當(dāng)按下Android設(shè)備電源鍵時(shí)究竟發(fā)生了什么？Android的啟動(dòng)過(guò)程是怎么樣的？什么是Linux內(nèi)核？桌面系統(tǒng)linux內(nèi)核與Android系統(tǒng)linux內(nèi)核有什么區(qū)別？什么是引導(dǎo)裝載程序？什么是Zygote？什么是X86以及ARM linux？什么是init.rc?什么是系統(tǒng)服務(wù)？

當(dāng)我們想到Android啟動(dòng)過(guò)程時(shí)，腦海中總是冒出很多疑問(wèn)。本文將介紹Android的啟動(dòng)過(guò)程，希望能幫助你找到上面這些問(wèn)題的答案。

Android是一個(gè)基于Linux的開源操作系統(tǒng)。x86（x86是一系列的基于intel 8086 CPU的計(jì)算機(jī)微處理器指令集架構(gòu)）是linux內(nèi)核部署最常見的系統(tǒng)。然而，所有的Android設(shè)備都是運(yùn)行在ARM處理器（ARM 源自進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器，源自ARM架構(gòu)）上，除了英特爾的Xolo設(shè)備(http://xolo.in/xolo-x900-features)。Xolo來(lái)源自凌動(dòng)1.6GHz x86處理器。Android設(shè)備或者嵌入設(shè)備或者基于linux的ARM設(shè)備的啟動(dòng)過(guò)程與桌面版本相比稍微有些差別。這篇文章中，我將解釋Android設(shè)備的啟動(dòng)過(guò)程。深入linux啟動(dòng)過(guò)程是一篇講桌面linux啟動(dòng)過(guò)程的好文。

當(dāng)你按下電源開關(guān)后Android設(shè)備執(zhí)行了以下步驟。

第一步：?jiǎn)?dòng)電源以及系統(tǒng)啟動(dòng)

當(dāng)電源按下，引導(dǎo)芯片代碼開始從預(yù)定義的地方（固化在ROM）開始執(zhí)行。加載引導(dǎo)程序到RAM，然后執(zhí)行。

第二步：引導(dǎo)程序

引導(dǎo)程序是在Android操作系統(tǒng)開始運(yùn)行前的一個(gè)小程序。引導(dǎo)程序是運(yùn)行的第一個(gè)程序，因此它是針對(duì)特定的主板與芯片的。設(shè)備制造商要么使用很受歡迎的引導(dǎo)程序比如redboot、uboot、qi bootloader或者開發(fā)自己的引導(dǎo)程序，它不是Android操作系統(tǒng)的一部分。引導(dǎo)程序是OEM廠商或者運(yùn)營(yíng)商加鎖和限制的地方。

引導(dǎo)程序分兩個(gè)階段執(zhí)行。第一個(gè)階段，檢測(cè)外部的RAM以及加載對(duì)第二階段有用的程序；第二階段，引導(dǎo)程序設(shè)置網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存等等。這些對(duì)于運(yùn)行內(nèi)核是必要的，為了達(dá)到特殊的目標(biāo)，引導(dǎo)程序可以根據(jù)配置參數(shù)或者輸入數(shù)據(jù)設(shè)置內(nèi)核。

Android引導(dǎo)程序可以在bootablebootloaderlegacyusbloader找到。

傳統(tǒng)的加載器包含的個(gè)文件，需要在這里說(shuō)明：

init.s初始化堆棧，清零BBS段，調(diào)用main.c的_main()函數(shù)；main.c初始化硬件（鬧鐘、主板、鍵盤、控制臺(tái)），創(chuàng)建linux標(biāo)簽。

更多關(guān)于Android引導(dǎo)程序的可以在這里了解。

第三步：內(nèi)核

Android內(nèi)核與桌面linux內(nèi)核啟動(dòng)的方式差不多。內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)，設(shè)置緩存、被保護(hù)存儲(chǔ)器、計(jì)劃列表，加載驅(qū)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)核完成系統(tǒng)設(shè)置，它首先在系統(tǒng)文件中尋找”init”文件，然后啟動(dòng)root進(jìn)程或者系統(tǒng)的第一個(gè)進(jìn)程。

第四步：init進(jìn)程

init是第一個(gè)進(jìn)程，我們可以說(shuō)它是root進(jìn)程或者說(shuō)有進(jìn)程的父進(jìn)程。init進(jìn)程有兩個(gè)責(zé)任，一是掛載目錄，比如/sys、/dev、/proc，二是運(yùn)行init.rc腳本。

init進(jìn)程可以在/system/core/init找到。init.rc文件可以在/system/core/rootdir/init.rc找到。readme.txt可以在/system/core/init/readme.txt找到。

對(duì)于init.rc文件，Android中有特定的格式以及規(guī)則。在Android中，我們叫做Android初始化語(yǔ)言。

Android初始化語(yǔ)言由四大類型的聲明組成，即Actions（動(dòng)作）、Commands（命令）、Services（服務(wù)）、以及Options（選項(xiàng)）。

Action（動(dòng)作）：動(dòng)作是以命令流程命名的，有一個(gè)觸發(fā)器決定動(dòng)作是否發(fā)生。

語(yǔ)法

on <trigger> <command> <command> <command>

Service（服務(wù)）：服務(wù)是init進(jìn)程啟動(dòng)的程序、當(dāng)服務(wù)退出時(shí)init進(jìn)程會(huì)視情況重啟服務(wù)。

語(yǔ)法

service <name> <pathname> [<argument>]* <option> <option> ...

Options（選項(xiàng)）

選項(xiàng)是對(duì)服務(wù)的描述。它們影響init進(jìn)程如何以及何時(shí)啟動(dòng)服務(wù)。

咱們來(lái)看看默認(rèn)的init.rc文件。這里我只列出了主要的事件以及服務(wù)。

Table

Action/Service描述on early-init設(shè)置init進(jìn)程以及它創(chuàng)建的子進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，設(shè)置init進(jìn)程的安全環(huán)境on init設(shè)置全局環(huán)境，為cpu accounting創(chuàng)建cgroup(資源控制)掛載點(diǎn)on fs掛載mtd分區(qū)on post-fs改變系統(tǒng)目錄的訪問(wèn)權(quán)限on post-fs-data改變/data目錄以及它的子目錄的訪問(wèn)權(quán)限on boot基本網(wǎng)絡(luò)的初始化，內(nèi)存管理等等service servicemanager啟動(dòng)系統(tǒng)管理器管理所有的本地服務(wù)，比如位置、音頻、Shared preference等等…service zygote啟動(dòng)zygote作為應(yīng)用進(jìn)程

在這個(gè)階段你可以在設(shè)備的屏幕上看到“Android”logo了。

第五步

在Java中，我們知道不同的虛擬機(jī)實(shí)例會(huì)為不同的應(yīng)用分配不同的內(nèi)存。假如Android應(yīng)用應(yīng)該盡可能快地啟動(dòng)，但如果Android系統(tǒng)為每一個(gè)應(yīng)用啟動(dòng)不同的Dalvik虛擬機(jī)實(shí)例，就會(huì)消耗大量的內(nèi)存以及時(shí)間。因此，為了克服這個(gè)問(wèn)題，Android系統(tǒng)創(chuàng)造了”Zygote”。Zygote讓Dalvik虛擬機(jī)共享代碼、低內(nèi)存占用以及最小的啟動(dòng)時(shí)間成為可能。Zygote是一個(gè)虛擬器進(jìn)程，正如我們?cè)谇耙粋€(gè)步驟所說(shuō)的在系統(tǒng)引導(dǎo)的時(shí)候啟動(dòng)。Zygote預(yù)加載以及初始化核心庫(kù)類。通常，這些核心類一般是只讀的，也是Android SDK或者核心框架的一部分。在Java虛擬機(jī)中，每一個(gè)實(shí)例都有它自己的核心庫(kù)類文件和堆對(duì)象的拷貝。

Zygote加載進(jìn)程

加載ZygoteInit類，源代碼：/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.javaregisterZygoteSocket()為zygote命令連接注冊(cè)一個(gè)服務(wù)器套接字。preloadClassed “preloaded-classes”是一個(gè)簡(jiǎn)單的包含一系列需要預(yù)加載類的文本文件，你可以在<Android Source>/frameworks/base找到“preloaded-classes”文件。preloadResources() preloadResources也意味著本地主題、布局以及android.R文件中包含的所有東西都會(huì)用這個(gè)方法加載。

在這個(gè)階段，你可以看到啟動(dòng)動(dòng)畫。

第六步：系統(tǒng)服務(wù)或服務(wù)

完成了上面幾步之后，運(yùn)行環(huán)境請(qǐng)求Zygote運(yùn)行系統(tǒng)服務(wù)。系統(tǒng)服務(wù)同時(shí)使用native以及java編寫，系統(tǒng)服務(wù)可以認(rèn)為是一個(gè)進(jìn)程。同一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)在Android SDK可以以System Services形式獲得。系統(tǒng)服務(wù)包含了所有的System Services。

Zygote創(chuàng)建新的進(jìn)程去啟動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)。你可以在ZygoteInit類的”startSystemServer”方法中找到源代碼。

核心服務(wù)：

啟動(dòng)電源管理器；創(chuàng)建Activity管理器；啟動(dòng)電話注冊(cè)；啟動(dòng)包管理器；設(shè)置Activity管理服務(wù)為系統(tǒng)進(jìn)程；啟動(dòng)上下文管理器；啟動(dòng)系統(tǒng)Context Providers；啟動(dòng)電池服務(wù)；啟動(dòng)定時(shí)管理器；啟動(dòng)傳感服務(wù)；啟動(dòng)窗口管理器；啟動(dòng)藍(lán)牙服務(wù)；啟動(dòng)掛載服務(wù)。

其他服務(wù)：

啟動(dòng)狀態(tài)欄服務(wù)；啟動(dòng)硬件服務(wù)；啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)服務(wù)；啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)；啟動(dòng)通知管理器；啟動(dòng)設(shè)備存儲(chǔ)監(jiān)視服務(wù)；啟動(dòng)定位管理器；啟動(dòng)搜索服務(wù)；啟動(dòng)剪切板服務(wù)；啟動(dòng)登記服務(wù)；啟動(dòng)壁紙服務(wù)；啟動(dòng)音頻服務(wù)；啟動(dòng)耳機(jī)監(jiān)聽；啟動(dòng)AdbSettingsObserver（處理adb命令）。第七步：引導(dǎo)完成

一旦系統(tǒng)服務(wù)在內(nèi)存中跑起來(lái)了，Android就完成了引導(dǎo)過(guò)程。在這個(gè)時(shí)候“ACTION_BOOT_COMPLETED”開機(jī)啟動(dòng)廣播就會(huì)發(fā)出去。

原文鏈接： kpbird 翻譯： 伯樂(lè)在線 - 云海之巔