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安卓系統啟動流程解析

一直以來一直想有深入研究原始碼的想法,最近一段時間工作比較少,得以時間研究,有點心得就給大家分享,今天給大家帶來的是安卓系統最開始的  

話不多說  首先放圖


下面來詳解這張圖  

從系統的角度上來講,Android系統的啟動過程可以分為 bootloader 引導,裝載和啟動 linux核心 啟動Android系統

BootLoader

bootloader 相當於電腦上的Bios 他的主要作用就是初始化基本的硬體裝置,建立記憶體空間對映, 為裝載linux核心準備好執行環境,當linux核心載入完畢之後,bootloder就會從記憶體中清除

對於FastBoot和Recover估計好多童鞋都不理解,fastboot是Android設計的一套通過usb來更新手機分割槽的映像協議,不過大部分廠商都搞掉了  google的nexus 上應該有的

Recovery模式是Android特有的升級系統,通過這個可以進行手機恢復出廠設定,或執行OTA,補丁和韌體升級,實質是啟動了一個文字模式的Linux。

bootloader啟動後會向記憶體中裝載boot.img映象檔案,這個映象檔案存放的是linux核心和一個根檔案系統,linux核心進行初始化之後,裝載完檔案系統,就啟動了init程序

Init程序

init程序是Linux建立的第一個程序,init程序會解析linux的指令碼檔案init.rc,根據這個檔案的內容 init程序會裝載Android的檔案系統,建立系統目錄,初始化屬性系統,啟動Android系統的重要的守護程序等,如上圖,

下面簡單的介紹一個下init程序fork出的幾個重要的程序:

Zygote程序: 當init程序初始化結束的時候,會啟動Zygote程序,看上圖可以看出來 zygote程序扶著fork出應用程序,是所有程序的父程序,Zygote程序初始化的時候會建立Dalivik虛擬機器,預裝載系統的資原始檔和java類,所有從Zygote程序fork出的使用者程序將繼承和共享這些資源,不用浪費時間重新載入(看到這裡是不是感覺突然明白了什麼?)幹完這些之後,Zygote程序也將變為守護程序,負責響應啟動APK應用的啟動請求。

SystemServer程序:SystemServer程序是Zygote程序fork出的第一個程序,也是整個Android系統的核心程序,在SystemServer主要執行的是Binder服務,SystemServer首要啟動本地服務 SensorService 接著啟動 ActivityManagerService,WindowsManagerService,PackgeManagerService等在內的所有java服務。

MediaServer程序:也是由init程序啟動,他包含了一些多媒體相關的本地Binder服務,包括CameraService,AudioFilingerService ,和AudioPolicyService。

當SystemServer載入完所有Java服務後最後會呼叫ActivityManagerService的SystemReady()方法,

        // We now tell the activity manager it is okay to run third party
        // code.  It will call back into us once it has gotten to the state
        // where third party code can really run (but before it has actually
        // started launching the initial applications), for us to complete our
        // initialization.
        mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Slog.i(TAG, "Making services ready");
                mSystemServiceManager.startBootPhase(
                        SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);

                try {
                    mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("observing native crashes", e);
                }

                Slog.i(TAG, "WebViewFactory preparation");
                WebViewFactory.prepareWebViewInSystemServer();

                try {
                    startSystemUi(context);
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("starting System UI", e);
                }
                try {
                    if (mountServiceF != null) mountServiceF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("making Mount Service ready", e);
                }
                try {
                    if (networkScoreF != null) networkScoreF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("making Network Score Service ready", e);
                }
                try {
                    if (networkManagementF != null) networkManagementF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("making Network Managment Service ready", e);
                }
                try {
                    if (networkStatsF != null) networkStatsF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("making Network Stats Service ready", e);
                }
                try {
                    if (networkPolicyF != null) networkPolicyF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("making Network Policy Service ready", e);
                }
                try {
                    if (connectivityF != null) connectivityF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("making Connectivity Service ready", e);
                }
                try {
                    if (audioServiceF != null) audioServiceF.systemReady();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying AudioService running", e);
                }
                Watchdog.getInstance().start();

                // It is now okay to let the various system services start their
                // third party code...
                mSystemServiceManager.startBootPhase(
                        SystemService.PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START);

                try {
                    if (wallpaperF != null) wallpaperF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying WallpaperService running", e);
                }
                try {
                    if (immF != null) immF.systemRunning(statusBarF);
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying InputMethodService running", e);
                }
                try {
                    if (locationF != null) locationF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying Location Service running", e);
                }
                try {
                    if (countryDetectorF != null) countryDetectorF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying CountryDetectorService running", e);
                }
                try {
                    if (networkTimeUpdaterF != null) networkTimeUpdaterF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying NetworkTimeService running", e);
                }
                try {
                    if (commonTimeMgmtServiceF != null) {
                        commonTimeMgmtServiceF.systemRunning();
                    }
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying CommonTimeManagementService running", e);
                }
                try {
                    if (textServiceManagerServiceF != null)
                        textServiceManagerServiceF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying TextServicesManagerService running", e);
                }
                try {
                    if (atlasF != null) atlasF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying AssetAtlasService running", e);
                }
                try {
                    // TODO(BT) Pass parameter to input manager
                    if (inputManagerF != null) inputManagerF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying InputManagerService running", e);
                }
                try {
                    if (telephonyRegistryF != null) telephonyRegistryF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying TelephonyRegistry running", e);
                }
                try {
                    if (mediaRouterF != null) mediaRouterF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying MediaRouterService running", e);
                }

                try {
                    if (mmsServiceF != null) mmsServiceF.systemRunning();
                } catch (Throwable e) {
                    reportWtf("Notifying MmsService running", e);
                }
            }
        });
從上面的註釋我們可以得出他是去開啟lancher   具體的程式碼在這裡
public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
        synchronized(this) {
            if (mSystemReady) {
                // If we're done calling all the receivers, run the next "boot phase" passed in
                // by the SystemServer
                if (goingCallback != null) {
                    goingCallback.run();
                }
                return;
            }

            // Make sure we have the current profile info, since it is needed for
            // security checks.
            updateCurrentProfileIdsLocked();

            .................................... 此處省略大量程式碼
            // Start up initial activity.
            mBooting = true;
            <strong><u><span style="color:#000066;background-color: rgb(204, 204, 204);">startHomeActivityLocked(mCurrentUserId, "systemReady");</span></u></strong>

            try {
                if (AppGlobals.getPackageManager().hasSystemUidErrors()) {
                    Slog.e(TAG, "UIDs on the system are inconsistent, you need to wipe your"
                            + " data partition or your device will be unstable.");
                    mHandler.obtainMessage(SHOW_UID_ERROR_MSG).sendToTarget();
                }
            } catch (RemoteException e) {
            }

            if (!Build.isFingerprintConsistent()) {
                Slog.e(TAG, "Build fingerprint is not consistent, warning user");
                mHandler.obtainMessage(SHOW_FINGERPRINT_ERROR_MSG).sendToTarget();
            }

            long ident = Binder.clearCallingIdentity();
            try {
                Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_USER_STARTED);
                intent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
                        | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
                intent.putExtra(Intent.EXTRA_USER_HANDLE, mCurrentUserId);
                broadcastIntentLocked(null, null, intent,
                        null, null, 0, null, null, null, AppOpsManager.OP_NONE,
                        false, false, MY_PID, Process.SYSTEM_UID, mCurrentUserId);
                intent = new Intent(Intent.ACTION_USER_STARTING);
                intent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY);
                intent.putExtra(Intent.EXTRA_USER_HANDLE, mCurrentUserId);
                broadcastIntentLocked(null, null, intent,
                        null, new IIntentReceiver.Stub() {
                            @Override
                            public void performReceive(Intent intent, int resultCode, String data,
                                    Bundle extras, boolean ordered, boolean sticky, int sendingUser)
                                    throws RemoteException {
                            }
                        }, 0, null, null,
                        INTERACT_ACROSS_USERS, AppOpsManager.OP_NONE,
                        true, false, MY_PID, Process.SYSTEM_UID, UserHandle.USER_ALL);
            } catch (Throwable t) {
                Slog.wtf(TAG, "Failed sending first user broadcasts", t);
            } finally {
                Binder.restoreCallingIdentity(ident);
            }
            mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked();
            sendUserSwitchBroadcastsLocked(-1, mCurrentUserId);
        }
    }
這個裡面最重要的就是標出的那一行,呼叫的方法是原始碼是在這裡
  boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {
        if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL
                && mTopAction == null) {
            // We are running in factory test mode, but unable to find
            // the factory test app, so just sit around displaying the
            // error message and don't try to start anything.
            return false;
        }
       <strong style="background-color: rgb(192, 192, 192);"> Intent intent = getHomeIntent();</strong>
        ActivityInfo aInfo =
            resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);
        if (aInfo != null) {
            intent.setComponent(new ComponentName(
                    aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
            // Don't do this if the home app is currently being
            // instrumented.
            aInfo = new ActivityInfo(aInfo);
            aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);
            ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
                    aInfo.applicationInfo.uid, true);
            if (app == null || app.instrumentationClass == null) {
                intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                mStackSupervisor.startHomeActivity(intent, aInfo, reason);
            }
        }

        return true;
    }
看到這裡大家明白了吧,這個getHomeIntent() 就是開啟launcher應用的Inent
Intent getHomeIntent() {
        Intent intent = new Intent(mTopAction, mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);
        intent.setComponent(mTopComponent);
        if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
            intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
        }
        return intent;
    }



其實在上一段程式碼中還要去PackageManager去取一下所有型別為ACTION_MAIN的intent 然後才開的Launcher。 

大致的流程就這些,中間有些部分會再以後的博文裡接著分析,如果看到有什麼錯誤的地方,都可以在下面評論中說出。希望我們共同進步!

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