mapplauncherd-项⽬解析鲸鲮JingOS

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源码参考
编译
应用办法
源码剖析
框架简述
根底类阐明
要害流程剖析
计划的长处
改良思路

mapplauncherd 是 sailfishos 使⽤的⼀种应⽤启动减速的模块，相似于 Android 的 zygote。最后 mapplauncherd 是由 MeeGo 开发，后被各 Linux based 零碎⽤于应⽤启动的模块。本⽂次要剖析 mapplauncherd 的根本运⾏原理

源码参考

https://github.com/sailfishos/mapplauncherd.git

编译

装置依赖
sudo apt-get install libcap-dev libsystemd-dev libdbus-1-dev mkdir build
&& cd build
cmake ../ 
make

应用办法

# 装置
cd build 
mkdir testbin
DESTDIR=./testbin make install

# 运⾏ daemon
LD_LIBRARY_PATH=./usr/local/lib ./usr/local/libexec/mapplauncherd/booster-generic

# 再关上另⼀个 terminal 运⾏ invoker
./usr/local/bin/invoker -t generic /path/to/exec

源码剖析

文件布局，要害文件解释

invoker ⽬录，⽤来将应⽤信息传递给 launcher daemon 的⼯具
launcherlib ⽬录，其中定义了核⼼的性能类
  appdata 应⽤信息
  booster 启动减速类
  connection 连贯治理
  daemon 守护过程

框架简述

mapplauncherd 整体上分为两个局部

daemon service，主控服务，其作⽤是整体管控应⽤的启动、完结、异样等流程
invoker，应⽤启动⼯具，⽤来告诉 daemon service 启动某个应⽤

根底类阐明

Daemon 类，对 daemon 根底性能的封装，是 mapplauncherd 的主控模块，Daemon 服务过程负责 fork 出 booster 减速过程。

SocketManager ⽤来治理 Booster 监听的 socket ⽂件，该 socket ⽤于 invoker 发送应⽤启动申请。

Booster 类，对于所有 booster 类型的形象，顾名思义，这 booster 是来⽤做应⽤启动减速的基类，⽽被启动应⽤⼀般会被分成⼏种类型，如 Qt/QML 应⽤，一般 native 应⽤，或⽤户⾃定义类型的应⽤。其可能减速的起因就是 Booster 预加载了某些公共资源，如QML 控件、公共库等，基本上提⾼了应⽤的启动速度。Booster 过程还⽤于接管 invoker 发送来的启动申请。

咱们能够创立⼀个新的继承⾃ Booster 基类的 JBooster 类，⽤来加载 JingOS ⾃定义的公共组件。

示例如下：

class JBooster : public Booster
{
public:
    JBooster() {}
protected:
    bool preload() {
         // 加载公共库⽂件
        // 加载 QML 公共控件
    }
};

类关系如下：

要害流程剖析

初始化流程

⽤户需先⾏确定好⼀种启动 booster daemon 服务的⽅法，如利⽤ systemd 机制开机⾃启动。

⾸先创立⾃定义 Booster，即 JBooster，而后创立 Daemon 类对象，将 JBooster 对象传⼊ Daemon。

Daemon 构造函数中创立⼀个 socketpair，⽤来与 fork 进去的 booster 减速过程通信，具体通信的内容会在后⽂中介绍。

Daemon 结构后调⽤ run 进⼊主循环，为⼦过程（booster过程）创立⽤于接管 invoker 申请的 socket，其实在 booster 过程 fork 之后再创立这个 socket 也是能够的，mapplauncherd 在 Daemon 过程中就将 socket 创立好也应该是为了减速的⽬的。

资源筹备好后开始 fork booster ⼦过程，⼦过程对 Booster 类对象进⾏初始化，次要设置两个 socket，与⽗过程通信的newBoosterLauncherSocket和⽤于接管 invoker 申请的 socketFd

初始化完结即进⼊主循环期待 invoker 的连贯。

signal 信号处理流程

如果⽤户 kill daemon 过程的话，mapplauncherd 须要做怎么的解决呢？在 Daemon 构造函数中定义了信号处理函数

以下代码仅展现 signal 解决相干的内容

Daemon::Daemon(int &argc, char *argv[]) {

    // Install signal handlers. The original handlers are saved
   // in the daemon instance so that they can be restored in boosters. 
  setUnixSignalHandler(SIGCHLD, write_to_signal_pipe);// reap zombies 
  setUnixSignalHandler(SIGINT, write_to_signal_pipe); // exit launcher 
  setUnixSignalHandler(SIGTERM, write_to_signal_pipe);// exit launcher 
  setUnixSignalHandler(
      SIGUSR1, write_to_signal_pipe);// enter normal mode from boot mode 
  setUnixSignalHandler(
      SIGUSR2, write_to_signal_pipe);    // enter boot mode (same as --boot-mode) 
  setUnixSignalHandler(SIGPIPE, write_to_signal_pipe);// broken invoker's pipe 
  setUnixSignalHandler(SIGHUP, write_to_signal_pipe); // re-exec
}

信号统⼀由 write_to_signal_pipe 函数解决

static void write_to_signal_pipe(int sig) { 
    char v =   (char) sig;
    if (write(Daemon::instance()->sigPipeFd(), &v, 1) != 1) {
        /* If we can't write to internal signal forwarding
    * pipe, we might as well quit */
       const char m[] = "*** signal pipe write failure - terminating\n";
       if (write(STDERR_FILENO, m, sizeof m - 1) == -1) {
           // dontcare
       }
       _exit(EXIT_FAILURE);
    }

write_to_signal_pipe 函数很简略，只是向 sigPipeFd() 中写⼊具体是什么信号，pipe 是在 Daemon 构造函数中创立，读端曾经加⼊到了 poll set 中，写⼊时即触发 poll，解决相应的信号。这样解决的起因是在 signal handler 中最好不要做太多的逻辑解决，更不能操作 heap memory，如 malloc 之类的调⽤，这样会导致死锁，详⻅《Unix 环境⾼级编程》中的解说。

Daemon 是零碎要害服务，如果它退出之后须要将所有经由 booster 启动的应⽤退掉。

case SIGINT:
case SIGTERM: { for (;;) {
// 遍历所有 booster 过程 pid
PidVect::iterator iter(m_children.begin()); if (iter == m_children.end())
// 遍历完结后 break 出循环
break;
pid_t booster_pid = *iter;

/* Terminate booster */ kill_process("booster", booster_pid);
}

Logger::logDebug("booster exit");

// Daemon 过程退出
exit(EXIT_SUCCESS);
break;
}

当接管到应⽤过程退出的信号后回收⼦过程，即调⽤ waitpid

case SIGCHLD:
     reapZombies(); 
     break;

invoker 申请流程

桌⾯启动应⽤本质上是调⽤ invoker 命令，invoker 的参数中蕴含须要启动应⽤的可执⾏程序，如⽂章前⾯介绍的使⽤⽅法的中提到的。

invoker 连贯 booster 的 socket ⽂件，将须要启动的应⽤的可执⾏⽂件门路传给 booster，booster 须要为应⽤筹备沙盒环境，如uid等配置，出于平安⽅⾯的思考，须要指定应⽤能够具备的能⼒，⼀切就绪后开始加载 main 函数。

最初向 daemon 发送启动胜利的信息，daemon 再次启动⼀个 booster ⽤于⼀次应⽤的启动申请。

应⽤启动流程

为了⽀持 mapplauncherd 的启动机制，应⽤的可执⾏程序须要是 shared object ⽽不能是 executable，这就须要在编译时加⼊ -pie (position independent executable) 选项(gcc )，并将 main 函数 export 进去。

加载应⽤ main 函数的过程如下：

void *Booster::loadMain() {
  // Setup flags for dlopen 

  int dlopenFlags = RTLD_LAZY;

  if (m_appData->dlopenGlobal())
    dlopenFlags |= RTLD_GLOBAL;

  else
    dlopenFlags |= RTLD_LOCAL;


#if (PLATFORM_ID == Linux) && defined( GLIBC ) 
  if (m_appData->dlopenDeep())
    dlopenFlags |= RTLD_DEEPBIND; 
#endif


  // 关上 invoker 发送过去的可执⾏程序
  void *module = dlopen(m_appData->fileName().c_str(), dlopenFlags);


  dlerror();
  // 导出 main 函数
  m_appData->setEntry(reinterpret_cast<entry_t>(dlsym(module, "main")));


  const char *error_s = dlerror(); 
  if (error_s != NULL)
    throw std::runtime_error(
       std::string("Booster: Loading symbol 'main' failed: '") + error_s +
       "'\n");


  return module;
}

~
~

执行过程

int Booster::launchProcess() { 
  setEnvironmentBeforeLaunch();

  // 加载 main 函数
  loadMain();

  // 调⽤ main 函数
  const int retVal = m_appData->entry()(m_appData->argc(),
                                        const_cast<char **>(m_appData->argv()));

  return retVal;
}

计划的长处

开发者可⾃定义 Booster 类，定制须要预加载的资源及应⽤启动前的筹备流程
可配置沙盒及能⼒管制，确保零碎的平安
利⽤ fork 零碎调⽤的 COW 机制，节约零碎内存

改良思路

个⼈感觉 zygote 的构造更好正当，mapplauncherd 的 daemon 服务齐全能够作为应⽤孵化器，监听所有 invoker 申请，当有 invoker 申请连⼊时才开始 fork ⼦过程。⽽不是事后 fork 出⼀个 booster，在 load main 函数之后再让 daemon fork 另⼀个 booster，这个过程感觉上是多余的，zygote 的流程更加简洁。

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