Android 核心分析 之八------Android 启动过程详解

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) SystemServer，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.rc

Init.marvell.rc

Init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propertyservice的功能。

 

1.1脚本文件

init@System/Core/Init

Init.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/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

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

 

(2) [e-mail]

• 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，Zygote就建立好了，利用Socket通讯，接收ActivityManangerService的请求，Fork应用程序。

 

 

第三步 SystemServer

 

[e-mail]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，只是可以看到建立了init2的实现函数，建立了一大堆服务，并AddService到serviceManager。

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()->startThreadPool();

    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NewService和AddService来建立服务

 

第三步 Home启动

在[e-mail]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.systemReady(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_HOME

 

 

Android的开机流程 
  
1.    系统引导bootloader 
1)        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（以下只分析正常启动的情况） 2.    内核kernel 
1)        源码：kernel/* 
2)        说明：kernel由bootloader加载 3.    文件系统及应用init 
1)        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zygote 
1)        源码：frameworks/base/cmds/app_main.cpp等 
2)        说明：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_process 
a)        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 Server 
5.    系统服务system server 
1)        源码：frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java 
2)        说明：被zygote启动，通过System Manager管理android的服务（这里的服务指frameworks/base/services下的服务，如卫星定位服务，剪切板服务等） 6.    桌面launcher 
1)        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launcher 7.    解锁 
1)        源码： 
frameworks/policies/base/phone/com/android/internal/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