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Android系统开发实战：添加自定义开机启动服务

1. 引言

1.1 业务场景描述

在Android系统级开发中，经常需要实现某些功能在设备开机时自动执行，例如初始化硬件配置、启动守护进程、设置系统属性或加载特定驱动模块。这类需求广泛应用于智能终端、工业控制设备和定制化ROM开发中。

本文将围绕“如何在Android 8.0系统中添加一个自定义的开机启动Shell脚本”展开，详细介绍从脚本编写到SELinux权限配置的完整流程，并结合实际工程经验提供可落地的解决方案。

1.2 痛点分析

传统的应用层BroadcastReceiver监听BOOT_COMPLETED事件存在明显局限：

• 启动时机较晚，依赖Zygote进程和AMS服务已就绪
• 受限于应用权限模型，无法进行底层系统操作
• 易被系统优化策略（如冻结、省电模式）阻止运行

而通过init机制注册的服务则可以在系统早期阶段运行，具备更高的执行优先级和更广的操作权限，是实现系统级自动化任务的理想方式。

1.3 方案预告

本文将采用原生init服务机制，在Android 8.0系统上实现一个自定义开机脚本的注册与执行，涵盖以下关键步骤：

• 编写符合规范的Shell脚本
• 配置init.rc中的service项
• 添加SELinux安全策略支持
• 调试与验证方法

该方案已在真实MTK平台项目中验证通过，适用于大多数AOSP兼容设备。

2. 技术方案选型

2.1 可行性方案对比

核心结论：对于需要深度集成且稳定运行的系统服务，推荐使用init.rc或vendor_init.rc注册service的方式。

2.2 最终选择：init.rc service机制

选择理由如下：

• 启动可控性强：可通过class、oneshot等关键字精确控制执行时机与行为
• 权限模型完善：配合SELinux策略可实现最小权限原则下的安全执行
• 生命周期明确：由init进程统一管理，支持重启、超时检测等机制
• 日志可追溯：输出信息可通过dmesg或logcat -b events查看

3. 实现步骤详解

3.1 编写Shell脚本

创建文件init.test.sh，内容如下：

#!/system/bin/sh # 注意：Shebang必须正确指向Android系统的shell路径 # 错误路径会导致脚本无法执行且无明显报错 # 示例功能：设置一个测试属性，用于验证脚本是否成功执行 setprop test.boot.script.executed 1 # 可选：记录时间戳便于调试 current_time=$(date +%s) setprop test.boot.script.timestamp $current_time # 输出日志到kmsg（可在dmesg中查看） echo "[init] Test script executed at $(date)" > /dev/kmsg

关键注意事项：

• 脚本首行必须为#!/system/bin/sh或#!/system/xbin/sh
• 建议先手动推送至设备并执行sh /system/bin/init.test.sh测试语法正确性
• 避免在测试阶段创建文件或修改权限，以免引入额外变量

3.2 将脚本集成到系统镜像

将init.test.sh放入系统镜像的/system/bin/目录下。通常做法是在设备厂商的device.mk或product.mk中添加：

# device/your_company/your_device/device.mk PRODUCT_COPY_FILES += \ device/your_company/your_device/init.test.sh:system/bin/init.test.sh

确保赋予可执行权限：

# 或者使用 PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES 设置权限 PRODUCT_PACKAGES += \ init.test.sh # 并在对应的 .rc 文件中声明权限

3.3 在init.rc中注册服务

不建议直接修改根目录下的init.rc，应优先查找是否存在厂商提供的扩展rc文件，如：

• init.vendor.rc
• init.mtk.rc
• init.qcom.rc
• init.<platform>.rc

若不存在，则可在init.rc末尾添加（但不符合最佳实践）：

service test_boot_service /system/bin/init.test.sh class main user root group root oneshot disabled seclabel u:r:test_boot_service:s0

属性说明：

• class main：属于main类，将在boot class之后执行
• user/group root：以root身份运行
• oneshot：只执行一次，完成后不重启
• disabled：默认不启用，便于调试；正式版本可移除
• seclabel：指定SELinux上下文标签

提示：使用disabled标志可在调试期间通过adb shell setprop ctl.start test_boot_service手动触发执行。

3.4 创建SELinux策略文件

SELinux是Android安全架构的核心组件，任何新服务都必须声明相应的安全上下文。

（1）定义Type Enforcement文件

新建test_boot_service.te文件：

# SELinux policy for custom boot service type test_boot_service, coredomain; # 可执行文件类型 type test_boot_service_exec, exec_type, file_type; # 允许init域转换到该域 init_daemon_domain(test_boot_service) # 根据实际需求添加权限 allow test_boot_service self:process { transition }; allow test_boot_service self:capability { dac_override }; # 若需访问系统属性 allow test_boot_service system_prop:file { read open getattr }; get_prop(test_boot_service, system_prop) # 若需写入kmsg allow test_boot_service kmsg_device:chr_file write;

（2）关联文件上下文

在file_contexts文件中添加：

/system/bin/init\.test\.sh u:object_r:test_boot_service_exec:s0

路径示例：

• AOSP标准路径：external/sepolicy/file_contexts
• MTK平台：device/mediatek/sepolicy/basic/non_plat/file_contexts

（3）编译策略模块

确保.te文件被纳入构建系统，常见于：

• BoardConfig.mk中包含BOARD_SEPOLICY_DIRS
• 或通过sepolicy_policy.conf引入

3.5 构建与烧录系统镜像

完成上述配置后，重新编译系统镜像：

source build/envsetup.sh lunch your_target-userdebug make -j$(nproc) bootimage systemimage vendorimage

烧录至设备后重启，观察执行结果。

4. 调试与问题排查

4.1 验证服务是否注册

# 查看所有init服务 adb shell getprop | grep init.svc # 检查目标服务状态 adb shell getprop init.svc.test_boot_service # 正常情况应返回 running 或 stopped

4.2 查看执行日志

# 查看内核日志（包含脚本中的echo输出） adb shell dmesg | grep "Test script" # 查看init进程日志 adb logcat -b events | grep "starting\|stopped" | grep test_boot_service # 检查SELinux拒绝记录 adb logcat | grep avc # 出现avc denied表示缺少SELinux权限

4.3 常见问题及解决方案

问题1：脚本未执行，init.svc.xxx状态为invalid

原因：脚本文件权限不足或路径错误
解决：确认/system/bin/init.test.sh存在且具有可执行权限（chmod 755）

问题2：AVC Denied错误频繁出现

示例日志：

avc: denied { execute } for name="init.test.sh" dev="mmcblk0pXX"

解决步骤：

1. 根据denied内容判断缺失权限
2. 在.te文件中补充相应allow规则
3. 重新编译sepolicy并刷机

问题3：脚本执行后立即崩溃

排查方向：

• 使用dmesg查看是否有segmentation fault
• 检查shebang是否正确
• 避免使用bash特有语法（Android默认shell为ash）

5. 总结

5. 总结

本文详细介绍了在Android 8.0系统中添加自定义开机启动服务的完整流程，重点包括：

• 技术价值总结：通过init机制实现系统级服务的早期启动，突破应用层广播的限制，满足对启动时机和权限要求较高的场景需求。
• 核心收获：掌握了从脚本编写、init配置到SELinux策略适配的全链路开发能力，理解了Android系统启动流程与安全机制的协同工作原理。
• 避坑指南：
  1. 必须正确设置脚本的Shebang路径；
  2. 即使关闭SELinux也需配置file_contexts；
  3. 建议使用disabled+手动启动方式进行调试；
  4. 日志输出优先使用/dev/kmsg而非logcat。

推荐最佳实践

1. 分离逻辑：复杂逻辑建议用C/C++编写二进制程序，Shell脚本仅作调用入口
2. 权限最小化：SELinux策略遵循最小权限原则，避免permissive域
3. 版本兼容性：注意不同Android版本init语法差异（如Android 9+ Treble架构变化）
4. 模块化设计：将自定义服务封装为独立模块，便于维护与复用

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