllegalArgumentException ex) {
        throw new RuntimeException(ex);
    }

    /* For child process */
    if (pid == 0) {
        handleSystemServerProcess(parsedArgs);
    }

    return true;
}

runSelectLoopMode() : polling 시작

private static void runSelectLoopMode() throws MethodAndArgsCaller {
    ArrayList fds = new ArrayList();
    ArrayList peers = new ArrayList();
    FileDescriptor[] fdArray = new FileDescriptor[4];

    fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor());
    peers.add(null);

    int loopCount = GC_LOOP_COUNT;
    while (true) {
        int index;

        /*
         * Call gc() before we block in select().
         * It's work that has to be done anyway, and it's better
         * to avoid making every child do it.  It will also
         * madvise() any free memory as a side-effect.
         *
         * Don't call it every time, because walking the entire
         * heap is a lot of overhead to free a few hundred bytes.
         */
        if (loopCount <= 0) {
            gc();
            loopCount = GC_LOOP_COUNT;
        } else {
            loopCount--;
        }


        try {
            fdArray = fds.toArray(fdArray);
            index = selectReadable(fdArray);
        } catch (IOException ex) {
            throw new RuntimeException("Error in select()", ex);
        }

        if (index < 0) {
            throw new RuntimeException("Error in select()");
        } else if (index == 0) {
            ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer();
            peers.add(newPeer);
            fds.add(newPeer.getFileDesciptor());
        } else {
            boolean done;
            done = peers.get(index).runOnce();

            if (done) {
                peers.remove(index);
                fds.remove(index);
            }
        }
    }
}

selectRedable() 통해 event 가 들어온 녀석의 index 를 얻게 된다.

application 의 실행요청은 sServerSocket 으로 오게 되는데, 이녀석은 가장 먼저 array fds에 add() 되었기 때문에 index 가 '0' 이다.

이 요청을 받으면 ZygoteConnection 을 생성하고, 이 녀석의 socket의 file descriptor 를 array fds 에 add() 하게 된다.

그리고 나서 runOnce() 에 들어가게 되면, 이제 여기서 process 를 하나 fork() 하고 app 의 main() 을 실행하게 된다.

쿠...sal

[컴][안드로이드] ZygoteInit main() 의 동작

registerZygoteSocket()

preloadClasses()

preloadResouces()

startSystemServer()

runSelectLoopMode() : polling 시작

References

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