android开发分享Android Toybox简述

Android Q版本中，许多Linux命令以及Android自带的命令并不是都有自身的二进制文件存在/system/bin/目录下，而是集成在toybox这个二进制文件中，通过toybox来执行对应的命令；可以看到下面的命令很多都是软链接到toybox上。

lrwxr-xr-x  1 root shell       6 2009-01-01 08:00 ln -> toybox lrwxr-xr-x  1 root shell       6 2009-01-01 08:00 load_policy -> toybox  lrwxr-xr-x  1 root shell       6 2009-01-01 08:00 log -> toybox 

 
在该工具对应源码下的README中，首行就是其用途的介绍，是一个集成多个Linux命令行的工具。

Toybox: all-in-one Linux command line.    //多合一Linux命令行。 

源码在AOSP中的此目录下。

android/external/toybox/ 

接下来简单介绍下toybox是如何调起其他命令来执行的。首先看下对应的Android.bp文件，看下是如何编译的，需要什么依赖。

cc_binary {     name: "toybox",     defaults: ["toybox-defaults"],     host_supported: true,     recovery_available: true,     shared_libs: toybox_libraries,     target: {         darwin: {             enabled: false,         },     }, } 

从中可以看到依赖toybox-defaults，而这个依赖是在bp文件的开头，由于篇幅过长，这里不再列举，我们从这边看起只是为了找到入口函数，其依赖中有main.c文件，并且有main函数，所以从这里面看起。

int main(int argc, char *argv[]) {   if (!*argv) return 127;   else {     int stack;     toys.stacktop = &stack;   }    if (CFG_TOYBOX_ON_ANDROID) signal(SIGPIPE, SIG_DFL);    if (!CFG_TOYBOX_FORK) {     if (0x80 & **argv) {       **argv &= 0x7f;       toys.stacktop = 0;     }   }    if (CFG_TOYBOX) {  //默认是1     // Call the multiplexer, adjusting this argv[] to be its' argv[1].     // (It will adjust it back before calling toy_exec().)     toys.argv = argv-1;     toybox_main();   } else {     // a single toybox command built standalone with no multiplexer     toy_singleinit(toy_list, argv);     toy_list->toy_main();   }   xexit(); } 

main函数中比较简单，先判断参数是否异常，然后将参数放到toys结构体中，调用toybox_main()继续往下执行。在toybox_main中完成命令的执行，这些命令又都是存在toy_list这张映射表中。通过toy_exec中的toy_find可以找到，查找方式是通过二分法进行查找，因为所有的命令在数组中是有序的，找到后将指针赋值给which这个结构体指针。

void toybox_main(void) {   static char *toy_paths[]={"usr/","bin/","sbin/",0};   int i, len = 0;    if (toys.argv[1]) {     toy_exec(toys.argv+1);   //存在参数的话就寻找参数中要执行的命令；     if (0<readlink(toys.argv[1], libbuf, sizeof(libbuf)))        toy_exec_which(toy_find(basename(libbuf)), toys.argv);   }    // For early error reporting   toys.which = toy_list;    if (toys.argv[1] && toys.argv[1][0] != '-') unknown(toys.argv[1]);    // Output list of command.   //没有找到对应的命令，则输出所有toy_list中包含的命令   for (i=1; i<ARRAY_LEN(toy_list); i++) {     int fl = toy_list[i].flags;     if (fl & TOYMASK_LOCATION) {       if (toys.argv[1]) {         int j;         for (j=0; toy_paths[j]; j++)           if (fl & (1<<j)) len += printf("%s", toy_paths[j]);       }       len += printf("%s",toy_list[i].name);       if (++len > 65) len = 0;       xputc(len ? ' ' : 'n');     }   }   xputc('n'); }  void toy_exec_which(struct toy_list *which, char *argv[]) {   // Return if we can't find it (which includes no multiplexer case),   if (!which) return;    if (!CFG_TOYBOX_NORECURSE && toys.stacktop)     if (labs((long)toys.stacktop-(long)&which)>6000) return;    if (toys.which && (which->flags&TOYFLAG_ROOTONLY) && toys.wasroot) return;    toy_init(which, argv);   if (toys.which) toys.which->toy_main();  //执行对应命令所在入口函数；   xexit(); }  void toy_init(struct toy_list *which, char *argv[]) {  ...   // Continue to portion of init needed by standalone commands   toy_singleinit(which, argv); }  static void toy_singleinit(struct toy_list *which, char *argv[]) {   toys.which = which;   toys.argv = argv;   ... } 

toy_exec_which中会先做检查，然后在toy_init中完成命令的初始化，通过toy_singleinit将对应命令和命令的参数存放到toys中。
 
真正关键的部分为if (toys.which) toys.which->toy_main()，这一步会真正调起对应命令所在的入口函数，执行对应命令的逻辑；这里需要看下toy_main的定义，是在toy_list 结构体中的一个函数指针。在main.c中定义了该结构体数组，是在newtoys.h声明的宏定义，拿df这个命令来举例，toy_main指向了df_main这个函数，所以通过该入口可以真正调起df的逻辑入口，执行完之后就退出。其他的基本都类似。

struct toy_list toy_list[] = { #include "generated/newtoys.h" };  //newtoys.h USE_DF(NEWTOY(df, "HPkhit*a[-HPkh]", TOYFLAG_SBIN))  #define NEWTOY(name, opts, flags) {#name, name##_main, OPTSTR_##name, flags}, #define OLDTOY(name, oldname, flags)    {#name, oldname##_main, OPTSTR_##oldname, flags},  extern struct toy_list {   char *name;  //df   void (*toy_main)(void);   //df_main   char *options;     //OPTSTR_df   unsigned flags;   //TOYFLAG_SBIN } toy_list[]; 

后面各个命令的具体逻辑就不再赘述了，和Linux原生的命令原理相同，部分会在Android上进行微调。综合上面的来看，实现的逻辑比较简单，通过一个统一的入口，在映射表中查找对应的命令，通过函数指针调起具体命令的逻辑，最终完成命令的执行。