Android開機啓動流程

圖片轉自http://blog.jobbole.com/67931/

一， 主要流程

• BootLoader引導，加載內核
• 內核模塊啓動init進程
• init進程掛載目錄，解析init.rc配置文件，fork一個zygote進程
• zygote進程創建虛擬機，創建serverSocket，fork一個systemServer進程
• systemServer啓動和註冊AMS、PMS、WMS等service到serviceManager裏，最後啓動系統界面

二， init進程

內核模塊啓動init進程（http://androidxref.com/source/xref/system/core/init/init.c）後，init進程掛載目錄，init_parse_config_file(“/init.rc”)解析init.rc配置文件（system/core/rootdir/init.rc），啓動服務和進程

• servicemanager：管理其他所有binder service，註冊添加服務，獲取服務
• zygote
• media: add AudioFlinger，AudioPolicyService，MediaPlayerService and CameraService to servicemanager
• bootanim（開機動畫和鈴聲）等其他服務

init.rc裏啓動zygote進程的語句是

    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

上述語句規定了zygote的進程名、zygote之後要啓動system_server進程、zygote要創建一個權限660的socket
init_rc中有個語句是class_start main，執行的是 /system/core/init/builtins.c的do_class_start函數，它會執行service_start_if_not_disabled，即執行init.c的service_start函數，fork出一個子進程，調用execve函數來執行/system/bin/app_process,即執行
app_main.cpp的main函數

三， zygote進程

• app_main.cpp的main函數裏初始化和啓動Android運行時

• 運行時啓動的時候會創建虛擬機VM，然後調用com.android.internal.os.ZygoteInit.java中的main函數初始化zygote

  • registerZygoteSocket()：爲zygote命令連接註冊一個serverSocket,賦值給全局變量sServerSocket
  • preload()：預加載classes和resources
  • startSystemServer():通過Zygote.forkSystemServer()方法fork一個子進程

  • runSelectLoopMode()：無限循環，在前邊創建的sServerSocket上監聽連接請求。

        fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor());
    

    fds是一個socket的文件描述符列表，sServerSocket的文件描述符保存在fds裏。

         fdArray = fds.toArray(fdArray);
         index = selectReadable(fdArray);
    

    selectReadable函數如果返回0，說明有客戶端的連接請求，sServerSocket通過accpet返回一個和客戶端通信的socket,保存在ZygoteConnection對象裏，將相應的文件描述符添加到fds裏面，select輪詢的下一次也會監聽這個socket了

        if (index == 0) {
             ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer();
             peers.add(newPeer);
             fds.add(newPeer.getFileDesciptor());
        }
    
        private static ZygoteConnection acceptCommandPeer() {
            return new ZygoteConnection(sServerSocket.accept());
        }
    
        index大於0時 {
             boolean done;
             done = peers.get(index).runOnce();
             if (done) {
                 peers.remove(index);
                  fds.remove(index);
              }
        }
    

    如果 selectReadable返回的數據大於0，說明有客戶端的數據請求。調用index索引對應的ZygoteConnection對象的runOnce函數fork一個子進程。

    pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids,
         parsedArgs.debugFlags, rlimits, parsedArgs.mountExternal, parsedArgs.seInfo,
           parsedArgs.niceName);
    

（上述過程也就是Zygote處理一次AMS請求的過程）

四， SystemServer進程

startSystemServer()方法裏，通過Zygote.forkSystemServer函數fork出了一個systemServer進程.

        /* For child process */
        if (pid == 0) {
        handleSystemServerProcess(parsedArgs);
    }

pid爲0的代碼塊，是新的systemServer進程要執行的代碼，即調用handleSystemServerProcess函數，代碼如下。

 closeServerSocket();
  RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion, parsedArgs.remainingArgs);

由於systemServer進程是對zygote進程的fork，也就繼承了zygote進程的serverSocket，但systemServer進程其實不需要zygote進程的serverSocket,所以這裏就關閉了zygote進程裏的serverSocket。
然後在RuntimeInit.zygoteInit裏

 commonInit();//初始化時區設置、Http UserAgent等
 nativeZygoteInit();
 applicationInit(targetSdkVersion, argv);

• commonInit()初始化時區設置、Http UserAgent等
• nativeZygoteInit()是調用com_android_internal_os_RuntimeInit_nativeZygoteInit，即調用了 app_main.cpp 中的 AppRuntime類的onZygoteInit()，啓動了Binder線程池。

• applicationInit()函數調用invokeStaticMain，拋出ZygoteInit.MethodAndArgsCaller異常，然後被ZygoteInit.java的main函數裏被捕獲到

   catch (MethodAndArgsCaller caller) {
     caller.run();
  

  }
  在run裏調用mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });
  我們是從startSystemServer()函數進來的，當時註明了“com.android.server.SystemServer”的參數，因此這裏就反射調用了com.android.server.SystemServer的main()函數

• main()裏開始初始化工作
  
  • System.loadLibrary(“android_servers”); 加載一個叫android_servers的本地庫(libandroid_servers.so文件:系統服務組件：和Android中實現的JNI)
  • init1,這是個native方法，位於/frameworks/base/services/jni/com_android_server_SystemServer.cpp
    其中調用了system_init();位於 /frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp，初始化了SurfaceFlinger服務（負責繪製Android應用程序的UI）、sensorservice傳感器服務。然後回調了SystemServer.java裏的init2
  • init2，啓動了一個ServerThread()
    
    • Looper.prepareMainLooper();準備主線程Looper,創建UI用的HandlerThread
    • 向ServiceManager裏添加各種Service,如PackageManagerService、ActivityManagerService、 ContentService、WindowManagerService、InputMethodManagerService等
    • 調用 ActivityManagerService.self().systemReady函數，它調用了startSystemUi(contextF);啓動了系統界面。