• 當按下Android設備電源鍵時究竟發(fā)生了什么？
• Android的啟動過程是怎么樣的？
• 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？

當我們想到Android啟動過程時，腦海中總是冒出很多疑問。本文將介紹Android的啟動過程，希望能幫助你找到上面這些問題的答案。

Android是一個基于Linux的開源操作系統(tǒng)。x86（x86是一系列的基于intel 8086 CPU的計算機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設備都是運行在ARM處理器（ARM 源自進階精簡指令集機器，源自ARM架構(gòu)）上，除了英特爾的Xolo設備(http://xolo.in/xolo-x900-features)。 Xolo來源自凌動1.6GHz x86處理器。Android設備或者嵌入設備或者基于linux的ARM設備的啟動過程與桌面版本相比稍微有些差別。這篇文章中，我將解釋 Android設備的啟動過程。深入linux啟動過程是一篇講桌面linux啟動過程的好文。

當你按下電源開關后Android設備執(zhí)行了以下步驟。

***步：啟動電源以及系統(tǒng)啟動

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

第二步：引導程序

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

引導程序分兩個階段執(zhí)行。***個階段，檢測外部的RAM以及加載對第二階段有用的程序；第二階段，引導程序設置網(wǎng)絡、內(nèi)存等等。這些對于運行內(nèi)核是必要的，為了達到特殊的目標，引導程序可以根據(jù)配置參數(shù)或者輸入數(shù)據(jù)設置內(nèi)核。

Android引導程序可以在\bootable\bootloader\legacy\usbloader找到。

傳統(tǒng)的加載器包含的個文件，需要在這里說明：

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

更多關于Android引導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)核啟動的方式差不多。內(nèi)核啟動時，設置緩存、被保護存儲器、計劃列表，加載驅(qū)動。當內(nèi)核完成系統(tǒng)設置，它首先在系統(tǒng)文件中尋找”init”文件，然后啟動root進程或者系統(tǒng)的***個進程。

第四步：init進程

init是***個進程，我們可以說它是root進程或者說有進程的父進程。init進程有兩個責任，一是掛載目錄，比如/sys、/dev、/proc，二是運行init.rc腳本。

• init進程可以在/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初始化語言。

Android初始化語言由四大類型的聲明組成，即Actions（動作）、Commands（命令）、Services（服務）、以及Options（選項）。

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

語法

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

Service（服務）：服務是init進程啟動的程序、當服務退出時init進程會視情況重啟服務。

語法

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

Options（選項）

選項是對服務的描述。它們影響init進程如何以及何時啟動服務。

咱們來看看默認的init.rc文件。這里我只列出了主要的事件以及服務。

Table

在這個階段你可以在設備的屏幕上看到“Android”logo了。

第五步

在Java中，我們知道不同的虛擬機實例會為不同的應用分配不同的內(nèi)存。假如Android應用應該盡可能快地啟動，但如果Android系統(tǒng)為每 一個應用啟動不同的Dalvik虛擬機實例，就會消耗大量的內(nèi)存以及時間。因此，為了克服這個問題，Android系統(tǒng)創(chuàng)造了”Zygote”。 Zygote讓Dalvik虛擬機共享代碼、低內(nèi)存占用以及最小的啟動時間成為可能。Zygote是一個虛擬器進程，正如我們在前一個步驟所說的在系統(tǒng)引 導的時候啟動。Zygote預加載以及初始化核心庫類。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虛擬機中，每一個實例都有它自己的核心庫類文件和堆對象的拷貝。

Zygote加載進程

1. 加載ZygoteInit類，源代碼：/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
2. registerZygoteSocket()為zygote命令連接注冊一個服務器套接字。
3. preloadClassed “preloaded-classes”是一個簡單的包含一系列需要預加載類的文本文件，你可以在<Android Source>/frameworks/base找到“preloaded-classes”文件。
4. 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用這個方法加載。

在這個階段，你可以看到啟動動畫。

第六步：系統(tǒng)服務或服務

完成了上面幾步之后，運行環(huán)境請求Zygote運行系統(tǒng)服務。系統(tǒng)服務同時使用native以及java編寫，系統(tǒng)服務可以認為是一個進程。同一個 系統(tǒng)服務在Android SDK可以以System Services形式獲得。系統(tǒng)服務包含了所有的System Services。

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

核心服務：

1. 啟動電源管理器；
2. 創(chuàng)建Activity管理器；
3. 啟動電話注冊；
4. 啟動包管理器；
5. 設置Activity管理服務為系統(tǒng)進程；
6. 啟動上下文管理器；
7. 啟動系統(tǒng)Context Providers；
8. 啟動電池服務；
9. 啟動定時管理器；
10. 啟動傳感服務；
11. 啟動窗口管理器；
12. 啟動藍牙服務；
13. 啟動掛載服務。

其他服務：

1. 啟動狀態(tài)欄服務；
2. 啟動硬件服務；
3. 啟動網(wǎng)絡狀態(tài)服務；
4. 啟動網(wǎng)絡連接服務；
5. 啟動通知管理器；
6. 啟動設備存儲監(jiān)視服務；
7. 啟動定位管理器；
8. 啟動搜索服務；
9. 啟動剪切板服務；
10. 啟動登記服務；
11. 啟動壁紙服務；
12. 啟動音頻服務；
13. 啟動耳機監(jiān)聽；
14. 啟動AdbSettingsObserver（處理adb命令）。

第七步：引導完成

一旦系統(tǒng)服務在內(nèi)存中跑起來了，Android就完成了引導過程。在這個時候“ACTION_BOOT_COMPLETED”開機啟動廣播就會發(fā)出去。

原文鏈接： kpbird   翻譯：云海之巔

譯文鏈接： http://blog.jobbole.com/67931/