Android原始碼

下載

2018-2-4

直接使用清華大學的映象【注意不能使用VMware + Ubuntu + 共享資料夾的方式，主要英文共享資料夾不支援linux某些檔案】

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/AOSP/

目錄結構

2018-2-5

http://blog.csdn.net/itachi85/article/details/54695046

詳細目錄結構

http://blog.csdn.net/ieearth/article/details/64930164

編譯

從網上下載的android原始碼不包括u-boot和linux核心，需要下載對應的版本，然後在編譯。

android啟動流程

在學習啟動流程時，首先列印Android的啟動日誌，列印方法參見：Android核心開發：如何統計系統的啟動時間

先貼一張圖：

2018-2-6

Android 的底層基於 Linux Kernel，因此從啟動流程來看，先啟動 Linux Kernel，然後才啟動 Android Framework，最後進入應用程式 Launcher，也就是看到的主介面。因此可將Android的啟動流程分為下面3個階段：

第一階段：Linux核心啟動

主要參考：Android筆記 - Android啟動之Linux核心啟動

這一階段有分為三個過程：

（1）機器上電，進入Bootrom，

Bootrom 是固化在晶片中的一小段程式，主要功能是上電時完成硬體自檢，然後從固定分割槽載入 Bootloader。Bootrom 的功能相當於 PC 上的 BIOS，Bootloader 的功能相當於 PC 上的 GRUB。這個程式一般是硬體廠商做的，Android手機廠商不會修改。

（2）Bootloader初始化軟硬體環境 ，

Bootloader 是在進入 Linux Kernel 之前執行的程式。Android 採用的 Bootloader 實現方式是 Uboot。手機廠商一般會定製化Bootloader程式，這程式的主要作用是檢測硬體，載入linux kernel。

（3）啟動 Linux Kernel ，

這一階段和標準 Linux Kernel 啟動過程基本一致。Kernel 載入進記憶體後會進行自解壓。自解壓完成後，繼續進行一些平臺相關的初始化，然後開始 start_kernel 函式，它的實現程式碼位於 init/main.c 中。

以上分析基於 linux-4.4.52核心，至此，linux核心分析完畢。這裡的“/init”程序是使用者空間中的額第一個程序。

備註：我們知道，linux核心的系統有固定的流程，一般核心啟動完畢後，就是載入使用者的程式，使用者的程式一般放在某個指令碼中（好像是“/etc/init/init.rc”檔案），執行指令碼中的每一行語句，即開啟相應的程序。

以下是天嵌TQ2440的列印資訊（linux-2.6.30版本），可供參考：

由以上分析，Android的系統，應該是linux的核心啟動完成後，再啟動必要的程序，最後通過腳步檔案啟動Android的程式。

參考：Android的init過程詳解（一）

第二階段：Android Framework啟動

2018-2-7

init 程序（PID=1，使用者空間的第一個程序，也是Android系統的第一個程序）進入 main 函式後，主要完成以下四項工作。第一，在根檔案系統中建立目錄作為掛載點，然後掛載虛擬檔案系統；第二， 解析啟動指令碼檔案 init.rc；第三，根據啟動指令碼 init.rc 的解析結果開啟 Android Framework 核心服務程序；第四，監聽事件，重啟服務。

上面說的init程序（程序名為“/init”，PID=0，根目錄下的init可執行檔案），,是由android原始碼（Android-7.1版本）中的/system/core/init/init.cpp檔案編譯出來的，這個程序名為“/init”的程序會執行根目錄下的 init.*.rc 腳步（具體的執行規則，參見：Android的init過程（二）：初始化語言（init.rc）解析），這個腳步是負責啟動Android framework的（見：Android筆記 - Android啟動之Android Framework啟動）。

為了學習AIL（Android初始化語言，Android Init Language，這裡簡稱為AIL），讀者可以到自己Android手機的根目錄尋找init.rc檔案，最好下載到本地以便檢視，如果有編譯好的Android原始碼，在<Android原始碼根目錄>out/target/product/generic/root目錄也可找到init.rc檔案。

第二步和第三步最重要，這個過程中會啟動系統所需功能的各種服務。主要分為本地服務和Android服務，它們都會在ServiceManager中進行註冊。

本地服務 
本地服務是指執行在C++層的系統守護程序，一部分本地服務是init程序直接啟動的，它們定義在init.rc指令碼和init.<hardware>.rc中，如 ueventd、servicemanager、debuggerd、rild、mediaserver等。還有一部分本地服務，是由這些本地服務進一步建立的，如mediaserver服務會啟動AudioFlinger, MediaPlayerService， 以及 CameraService 等本地服務。我們可以通過檢視init.rc和init.<hardware>.rc檔案找出具體有哪些本地服務被init程序直接啟動了，這些檔案的位置：system/core/rootdir/

Android服務 
Android服務是指執行在Dalvik虛擬機器程序中的服務，這些服務的建立過程描述如下：
init程序會執行app_process程式，建立Zygote程序，它是Android系統最重要的程序，後續所有的Android應用程式都是由它fork出來的。 
Zygote程序會先fork出SystemServer程序，SystemServer程序就會啟動所有的Android核心服務。例如：Activity Manager、Window Manager、Power Manager等等服務。當所服務啟動完畢後，SystemServer會打印出”Making services ready”,然後通過Activity Manager啟動Home介面，併發送“ACTION_BOOT_COMPLETED”廣播訊息。 
SystemServer程序新增的服務都屬於SystemServer程序。

Android服務是指執行在Dalvik虛擬機器程序中的服務，這些服務的建立過程描述如下：

init程序會執行app_process程式，建立Zygote程序，它是Android系統最重要的程序，所有後續的Android應用程式都是由它fork出來的。

第二， 解析啟動指令碼檔案 init.rc；

init 可執行檔案的程式碼（/system/core/init/init.cpp）的main函式中解析“/init.rc”腳步，原始碼：

int main(int argc, char** argv) {

.......

    Parser& parser = Parser::GetInstance();
    parser.AddSectionParser("service",std::make_unique<ServiceParser>());
    parser.AddSectionParser("on", std::make_unique<ActionParser>());
    parser.AddSectionParser("import", std::make_unique<ImportParser>());
    parser.ParseConfig("/init.rc");
.......
}

解析 init.rc 的工作由函式 Parser 來完成。解析完成後，得到一個 service_list 連結串列和一個 action_list 連結串列。其中，service_list 連結串列用來儲存 service 的解析結果，action_list 連結串列用來儲存 action 的解析結果。如下圖所示： 

為了讓 action 按照一定的順序觸發，需要對 action 在連結串列中的順序進行調整，調整後的 action 由 action_queue 連結串列來儲存。

第三，根據啟動指令碼 init.rc 的解析結果開啟 Android Framework 核心服務程序；

通過之前的初始化工作得到 action_queue 連結串列後，呼叫 execute_one_command 函式遍歷 action_queue 連結串列，並執行連結串列中 action 的 command。

在這些啟動的核心服務程序中，其中兩個最重要的核心服務程序是 zygote 程序和 servicemanager 程序。

zygote 程序是 Android 啟動後的第一個虛擬機器程序。它主要負責啟動 system_server 程序，以及所有的應用程式程序，所以也稱為孵化器程序。zygote 程序會啟動子程序 system_server，system_server 程序在 nativeInit 函式中啟動 Native 系統服務比如 SensorService，在 ServerThread 的 initAndLoop 函式中啟動 Java 系統服務比如 ActivityManagerService, PackageManagerService, ContentService 等，並將系統服務註冊進 ServiceManager。

servicemanager 程序是 Binder 程序間通訊機制的核心之一。它負責管理系統中所有的 Service 元件，提供 Service 元件的註冊服務，並且向 Client 元件提供獲取 Service 代理物件的服務。

分析 init.rc 檔案，發現執行順序為：

【zygote】程序

Android 7.0 版本的 init.rc檔案，其中 zygote 在 init.zygote64.rc 中的內容如下：

//android_source\system\core\rootdir\init.zygote64_32.rc
service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart audioserver
    onrestart restart cameraserver
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

service zygote_secondary /system/bin/app_process32 -Xzygote /system/bin --zygote --socket-name=zygote_secondary
    class main
    socket zygote_secondary stream 660 root system
    onrestart restart zygote
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

根據 Android 初始化語言的語法，可以知道 zygote 服務程序的名字是 zygote ，執行程式路徑為 /system/bin/app_process64，引數為 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server。建立一個名字為 zygote 的 socket，這個 socket 用於接收 ActivityManagerService 傳送過來的新建應用程式程序的請求。zygote 程序重啟時會往 sysfs 中寫入命令，同時會重啟 media 服務和 netd 服務。

Zygote程序會首先fork出"SystemServer"程序，"SystemServer"程序的全部任務就是將所有的Android核心服務啟動起來，這些服務包括：

/system/bin/app_process 是 zygote 程序的可執行程式，其原始碼位於 frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp 檔案，入口函式是 main。具體啟動細節請參考老羅的文章 Android 系統程序 Zygote 啟動過程的原始碼分析。
 

init.*.rc 腳步依次啟動ServiceManager, Zygote, ActivityManagerService 和 PackageManagerService 等系統服務已經啟動起來，

其中，android7.1.1版本的ServiceManager對應的啟動指令碼是/system/etc/init/servicemanager.rc

第三階段：應用程式 Launcher啟動

也就是最終會看到的 Android 桌面的啟動。

http://blog.csdn.net/yanshazi/article/details/50287479