Android启动分析

Android启动分析

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1. Linux内核启动

l Linux内核启动一般由外部的bootloader引导，也可以在内核头部嵌入一个loader，这部分同硬件紧密相关，一般由汇编写。

l 内核zImage解压缩。
head.S首先初始化自解压相关的如内存等环境，接下来调用decompress_kernel进行解压(./arch/arm/boot/compressed/misc.c)

l 解压完成后，调用start_kernel启动内核(./init/main.c)
start_kernel是任何版本linux内核的通用初始化函数，它会初始化很多东西，输出linux版本信息，设置体系结构相关的环境，页表结构初始化，设置系统自陷入口，初始化系统IRQ，初始化核心调度器等等。最后会调用rest_init。

l rest_init会调用kernel_init启动init进程（缺省是/init）。然后执行schedule开始任务调度。这个init是由android的./system/core/init下的代码编译出来的，由此进入了android的代码。

2 Init进程

init是kernel启动的第一个进程，相应的代码在./system/core/init下，可以从该目录下的init.c开始分析，入口是main函数。init进程启动后，整个android系统就起来了。

2.1 主要功能

1) 安装SIGCHLD信号。（如果父进程不等待子进程结束，子进程将成为僵尸进程（zombie）从而占用系统资源。因此需要对SIGCHLD信号做出处理，回收僵尸进程的资源，避免造成不必要的资源浪费。

2) 对umask进行清零。

3) 为rootfs 建立必要的文件夹，并挂载适当的分区。

4) 创建/dev/null和/dev/kmsg节点

5) 解析/init.rc，将所有服务和操作信息加入链表

6) 从/proc/cmdline 中提取信息内核启动参数,并保存到全局变量。

7) 先从上一步获得的全局变量中获取信息硬件信息和版本号，如果没有则从/proc/cpuinfo 中提取,并保存到全局变量。

8) 根据硬件信息选择一个/init.(硬件).rc，并解析，将服务和操作信息加入链表。
在G1 的ramdisk 根目录下有两个/init.(硬件).rc：init.goldfish.rc 和init.trout.rc，init 程序会根据上一步获得的硬件信息选择一个解析。

9) 执行链表中带有“early-init”触发的的命令。

10) 遍历/sys 文件夹，是内核产生设备添加事件（为了自动产生设备节点)。

11) 初始化属性系统，并导入初始化属性文件。

12) 从属性系统中得到ro.debuggable，若为1，初始化keychord 监听。

13) 打开console,如果cmdline 中沒有指定console ，则打开默认的 /dev/console

14) 读取/initlogo.rle（一张565 rle 压缩的位图），如果成功则在/dev/graphics/fb0 显示Logo,如果失败则将/dev/tty0 设为TEXT 模式并打开/dev/tty0,输出与“ANDROID”字样。

15) 判断cmdline 中的参数，并设置属性系统中的参数。

16) 执行所有触发标识为init 的action。

17) 开始property 服务。

18) 为 sigchld handler 创建信号机制

19) 确认所有初始化工作完成：
device_fd(device init 完成)
property_set_fd(property server start 完成)
signal_recv_fd (信号机制建立)

20) 执行所有触发标识为early-boot 的action。

21) 执行所有触发标识为boot 的action。

22) 基于当前property 状态，执行所有触发标识为property 的action。

23) 注冊轮询事件:
- device_fd
- property_set_fd
-signal_recv_fd
-如果有keychord，则注冊keychord_fd。

24) 如果支持BOOTCHART,则初始化BOOTCHART。

25) 进入主进程循环:

26) - 重置轮询事件的接受状态，revents 為0
- 查詢action 队列，并执行。
- 重启需要重启的服务
- 轮询注冊的事件
- 如果signal_recv_fd 的revents 为POLLIN，则得到一个信号，获取并处理
- 如果device_fd 的revents 为POLLIN,调用handle_device_fd
- 如果property_fd 的revents 为POLLIN,调用handle_property_set_fd
- 如果keychord_fd 的revents 为POLLIN,调用handle_keychord

2.2 init.rc

.rc文件是android定义的一个脚本文件。./system/core/init/readme.txt是对这个脚本的介绍。通过分析缺省的init.rc(device的/init.rc)，可以看到这个文件主要用于在系统初始化过程中调用脚本，执行一些初始化操作，启动一些服务。它在android的启动中有非常重要的意义，建议认真阅读。

2.3服务启动过程

1) Init.rc启动abdb，debuggerd，rild等deamon进程和zygote进程，rild进程是无线接口层进程（radio interface layer daemon）,Zygote是用于初始化虚拟机的进程，它会监听请求创建虚拟机实例的socket。



2) Init.rc启动Service Manager，注册为Binder服务缺省的context manager，处理服务注册和监听。

service servicemanager /system/bin/servicemanager



3) Runtime进程发请求给Zygote开始system service
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
在main_system.cpp的main函数中,启动system_server



4) Zygote 为system service fork出一个新的VM实例，启动服务。



5) System service启动原生服务，包括Surface Flinger和Audio Flinger。
system_main.cpp的main函数调用system_init.cpp的system_init函数。然后调用SystemServer.java的SystemServer:Init2，启动新线程。



6) 原生system service向service manager注册为IPC服务目标。比如AudioFlinger.cpp的instantiate函数。



7) System service开始Android managed services。SystemServer.java的run函数。



8) Android managed services向service manager注册



9) System server加载所有的服务后，系统初始化完成



10) 启动Home界面。ActivityManagerService.java的startHomeActivityLocked



11) 接下来所有的应用在它自己的进程中启动