寫這篇文章時想起我的第一部Android手機HTC Hero。買回來後，同事告訴我可以去刷機玩玩。刷機，怎麼刷？同事說，你個土人，刷機都不知道，很多刷機論壇的，你去逛逛，挺簡單的。我去逛了逛機鋒論壇（那時還不知道MIUI），打開一看，什麼recovery, radio, root各種詞彙撲面而來，oh my lady gaga，這麼複雜。但是爲了不被鄙視，而且閒着也是閒着，還是刷着玩玩吧。後來就結識MIUI來到了小米。這是題外話，咱們言歸正傳。
在這紛紛擾擾的Android世界裏，如何找到那條刷機大道呢，或許它只是個傳說，我們只是一直在探索。讓我們從零開始來看一看，看能發現點什麼。
bootloader
當我們拿到一款手機，第一件事應該就是按下電源鍵開機，那麼從開機到進入到桌面程序這中間發生了些什麼呢，我們從下面這張簡化了的手機結構圖開始：注意：該結構圖並不反映手機的實際分區順序和位置，只是一個邏輯結構圖。
大家可以簡單的把手機的ROM存儲類比爲我們電腦上的硬盤，這個硬盤被分成了幾個分區：bootloader分區，boot分區，system分區等等。後面我們會逐漸介紹各個分區的用途。所謂的刷機我們可以簡單的理解成把軟件安裝在手機的某些分區中，類似於我們在電腦上安裝Windows系統。
當按下電源鍵手機上電啓動後，首先從bootloader分區中一個固定的地址開始執行指令，如圖所示，bootloader分區分成兩個部分，分別叫做primary bootloader和secondary stage bootloader。Primary bootloader主要執行硬件檢測，確保硬件能正常工作後將secondary stage bootloader拷貝到內存(RAM)開始執行。Secondary stage bootloader會進行一些硬件初始化工作，獲取內存大小信息等，然後根據用戶的按鍵進入到某種啓動模式。比如說大家所熟知的通過電源鍵和其它一些按鍵的組合，可以進入到recovery，fastboot或者選擇啓動模式的啓動界面等。我們在論壇上看到的bootloader通常指的就是secondary stage bootloader。不過我們不需要關心太多的細節，可以簡單的理解爲bootloader就是一段啓動代碼，根據用戶按鍵有選擇的進入某種啓動模式。
fastboot模式：fastboot是android定義的一種簡單的刷機協議，用戶可以通過fastboot命令行工具來進行刷機。比如說fastboot flash boot boot.img這個命令就是把boot.img的內容刷寫到boot分區中。一般的手機廠商不直接提供fastboot模式刷機，而是爲了顯示他們的牛B之處，總是會提供自己專有的刷機工具和刷機方法。比如說三星的Odin，摩托的RSD，華爲的粉屏等等。但是其本質實際上是相同的，都是將軟件直接flash到各個分區中。
recovery模式：recovery是android定義的一個標準刷機協議。當進入recovery模式時，secondary stage bootloader從recovery分區開始啓動，recovery分區實際上是一個簡單的Linux系統，當內核啓動完畢後，開始執行第一個程序init(init程序是Linux系統所有程序的老祖宗)。init會啓動一個叫做recovery的程序（recovery模式的名稱也由此而來）。通過recovery程序，用戶可以執行清除數據，安裝刷機包等操作。一般的手機廠商都提供一個簡單的recovery刷機，而大名鼎鼎的CWM Recovery就是一個加入了很多增強功能的recovery，要想用上CWM Recovery前提是recovery分區可以被刷寫。大家在論壇上看到的解鎖bootloader，通常指的就是解鎖recovery或fastboot，允許刷寫recovery分區，這樣大家就可以用上喜愛的CWM Recovery了。
手機除了普通的CPU芯片以外，還有MODEM處理器芯片。該芯片的功能就是實現手機必需的通信功能，大家通常所的刷RADIO就是刷寫modem分區。
正常啓動
當我們只是按下電源鍵開機時，會進入正常啓動模式。Secondary stage bootloader會從boot分區開始啓動。Boot分區的格式是固定的，首先是一個頭部，然後是Linux內核，最後是用作根文件系統的ramdisk。
一般針對每個機型的完整刷機包中會有一個boot.img文件，這就是boot分區鏡像文件。如何編輯該鏡像文件可以參照這篇文章http://android-dls.com/wiki/inde … Re-Pack_Boot_Images。
當Linux內核啓動完畢後，就開始執行根文件系統中的init程序，init程序會讀取啓動腳本文件(init.rc和init.xxxx.rc)。啓動腳本文件的格式大家可以在網上找到很多參考資料，這裏就不寫了，而且我們在原廠ROM上移植MIUI的原則是不修改boot分區，因爲有一些機型無法修改boot分區。
根文件系統中有一個重要的配置文件，叫default.prop，該文件的內容一般爲：
#
ADDITIONAL_DEFAULT_PROPERTIES
#
ro.secure=1
ro.allow.mock.location=1
ro.debuggable=0
persist.service.adb.enable=1。
文件中的每一行對某個屬性賦值，在後續的文章中我們還會談到屬性。這裏面大家需要注意的兩個屬性：ro.secure和ro.debuggable。如果ro.secure=0允許我們運行adb root命令。在下一篇我們會詳細介紹adb，這是我們做ROM移植的利器。通常大家說得內核ROOT指的就是ro.secure=0。ROOT權限只是的手機上有一個名爲授權管理的程序（Superuser.apk)可以授予程序root用戶的權限。ro.deguggable=1允許調試系統APP。
init程序讀取啓動腳本，執行腳本中指定的動作和命令，腳本中的一部分是運行system分區的程序，下一節我們就來看看system分區的結構。
system分區
在講system分區之前，我們先來看下面這張Android的軟件系統架構圖。從上到下依次爲：
核心應用層：這一層就是大家平常所接觸的各種各樣的系統自帶應用，比如聯繫人，電話，音樂等。應用層往下就是開發人員所接觸的。框架層：這一層是Android系統的核心，它提供了整個Android系統運作的機制，像窗口管理，程序安裝包管理，開發人員所接觸的Activity, Service, broadcast等等。
JNI層：JNI層是Java程序和底層操作系統通信的一個機制，它使得Java代碼可以調用C/C++代碼來訪問底層操作系統的API。
Dalvik虛擬機：Android開發使用Java語言，應用程序的Java代碼會被編譯成dalvik虛擬機字節碼，這些字節碼由dalvik虛擬機解釋執行。
本地庫：本地庫一般是由C/C++語言所開發，直接編譯成相應CPU的機器碼，這其中包含標準C庫，用以繪製圖形的skia庫，瀏覽器核心引擎webkit等。
HAL：硬件抽象層，爲了和各個廠家的不同硬件工作，Android定義了一套硬件接口，比如說爲了使用相機，廠家的相機驅動必須提供的接口方法。這樣使得上層的代碼可以獨立於不同的硬件運行。
廠家適配層：本來Android定義的HAL層是直接和廠家提供的設備驅動打交道的，但是目前廠家不想開源HAL部分的代碼，因此很多廠家都提供了一個我稱之爲廠家適配層的代碼，這樣在HAL層接口的實現只是一個簡單的對廠家適配層接口函數的調用。
內核：這一層就是大家熟悉的Linux內核，內核中包含有各種硬件驅動，這些驅動不同的手機廠商不同的手機是不一樣的。Linux內核是支持驅動模塊化機制的，簡單的說就是允許用戶動態的加載或者卸載某個硬件驅動，但是目前來看，手機廠商除了提供WIFI驅動單獨加載外，其它驅動都是和內核綁定在一起的。
從這張軟件結構圖來看，除了內核是放在boot分區外，其它層的代碼都是在system分區中。
下面結合這張圖來介紹system分區的主要目錄內容：
system/app: app目錄下存放的是核心應用，也就是大家熟知的系統APP，這些系統自帶的程序是不能簡單的卸載的，要通過一些特殊的方式才能刪除（大家熟悉的一種方法是用RE文件管理器）。
system/lib: lib目錄下存放的是組成JNI層，Dalvik虛擬機，本地庫，HAL層和廠家適配層的所有動態鏈接庫(.so文件)。
system/framework: 該目錄下存放的是框架層的JAR包，其中對MIUI移植來說有3個最重要的JAR包(framework.jar, android.policy.jar, services.jar)。後續的文章會重點介紹這3個包。
system/fonts: 該目錄下存放的是系統缺省的字體文件。
system/media：該目錄下存放的是系統所使用的各種媒體文件，比如說開機音樂，動畫，壁紙文件等。不同的手機該目錄的組織方式可能不一樣。如何修改這些文件請參考網上對應機型形形色色的教程，這裏不再贅敘。
system/bin: 該目錄下存放的是一些可執行文件，基本上是由C/C++編寫的。其中有一個重要的命令叫app_process下一節單獨介紹。
system/xbin: 該目錄下存放的是一些擴展的可執行文件，既該目錄可以爲空。大家常用的busybox就放在該目錄下。Busybox所建立的各種符號鏈接命令都是放在該目錄。
system/build.prop: build.prop和上節說得根文件系統中的default.prop文件格式一樣，都稱爲屬性配置文件。它們都定義了一些屬性值，代碼可以讀取或者修改這些屬性值。屬性值有一些命名規範：
ro開頭的表示只讀屬性，即這些屬性的值代碼是無法修改的。
persist開頭的表示這些屬性值會保存在文件中，這樣重新啓動之後這些值還保留。
其它的屬性一般以所屬的類別開頭，這些屬性是可讀可寫的，但是對它們的修改重啓之後不會保留。
很多ROM製作者都會修改一下build.prop信息，裏面的一些以ro.build開頭的屬性就是你在手機設置中的關於手機裏看到的。可以通過修改build.prop文件來將這個ROM打上自己的印記（XXX所修改）。我見過一個只是刪了system/app的一些程序，然後修改build.prop中的ro.build.display.id和ro.build.version.incremental中的兩個屬性值打上自己的大名的ROM。
system/etc: 該目錄存放一些配置文件，和屬性配置文件不一樣，這下面的配置文件可能稍微沒那麼的有規律。一般來說，一些腳本程序，還有大家所熟悉GPS配置文件(gps.conf)和APN配置文件(apns-conf.xml)放在這個目錄。像HTC將相機特效所使用的一些文件也放在這個目錄下。
- Zygote(app_process)
上一節提到init會執行一個重要的命令程序叫app_process，一般大家稱之爲Zygote。（Zygote是卵的意思，所有的Android進程都是由它生出來的)。Zygote首先會加載dalvik虛擬機，然後產生一個叫做system_server的進程。system_server顧名思義被稱作Android的系統服務程序，它主要管理整個android系統。system_server啓動完成後開始尋找一個叫做啓動器的程序，找到之後由zygote開始啓動執行啓動器，這就是我們常見到的桌面程序。
上面描述的是一個相當簡化的啓動過程，瞭解這些對於適配MIUI基本上就夠了，如果大家對這些想進一步瞭解的話，請關注市面上各種Android內幕書籍。
data和cache分區
這一節簡單的介紹一下data和cache分區。當我們開機進入桌面程序後，一般來說我們都會下載安裝一些APP，這些APP都安裝在data/app目錄下。所有的Android程序生成的數據基本上都保存在data/data目錄下。wipe data實質上就是格式化data分區，這樣我們安裝的所有APP和程序數據就都丟失了。cache分區從名字上來看是用來緩存一些文件的，比如說一些音樂下載的臨時文件，或者下載管理下載的內容基本上放在這個分區。
小結
本章主要是介紹了一下Android手機的硬軟件結構以及主要分區的內容，並簡要的介紹了一些開機啓動過程。瞭解這些內容有助於我們從整體上理解ROM移植。