Android_开机启动流程

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1、Android的开机流程1. 系统引导bootloader1) 源码：bootable/bootloader/*2) 说明：加电后，CPU将先执行bootloader程序，此处有三种选择a) 开机按Camera+Power启动到fastboot，即命令或SD卡烧写模式，不加载内核及文件系统，此处可以进行工厂模式的烧写b) 开机按Home+Power启动到recovery模式，加载recovery.img，recovery.img包含内核，基本的文件系统，用于工程模式的烧写c) 开机按Power，正常启动系统，加载boot.img，boot.img包含内核，基本文件系统，用于正常启动手机（以下只

2、分析正常启动的情况）2. 内核kernel1) 源码：kernel/*2) 说明：kernel由bootloader加载3. 文件系统及应用init1) 源码：system/core/init/*2) 配置文件：system/rootdir/init.rc，3) 说明：init是一个由内核启动的用户级进程，它按照init.rc中的设置执行：启动服务（这里的服务指linux底层服务，如adbd提供adb支持，vold提供SD卡挂载等），执行命令和按其中的配置语句执行相应功能4. 重要的后台程序zygote1) 源码：frameworks/base/cmds/app_main.cpp等2) 说明：

3、zygote是一个在init.rc中被指定启动的服务，该服务对应的命令是/system/bin/app_processa) 建立Java Runtime，建立虚拟机b) 建立Socket接收ActivityManangerService的请求，用于Fork应用程序c) 启动System Server5. 系统服务system server1) 源码：frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java2) 说明：被zygote启动，通过System Manager管理android的服务（这里的服务指framewo

4、rks/base/services下的服务，如卫星定位服务，剪切板服务等）6. 桌面launcher1) 源码：ActivityManagerService.java为入口，packages/apps/launcher*实现2) 说明：系统启动成功后SystemServer使用xxx.systemReady()通知各个服务，系统已经就绪，桌面程序Home就是在ActivityManagerService.systemReady()通知的过程中建立的，最终调用 ()启launcher7. 解锁1) 源码：frameworks/policies/base/phone/com/android/int

5、ernal/policy/impl/*lock*2) 说明：系统启动成功后SystemServer调用wm.systemReady()通知WindowManagerService，进而调用PhoneWindowManager，最终通过LockPatternKeyguardView显示解锁界面，跟踪代码可以看到解锁界面并不是一个Activity，这是只是向特定层上绘图，其代码了存放在特殊的位置8. 开机自启动的第三方应用程序1) 源码：frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java2)

6、 说明：系统启动成功后SystemServer调用ActivityManagerNative.getDefault().systemReady()通知ActivityManager启动成功，ActivityManager会通过置变量mBooting，通知它的另一线程，该线程会发送广播android.intent.action.BOOT_COMPLETED以告知已注册的第三方程序在开机时自动启动。9. 总结综上所述，系统层次关于启动最核心的部分是zygote(即app_process)和system server，zygote它负责最基本的虚拟机的建立，以支持各个应用程序的启动，而system

7、server用于管理android后台服务，启动步骤及顺序。10. 参考Android 启动过程详解Android从Linux系统启动有4个步骤；(1) init进程启动(2) Native服务启动(3) System Server，Android服务启动(4) Home启动总体启动框架图如：第一步：initial进程(system/core/init) init进程，它是一个由内核启动的用户级进程。内核自行启动（已经被载入内存，开始运行，并已初始化所有的设备驱动程序和数据结构等）之后，就通过启动一个用户级程序init的方式，完成引导进程。init始终是第一个进程.Init.rcInit.ma

8、rvell.rcInit进程一起来就根据init.rc和init.xxx.rc脚本文件建立了几个基本的服务：servicemanamger zygote 。最后Init并不退出，而是担当起property service的功能。1.1脚本文件initSystem/Core/InitInit.c： parse_config_file(Init.rc) parse_config_file(Init.marvel.rc)解析脚本文件：Init.rc和Init.xxxx.rc(硬件平台相关)Init.rc是Android自己规定的初始化脚本(Android Init Language, System/

9、Core/Init/readme.txt)该脚本包含四个类型的声明：Actions Commands Services Options. 1.2 服务启动机制我们来看看Init是这样解析.rc文件开启服务的。（1）打开.rc文件，解析文件内容 system/core/init/init.c将service信息放置到service_list中。 system/core/init parser.c（2）restart_service() system/core/init/init.c service_start execve().建立service进程。第二步 Zygote Servicemana

10、ger和zygote进程就奠定了Android的基础。Zygote这个进程起来才会建立起真正的Android运行空间，初始化建立的Service都是Navtive service.在.rc脚本文件中zygote的描述：service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin -zygote -start-system-server所以Zygote从main()frameworks/base/cmds/app_main.cpp开始。(1) main()frameworks/base/cmds/app_main.cpp建立Java Ru

11、ntime runtime.start(com.android.internal.os.ZygoteInit, startSystemServer); (2) runtime.startAndroidRuntime.cpp建立虚拟机 运行：com.android.internal.os.ZygoteInit：main函数。 （3）main()com.android.internal.os.ZygoteInit/正真的Zygote。registerZygoteSocket();/登记Listen端口 startSystemServer(); 进入Zygote服务框架。 经过这几个步骤，Zygot

12、e就建立好了，利用Socket通讯，接收ActivityManangerService的请求，Fork应用程序。第三步 System ServerstartSystemServercom.android.internal.os.ZygoteInit在Zygote上fork了一个进程:com.android.server.SystemServer.于是SystemServer(SystemServer.java）就建立了。Android的所有服务循环框架都是建立SystemServer(SystemServer.java）上。在SystemServer.java中看不到循环结构，只是可以看到建立

13、了init2的实现函数，建立了一大堆服务，并AddService到service Manager。main() com/android/server/SystemServer init1();Init1()是在Native空间实现的（com_andoird_server_systemServer.cpp）。我们一看这个函数就知道了，init1-system_init() System_init.cpp在system_init()我们看到了循环闭合管理框架。 Call com/android/server/SystemServer, init2 . ProcessState:self()-sta

14、rtThreadPool(); IPCThreadState:self()-joinThreadPool();init2()SystemServer.java中建立了Android中所有要用到的服务。这个init2（）建立了一个线程，来New Service和AddService来建立服务第三步 Home启动在ServerThreadSystemServer.java后半段，我们可以看到系统在启动完所有的Android服务后，做了这样一些动作：（1） 使用xxx.systemReady()通知各个服务，系统已经就绪。(2) 特别对于ActivityManagerService.systemRe

15、ady(回调) Widget.wallpaper,imm(输入法)等ready通知。Home就是在ActivityManagerService.systemReady()通知的过程中建立的。下面是ActivityManagerService.systemReady()的伪代码：systemReady()ActivityManagerService.java resumeTopActivityLocked() startHomeActivityLocked();/如果是第一个则启动HomeActivity。 startActivityLocked（。）CATEGORY_HOMEAndroid 启

16、动过程1. Boot系统初始化， 具体过程参见(systemcoreinitInit.c)中的main函数，这时候，手机或者模拟器出现的画面是一个console，显示“ANDROID”msg。 2. 初始化成功后，就开始mounting系统，具体参见(systemcoremountdMountd.c) 中的main函数。 3接下来运行ndroidRuntime，并开始启动java虚拟机dalvikvm。 4. Java虚拟机启动成功后，开始系统初始化。系统初始的第一步是用JNI方式实现的，对应java代码为(frameworksbaseservicesjavacomandroidserverS

17、ystemServer.java) init1（Native）函数，对应的JNI C+代码为(frameworksbasecorejniservercom_android_server_SystemServer.cpp)，而实现的C+代码为 (frameworksbasecmdssystem_serverlibrary System_init.cpp) 中的system_init（）函数。 5. system_init调用SurfaceFlinger，SurfaceFlinger的readyToRun()函数用BootAnimation来实现开机动画，这时候手机或者模拟器显示是一副背景图加一个

18、动态的小机器人。 6. 系统初始化的第二步，将启动ServerThread进程，参见SystemServer.init2()。ServerThread将启动各种系统服务，如Power Manager、Activity Manager等等，具体参见ServerThread的run函数，ServerThread同在SystemServer.java中。 7.这之后的事，应该就是进入系统了。（这部分没有调查过）。对Android启动过程的进一步研究对于关注Android底层的朋友来说，其具体的启动过程应该是比较吸引我们的。但是很多启动文件什么的，都得adb push到host上来看，挺不方便的，都怪

19、Android自带的Toolbox太简略了。所以在深入了解Android的启动流程之前，我们来把Busybox安装到Android上去，这样，就有很多工具供我们使用了。 首先去busybox主页 下载最新版本的源代码，然后用arm的交叉编译器编译出busybox的可执行程序，编译的时候需要注意一些设置选项，例如Build Options Build BusyBox as a static binary (no shared libs) 这个要选上，因上这样子编译出来的busyBox才是可以独立运行的。Do you want to build BusyBox with a Cross Compi

20、ler? (/HOME/toolchains/gcc-4.0.2-glibc-2.3.5/arm-9tdmi-linux-gnu/bin/arm-9tdmi-linux-gnu 这是交叉编译器的路径，要根据具体的情况来设置。Installation Options Dont use /usr这样子编译出来的busybox才不会安装到你主机的/usr目录下。一定要选上。busybox的功能选项根据需要自选,但是不要太贪心.OK，这里就不纠缠于编译busybox的东西了，网上资料无数。接下来，我们把busybox安装到模拟器上去。先在模拟器上随便建一个busybox的文件夹，然后进入busybox

21、可执行文件目录，使用命令adb push busybox.asc /data/busybox/busybox然后进入adb shell，chmod 777 ./busybox，就可以直接使用了。但现在还是不方便，总不能每用一个命令就输一次busybox吧?所以，我们可以先用./busybox -install将程序都安装到当前目录下，然后把当前目录添加到PATH变量中即可。暂时使用export来添加吧，如果想永久添加，往下看。好了，准备工作完成，开始研究的工作了。既然是研究启动过程，那当然是先看看init.rc文件。去etc目录打开它，分析一下内容，首先是对env的定义，也就是全局环境变量的定

22、义，接下来的建立和初始化里面的内容目前还不清楚什么意思，紧接着就是系统启动时运行的初始进程信息，这个比较有意思，包括了usbd-config和qemu，qemu自不用说，而usbd-config作为初始启动的进程，应该就是和上一篇文章猜的一样，用来调试或者usb通信的。往下看，是在初始启动进程完成之后开始启动的服务进程，这些进程如果因故退出，会自动重启。这里面包括了console控制台，adbd监护进程，usbd监护进程，debuggerd监护进程等.除去这些守护进程，能引起我们注意的，是runtime和zygote。这两个进程似乎掌管着其他进程以及应用程序的启动。现在，来让我们做一个实验吧，

23、将自动调用的启动过程变成手动，看看启动流程具体是什么样的。想达到这个目的，首先就是要修改init.rc文件，当然不是在模拟器的console中改，一是不能改，二是你改了也没用，下次加载就会给你覆盖了。所以，我们要从原始镜像ramdisk.img入手了。从2.6标准Linux内核开始，initrd.img都采用cpio压缩，猜测ramdisk.img也一样，需要使用gunzip解压缩，然后再使用cpio解包。好，进入tools/lib/images目录下，先用file命令看看ramdisk.img的类型，没错，系统提示ramdisk.img: gzip compressed data, from

24、 Unix很好，然后将ramdisk.img复制一份到任何其他目录下，将其名称改为ramdisk.img.gz，并使用命令gunzip ramdisk.img.gz然后新建一个文件夹，叫ramdisk吧，进入，输入命令cpio -i -F ./ramdisk.img这下，你就能看见并操作ramdisk里面的内容了。当然你也可以直接在外面进行操作，但是还是建议把cpio解压缩出来的内容全部集中在一个文件夹里面，因为一会我们还要将其压缩成新的ramdisk.img。OK，现在开始修改步骤吧。用任何一款编辑器打开init.rc，首先在PATH那里加上你的Busybox安装路径，然后注释内容，我们要手

25、工启动他们。# zygote # exec /system/bin/app_process# args # 0 -Xzygote# 1 /system/bin# 2 zygote# # autostart 1# # runtime # exec /system/bin/runtime# autostart 1# 在这里需要注意，不要同时把两者都注释了，注释某一个，再试验手工启动它，如果两者同时注释我这里有问题，无法启动。好，接下来，使用下列命令重新打包成镜像cpio -i -t -F ./ramdisk.img listcpio -o -H newc -O lk.img list当前目录下生成

26、的lk.img就是我们的新镜像了。使用自己的镜像启动emulator;emulator -console -ramdisk lk.img如果我们注释的是zygote，那么在#后输入app_process -Xzygote /system/bin zygote手工启动，命令行中输出的信息是Prepping: /system/app/AlarmProvider.apk:/system/app/Browser.apk:/system/app/Calendar.apk:/system/app/Camera.apk:/system/app/Contacts.apk:/system/app/Develop

27、ment.apk:/system/app/GDataFeedsProvider.apk:/system/app/Gmail.apk:/system/app/GmailProvider.apk:/system/app/GoogleApps.apk:/system/app/GoogleAppsProvider.apk:/system/app/Home.apk:/system/app/ImProvider.apk:/system/app/Maps.apk:/system/app/MediaPickerActivity.apk:/system/app/MediaProvider.apk:/system

28、/app/Phone.apk:/system/app/PimProvider.apk:/system/app/ApiDemos.apk:/system/app/SettingsProvider.apk:/system/app/Sms.apk:/system/app/SyncProvider.apk:/system/app/TelephonyProvider.apk:/system/app/XmppService.apk:/system/app/YouTube.apkFile not found: /system/app/AlarmProvider.apkFile not found: /sys

29、tem/app/Calendar.apkFile not found: /system/app/Camera.apkFile not found: /system/app/GDataFeedsProvider.apkFile not found: /system/app/Gmail.apkFile not found: /system/app/GmailProvider.apkFile not found: /system/app/MediaPickerActivity.apkFile not found: /system/app/PimProvider.apkFile not found:

30、/system/app/ApiDemos.apkFile not found: /system/app/Sms.apkFile not found: /system/app/SyncProvider.apkFile not found: /system/app/YouTube.apkPrep complete嘿嘿，从File not found的信息中可以看到一些Google可能会即将推出的应用，比如Gmail什么的。当然，这些都是Java框架的启动信息，我们以后还要借助其他工具来进行进一步探索。如果我们注释的是runtime，那么输出信息是：+ post-zygote老实说，没有明白这是啥意思，呵呵，吃饭时间到了，懒得看了。好了，今天就说到这，基本的方法就是这样，有兴趣的朋友可以进一步深入研究。