Android核心開發：圖解Android系統的啟動過程

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本文是《Android核心開發》系列的第六篇文章，前面的幾篇文章介紹了Android核心開發相關的基礎知識，包括：Android源碼的下載、版本和分支介紹、編譯和燒寫等等，從本文起就要開始真正地進行Android核心的學習及實戰了。

學習任何軟硬體系統，研究系統啟動過程都是一種非常有效地起步手段，搞Android核心開發也不例外。網上有很多文章對Android啟動相關代碼進行分析和走讀，大家可以先搜尋閱讀一下，我個人更喜歡更加直觀的方式去理解未知的東西，包括圖、表、系統輸出的log資訊等等，因此，本文準備通過一些流程圖和log資訊，來探索一下Android的啟動過程。

首先，給出一張圖，圖片來自這裡，我覺得它畫得很好，就引用過來了，協助大家理解和分析。

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第一階段：Android裝置上電後，首先會從處理器片上ROM的啟動引導代碼開始執行，片上ROM會尋找Bootloader代碼，並載入到記憶體。（這一步由“晶片廠商”負責設計和實現）

第二階段：Bootloader開始執行，首先負責完成硬體的初始化，然後找到Linux核心代碼，並載入到記憶體。（這一步由“裝置廠商”負責設計和實現）

第三階段：Linux核心開始啟動，初始化各種軟硬體環境，載入驅動程式，掛載根檔案系統，並執行init程式，由此開啟Android的世界。（這一步則是Android核心開發過程中需要涉及的地方）

Android系統以及各大Linux的發行版，他們的Linux核心部分啟動過程都是差不多的，他們之間最大的區別就在於init程式的不同，因為init程式決定了系統在啟動過程中，究竟會啟動哪些守護進程和服務，以及呈現出怎樣的一個使用者UI介面。

因此，init程式是分析Android啟動過程中最核心的程式。

對應的代碼位於：system/core/init/init.c，工作內容（圖片來自《Embedded Android》這本書）：

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init程式最核心的工作主要有3點：

（1） 建立和掛載一些系統目錄/裝置節點，設定許可權，如：/dev, /proc, and /sys

（2） 解析 init.rc 和 init.<hardware>.rc，並啟動屬性服務，以及一系列的服務和進程。

（3） 顯示boot logo，預設是“Android”字樣

其中，最重要的步驟是第二步，一系列的Android服務在這時被啟動起來，其實Android系統的啟動最重要的過程也就是各個系統服務的啟動，因為系統所有的功能都是依賴這些服務來完成的，比如啟動應用程式，撥打到電話，使用WIFI或者藍芽，播放音視頻等等，只要這些服務都能正常地啟動起來並且正常工作，整個Android系統也就完成了自己的啟動。

這些服務包含2部分，一部分是本地服務，另一部分是Android服務，所有的這些服務都會想ServiceManager進程註冊，由它統一管理，這些服務的啟動過程介紹如下：

（1）本地服務

本地服務是指運行在C++層的系統守護進程，一部分本地服務是init進程直接啟動的，它們定義在init.rc指令碼和init.<hardware>.rc中，如 ueventd、servicemanager、debuggerd、rild、mediaserver等。還有一部分本地服務，是由這些本地服務進一步建立的，如mediaserver服務會啟動AudioFlinger, MediaPlayerService， 以及 CameraService 等本地服務。

我們可以通過查看init.rc和init.<hardware>.rc檔案找出具體有哪些本地服務被init進程直接啟動了，這些檔案的位置：/system/init/rootdir/

注意，每一個由init直接啟動的本地服務都是一個獨立的Linux進程，在系統啟動以後，我們通過adb shell命令進入手機後，輸入top命令就可以查看到這些本地進程的存在：

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（2）Android服務

Android服務是指運行在Dalvik虛擬機器進程中的服務，這些服務的建立流程說明如下：

init進程會執行app_process程式，建立Zygote進程，它是Android系統最重要的進程，所有後續的Android應用程式都是由它fork出來的。

Zygote進程會首先fork出"SystemServer"進程，"SystemServer"進程的全部任務就是將所有的Android核心服務啟動起來，這些服務包括：

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當所有的服務都啟動完畢後，SystemServer會列印出“Making services ready”，然後通過ActivityManager啟動Home介面，並發送“ACTION_BOOT_COMPLETED”廣播訊息。

注意，這些Android服務並沒有各種運行在獨立的進程中，它們由SystemServer以線程的方式建立，所以都運行在同一個進程中，即SystemServer進程中。

（3） 小結

上面的幾張圖我總覺得還不夠盡興，因此文章最後，再給出一張圖協助大家加深一下理解，這幅圖來自《Improving the Boot Time of the Android OS》這篇論文。

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關於圖解Android系統的啟動過程就介紹到這裡了，有任何疑 問或者建議歡迎留言或者來信[email protected]交流，或者關注我的新浪微博 @盧_俊 擷取最新的文章和資訊。

本文出自 “對影成三人” 部落格，請務必保留此出處http://ticktick.blog.51cto.com/823160/1659473

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