Android從上電到加載Launcher，發生了啥

前言

遙想當年，剛接觸android那會，心裏一直很想弄明白，Android的開機流程到底是怎樣的？但當時一來剛入這行，什麼也不懂，有點無從下手，二來忙着完成手頭工做，也沒時間。如今恰好有點時間，也來簡單捋捋Android系統開機的過程當中，都發生了什麼。本篇文章儘可能不涉及代碼，只講流程。

正文

看過我上一篇文章《Android系統框架》的人應該還有印象（沒看過的待會能夠在文末點開連接前往看看），Android系統由上至下大體可分爲五層，分別是Applications層，Framework層，Native層，Hardware層，Kernel層。顯然，在這五層中，Android設備最早進入的就是Kernel層。那麼咱們就先從這一層入手，Android是如何進入這一層的。

Kernel層

所謂Kernel層，其實就是系統跑到了Linux內核，而在系統進入Linux內核以前，其實還經歷了一個階段，那就是bootloader。而在Android系統中，uboot就是一種常見的bootloader程序。這裏會以MTK平臺做爲例子，來簡單介紹從機器上電到進入kernel層發生的事。須要事先說明的是，MTK平臺會比其它平臺多出一個preloader階段，這個下面會說到。

preloader按照mtk的說法是MTK in-house developed loader，也就說是mtk內部開發的一個loader。

首先須要明確的是preloader、lk、kernel、android這些系統鏡像文件是存儲在flash中的，而不是在CPU芯片或者DDR中。

而後每一個mtk芯片都有個boot rom（能夠當作是一段指令），在上電時刻，boot rom開始啓動，boot rom加載preloader到內部的SRAM中，爲何是加載到內部的SRAM中，而不是外部RAM中呢，是由於這個時候外部RAM尚未被初始化好，preloader被加載完成以後，程序就從boot rom跳轉到preloader處開始執行，preloader初始化好外部RAM以後，preloader將lk（或uboot）加載外部RAM中，而後跳轉到lk（或uboot）中去執行，lk（或uboot）緊接着就加載bootimage（包括kernel和ramdisk）到外部RAM中，而後去執行kernel部分。啓動過程如圖所示：

簡單總結以下：

系統上電->Rom boot->Pre-loader->lk(u-boot)->kernel
複製代碼

從上電到系統進入到內核階段，這就是系統大概作的事情。接下來要說的是Linux內核的「天字一號」進程，init。

init&zygote

init進程其實也是Android系統的第一個進程，由於Android就是基於Linux內核的。init的進程號是1，這是一個極其重要的進程，身負重任。java世界的開創者Zygote就是它建立的。

那zygote進程是怎麼被建立出來，從而建立出整個java世界呢？

先大概列出init進程的工做流程：

1.解析init.rc文件；
2.執行init.rc文件中各個階段的動做，而建立zygote的工做就是其中的某個階段完成的；
3.調用property_init初始化屬性相關的資源，而且經過property_start_service啓動屬性服務；
4.init進入一個無限循環，而且等待一些事情的發生。
複製代碼

在這裏，咱們只關心第二個階段，即zygote的建立。既然zygote是經過解析init.rc文件建立，那咱們先看看這個init.rc文件：

//init.rc
import /init.${ro.zygote}.rc
複製代碼

從上面的語句能夠看到，init.rc並非直接引入某個固定的文件，而是根據屬性ro.zygote的內容來引入不一樣的文件。

屬性ro.zygote的值有四種狀況：

zygote32：純32位模式
zygote32_64：混32位模式(即32位爲主，64位爲輔)模式
zygote64：純64位模式
zygote64_32：混64位模式(即 64位爲主，32位爲輔)模式
複製代碼

這裏以zygote32爲例，咱們看看zygote32.rc文件：

//zygote32.rc
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
socket zygote stream 660 root system
onrestart write /sys/android_power/request_state wake
onrestart write /sys/power/state on
onrestart restart media
onrestart restart netd
writepid /dev/cpuset/foreground/tasks
複製代碼

這裏經過start service的方式啓動zygote，會fork出一個進程，這個進程就是zygote。 zygote建立後，會執行以下bin文件：

/system/bin/app_process
複製代碼

app_process對應的源文件是App_main.cpp，這裏不貼源碼，只是作大概介紹。App_main.cpp路徑以下：

/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
複製代碼

而在app_process中主要作的一件事就是調用AppRuntime的start方法。AppRuntime由AndroidRuntime類派生出來，而在AndroidRuntime的start方法中主要作了三件事：

/frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
1.建立虛擬機---startVm；
2.註冊JNI函數---startReg；
3.經過JNI調用Java函數，調用的函數是ZygoteInit的main函數。
複製代碼

這是開創android系統的Java世界的三大步，在這以後，zygote就正式進入了Java世界，繁殖framework的核心system_server進程。接着等待請求，孵化app,建立一個又一個的子子孫孫。launcher就是zygote的後代。

結語

Android系統從上電，前後通過了以下流程：

系統上電->Rom boot->Pre-loader->lk(u-boot)->kernel->init->zygote->system_server&app
複製代碼

若是從開機界面上來作區分的話，上電開機的時候，顯示的開機logo，第一個階段是uboot，第二階段是kernel階段，若是你看到開機logo一直沒變，那是由於這兩個階段用的logo是同一張。第三階段則是開機動畫，這時已經進入Java的世界，等待launcher加載完成，就能夠結束開機動畫，從而進入咱們熟悉的launcher界面。

這裏簡單梳理了下Android上電後發生的一些事情，徹底沒涉及到源碼分析，也只是簡單粗略大概講了下流程。不少沒有涉及，如uboot階段的一些硬件參數初始化，如init在起來的時候不止啓動了zygote，還建立了不少守護進程，也建立了Android系統的屬性服務器，如zygote孵化出來的system_server所作的事，它會啓動Android系統的核心服務。。。

Android系統很龐大，咱們的全部的瞭解都只是冰山一角。希望這篇文件可以給你帶來一絲絲的對android系統開機流程的瞭解。

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