Android 啟動過程詳解

Android從Linux系統啟動有4個步驟；

(1) init程式啟動

(2) Native服務啟動

(3) SystemServer，Android服務啟動

(4) Home啟動

 

總體啟動框架圖如：

 

第一步：initial程式(system/core/init)

 

    init程式，它是一個由核心啟動的使用者級程式。核心自行啟動（已經被載入記憶體，開始執行，並已初始化所有的裝置驅動程式和資料結構等）之後，就通過啟動一個使用者級程式init的方式，完成引導程式。init始終是第一個程式.

Init.rc

Init.marvell.rc

Init程式一起來就根據init.rc和init.xxx.rc指令碼檔案建立了幾個基本的服務：

•  servicemanamger
•  zygote

。。。

最後Init並不退出，而是擔當起propertyservice的功能。

 

1.1指令碼檔案

init@System/Core/Init

Init.c： parse_config_file(Init.rc)

   @parse_config_file(Init.marvel.rc)

解析指令碼檔案：Init.rc和Init.xxxx.rc(硬體平臺相關)

 

Init.rc是Android自己規定的初始化指令碼(Android Init Language,System/Core/Init/readme.txt)

該指令碼包含四個型別的宣告：

• Actions
• Commands
• Services
• Options.

1.2服務啟動機制

 

我們來看看Init是這樣解析.rc檔案開啟服務的。

（1）開啟.rc檔案，解析檔案內容@system/core/init/init.c

將service資訊放置到service_list中。@system/core/init parser.c

（2）restart_service()@system/core/init/init.c

service_start

execve(…).建立service程式。

 

第二步 Zygote

Servicemanager和zygote程式就奠定了Android的基礎。Zygote這個程式起來才會建立起真正的Android執行空間，初始化建立的Service都是Navtiveservice.在.rc指令碼檔案中zygote的描述：

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin--zygote --start-system-server

所以Zygote從main(…)@frameworks/base/cmds/app_main.cpp開始。

(1) main(…)@frameworks/base/cmds/app_main.cpp

• 建立JavaRuntime
• runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", startSystemServer);

 

(2) runtime.start@AndroidRuntime.cpp

• 建立虛擬機器
• 執行：com.android.internal.os.ZygoteInit：main函式。

 

（3）main()@com.android.internal.os.ZygoteInit//正真的Zygote。

• registerZygoteSocket();//登記Listen埠
• startSystemServer();
• 進入Zygote服務框架。

經過這幾個步驟，Zygote就建立好了，利用Socket通訊，接收ActivityManangerService的請求，Fork應用程式。

 

 

第三步 SystemServer

 

startSystemServer@com.android.internal.os.ZygoteInit在Zygote上fork了一個程式: com.android.server.SystemServer.於是SystemServer@(SystemServer.java）就建立了。Android的所有服務迴圈框架都是建立SystemServer@(SystemServer.java）上。在SystemServer.java中看不到迴圈結構，只是可以看到建立了init2的實現函式，建立了一大堆服務，並AddService到serviceManager。

main() @ com/android/server/SystemServer

{

init1();

}

Init1()是在Native空間實現的（com_andoird_server_systemServer.cpp）。我們一看這個函式就知道了，init1->system_init()@System_init.cpp

 

在system_init()我們看到了迴圈閉合管理框架。

{

Call "com/android/server/SystemServer","init2"

…..

ProcessState::self()->startThreadPool();

    IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

init2()@SystemServer.java中建立了Android中所有要用到的服務。

這個init2（）建立了一個執行緒，來NewService和AddService來建立服務

 

第三步 Home啟動

在ServerThread@SystemServer.java後半段，我們可以看到系統在啟動完所有的Android服務後，做了這樣一些動作：

（1） 使用xxx.systemReady()通知各個服務，系統已經就緒。

(2)  特別對於ActivityManagerService.systemReady(回撥)

Widget.wallpaper,imm(輸入法)等ready通知。

 

Home就是在ActivityManagerService.systemReady()通知的過程中建立的。下面是ActivityManagerService.systemReady()的虛擬碼：

systemReady()@ActivityManagerService.java

resumeTopActivityLocked()

startHomeActivityLocked();//如果是第一個則啟動HomeActivity。

startActivityLocked（。。。）CATEGORY_HOME

 

 

Android的開機流程 
  
1.    系統引導bootloader 
1)        原始碼：bootable/bootloader/* 
2)        說明：加電後，CPU將先執行bootloader程式，此處有三種選擇 
a)        開機按Camera+Power啟動到fastboot，即命令或SD卡燒寫模式，不載入核心及檔案系統，此處可以進行工廠模式的燒寫 
b)        開機按Home+Power啟動到recovery模式，載入recovery.img，recovery.img包含核心，基本的檔案系統，用於工程模式的燒寫 
c)        開機按Power，正常啟動系統，載入boot.img，boot.img包含核心，基本檔案系統，用於正常啟動手機（以下只分析正常啟動的情況） 2.    核心kernel 
1)        原始碼：kernel/* 
2)        說明：kernel由bootloader載入 3.    檔案系統及應用init 
1)        原始碼：system/core/init/* 
2)        配置檔案：system/rootdir/init.rc， 
3)        說明：init是一個由核心啟動的使用者級程式，它按照init.rc中的設定執行：啟動服務（這裡的服務指linux底層服務，如adbd提供adb支援，vold提供SD卡掛載等），執行命令和按其中的配置語句執行相應功能 4.    重要的後臺程式zygote 
1)        原始碼：frameworks/base/cmds/app_main.cpp等 
2)        說明：zygote是一個在init.rc中被指定啟動的服務，該服務對應的命令是/system/bin/app_process 
a)        建立Java Runtime，建立虛擬機器 
b)        建立Socket接收ActivityManangerService的請求，用於Fork應用程式 c)        啟動System Server 
5.    系統服務system server 
1)        原始碼：frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java 
2)        說明：被zygote啟動，通過System Manager管理android的服務（這裡的服務指frameworks/base/services下的服務，如衛星定位服務，剪下板服務等） 6.    桌面launcher 
1)        原始碼：ActivityManagerService.java為入口，packages/apps/launcher*實現 
2)        說明：系統啟動成功後SystemServer使用xxx.systemReady()通知各個服務，系統已經就緒，桌面程式Home就是在ActivityManagerService.systemReady()通知的過程中建立的，最終呼叫 ()啟launcher 7.    解鎖 
1)        原始碼： 
frameworks/policies/base/phone/com/android/internal/policy/impl/*lock* 
2)        說明：系統啟動成功後SystemServer呼叫wm.systemReady()通知WindowManagerService，進而呼叫PhoneWindowManager，最終通過LockPatternKeyguardView顯示解鎖介面，跟蹤程式碼可以看到解鎖介面並不是一個Activity，這是隻是向特定層上繪圖，其程式碼了存放在特殊的位置 8.    開機自啟動的第三方應用程式