Android源码解析之Android系统启动整体流程分析

前言

计算机的硬件包括：CPU，内存，硬盘，显卡，显示器，键盘鼠标等输入输出设备。

计算机中所有的软件都是存放在硬盘中，程序执行时，需要将程序从硬盘上读取到内存中，然后加载到CPU中来运行。

当按下开机键时，内存中什么都没有，因此需要借助某种方式，将操作系统加载到内存中，而完成这项任务的就是BIOS。

BIOS

BIOS是英文"Basic Input Output System"的缩略语，直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。

它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

Android启动流程

Android是基于Linux系统的。

但是它没有BIOS程序，取而代之的是BootLoader（系统启动加载器）。

类似于BIOS，在系统加载前，用于初始化硬件设备，最终调用系统内核准备好环境。

在Android中没有硬盘，而是ROM，类似于硬盘存放操作系统，用户程序等。

ROM跟硬盘一样也会划分为不同的区域，用于放置不同的程序，在Android中主要划分为以下几个区域：

路径	说明
/boot	存放引导程序，包括内核和内存操作程序
/system	相当于电脑C盘，存放Android系统和系统应用
/recover	回复分区。可以进入该分区进行系统回复
/data	用户数据区，包含了用户的数据：联系人、短信、设置、用户安装的程序
/cache	安卓系统缓存区，保存系统经常访问的数据和应用程序
/misc	杂项内容
/sdcard	用户自己的存储区域。存放照片视频等

主要流程

系统启动主要流程：

启动电源以及系统启动
引导程序BootLoader
Linux内核启动
init进程启动
Zygote进程启动
SystemServer进程启动
Launcher启动

启动电源以及系统启动

Android系统启动跟PC相似。

当电源按下时，引导芯片代码从预定义的地方（固化在ROM中）开始执行。加载引导程序BootLoader到RAM，然后执行。

引导程序BootLoader

bootloader程序分两个阶段执行。

第一个阶段，检测外部的RAM以及加载对第二阶段有用的程序；

第二阶段，设置网络、内存等等。这些对于运行内核是必要的，为了达到特殊的目标，bootloader可以根据配置参数或者输入数据设置内核。

Linux内核启动

Linux内核启动时，设置缓存、被保护存储器、计划列表、加载驱动。

当内核完成系统设置时，启动init进程。

init进程启动

Android系统以及各大Linux的发行版，他们的Linux内核部分启动过程都是差不多的，他们之间最大的区别就在于init程序的不同，因为init程序决定了系统在启动过程中，究竟会启动哪些守护进程和服务，以及呈现出怎样的一个用户UI界面。

因此，init程序是分析Android启动过程中最核心的程序。

代码传送门：/system/core/init/init.cpp

init程序最核心的工作主要有3点：
１．创建和挂载一些系统目录/设备节点，设置权限，如：/dev, /proc, and /sys
２．解析 init.rc 和 init..rc，并启动属性服务，以及一系列的服务和进程。
３．显示boot logo，默认是“Android”字样

Zygote进程启动

Zygote进程是从C++进入JAVA的关键地方．

其中创建Java虚拟机并为Java虚拟机注册JNI方法，创建服务器端Socket，启动SystemServer进程。

Zygote进程在Init进程中以service的方式启动的，启动部分写在init.rc中．

SystemServer进程启动

Zygote进程会启动SystemServer进程．

启动Binder线程池和SystemServiceManager，并且启动各种系统服务。

源代码传送门： /frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

Launcher启动

SystemServer进程启动的AMS会启动Launcher，Launcher启动后会将已安装应用的快捷图标显示到界面上。

源代码传送门：/packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java