Android 开机启动流程解析

上一篇 / 下一篇  2016-10-17 14:27:54 / 个人分类：Android

查看( 1908 ) / 评论( 0 ) / 评分( 0 / 0 )
我的栏目
  • 栏目:
51Testing软件测试网;v [ @(e\ T{I(O
    Android是一个基于Linux内核的操作系统。首先了解一下Android操作系统的主要组件。
    Android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行环境和Linux内核层。
     蓝色的代表JAVA程序，黄色的代码为运行JAVA程序而实现的虚拟机，绿色部分为C/C++语言编写的程序库，红色的代码内核(Linux内核+Driver)。在Application Framework之下，由C/C++的程序库组成，通过JNI完成从JAVA到C的调用。
     1) 应用程序
    所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的，每一个应用程序由一个或者多个活动组成，活动必须以Activity类为超类，活动类似于操作系统上的进程，但是活动比操作系统的进程要更为灵活，与进程类似的是，活动在多种状态之间进行切换。
    利用JAVA的跨平台性质，基于Android框架开发的应用程序可以不用编译运行于任何一台安装有android系统的平台，这点正是Android的精髓所在。
     2) 应用程序框架
    应用程序的架构设计简化了组件的重用；任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块（不过得遵循框架的安全性限制）。帮助程序员快速的开发程序，并且该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。
    隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中**；
     a.丰富而又可扩展的视图（Views），可以用来构建应用程序，它**列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（buttons），甚至可嵌入的web浏览器。
     b.内容提供器（Content Providers）使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库）， 或者共享它们自己的数据。
     c.资源管理器（Resource Manager）提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（layout files）。
     d.通知管理器（Notification Manager）使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
     e.活动管理器（Activity Manager）用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。
         一个基本的Android应用程序可以利用应用程序框架中的以下5个部分。
    •     Activity（活动）
    •     Broadcast Intent Receiver（广播意图接收者）
    •     Service（服务）
    •     Content Provider（内容提供者）
    •     Intent and Intent Filter（意图和意图过滤器）
     3) 系统运行环境
     本层对于一般嵌入式系统，相当于中间件层次。Android的本层分成两个部分，一个是各种库，另一个是Android运行环境。本层的内容是使用C和C++实现的。
     a)程序库
        Android**一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务。
    以下是一些核心库：
    主要**基本的C库、以及多媒体库以支持各种多媒体格式、位图和矢量字体、2D和3D图形引擎、浏览器、数据库支持。
  1.  Bionic系统C库。
  2.  媒体库，基于PacketVideo OpenCORE。
  3.  Surface Manager 顾名思义，用于管理Surface。
  4.  Webkit,LibWebCore 浏览器，基于Webkit引擎。
  5.  SGL 底层的2D图形引擎
  6.  3D libraries 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现
  7.  FreeType 位图（bitmap）和矢量（vector）字体显示。
  8.  SQLite 一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。
 
   另外这里还有一个硬件抽象层（HAL）。其实Android并非所有的设备驱动都放在Linux内核里面，有一部分实现在用户空间，
   这么做的主要原因是可以避开Linux所遵循的GPL协议，一般情况下如果要将Android移植到其他硬件去运行，只需要实现这部分代码即可。**：显示器驱动，声音，相机，GPS，GSM等等。
 
    b) Android 运行环境
    每一个 Android应用程序都在它自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。
  Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。   
  Dalvik虚拟机执行（.dex）的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。
  同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK中的 "dx" 工具转化成.dex格式由虚拟机执行。
  Dalvik虚拟机依赖于Linux内核的一些功能，比如线程机制和底层内存管理机制。
 
     4) Linux 内核
   Android 的核心系统服务依赖于 Linux 内核 ，如安全性，内存管理，进程管理，网络协议栈和驱动模型。
    Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。其外还对其做了部分修改，主要涉及两部分修改：
   a) Binder  
     (IPC)：提供有效的进程间通信，虽然Linux内核本身已经提供了这些功能，但Android系统很多服务都需要用到该功能，为了某种原因，其实现了自己的一套。
   b) 电源管理：为手持设备节省能耗。
   c) 显示驱动（Display Driver）：常基于Linux的帧缓冲MTD的Flash驱动程序。
   d) WiFi驱动：基于IEEE 802.15.1标准的无线传输技术
   e) 蓝牙驱动（Bluetoth Driver）:基于IEEE802.15.1标准的无线传输技术
   f) 照相机驱动（Camera Driver）：常基于Linux的v41(Video for)驱动
   g) 音频驱动（Audio Driver）：常基于ALSA（Advanced Linux Sound Architecture,高级Linux声音体系）驱动。
   h) 键盘驱动（KeyBoard Driver）：作为输入设备的键盘驱动
   最后在谈谈Android所采用的语言，其应用开发采用java语言，我们所说的java一般**三个部分：
  1. java语言：即其语法，其写代码的程式
  2. java虚拟机：为了实现一次编译到处可以运行的原则，java在编译连接以后并没有产生目标机器语言，而是采用了Java bytecode。这种Java共用指令，这时就需要一个虚拟机来执行改指令。
  3. 库：跟我们常用的C语言一样提供一些常用的库
    后两者结合就是Java Runtime Environment。

+Gd"FFI EG$Z9o0
    现在，来了解Android开机过程。了解Android开机启动过程对于开机时间优化（快速启动系统）、开关机压力测试、电压瞬变测试都很有帮助。
    Android系统开机流程图如下所示：51Testing软件测试网b;n)ifV
                                                       
                                                                                                                 

1 - Boot ROM

按下开机键后，跳至硬件编码的BOOT ROM指定地址：加载Bootloader到内存中，开始执行Bootloader代码

!h7h2xPn{ht9Z0

2 - Bootloader

Bootloader 执行分为两个阶段：51Testing软件测试网 W~ B s/d[.Fa

  •   检测外部RAM 
  •  初始化网络、内存等，为启动kernel做准备

Bootloader的核心代码在init.S.51Testing软件测试网]q$r.E8Bo N6Q9m

3 - Kernel

Android的Kernel启动跟Linux Kernel启动过程很相似，在这个过程中主要是初始化cache, 内存保护，进程调度，驱动以及挂载root文件系统。初始化完成之后，开始加载 Android的第一个进程 init

5E8F0^^zR8]7p0

4 - Init

init进程是Android所有进程的父进程，其主要有两个作用：51Testing软件测试网/ft_X D%Yt Mm

  • 挂载系统目录：/sys, /dev/, /proc
  • 执行初始化脚本init.rc

此阶段init进程会启动系统的必须的守护进程，如RILD,netd,vold,meadiaserver,installd,adbd等，然后通过 脚本命令：51Testing软件测试网zq/V4BDl GX

p7W7] H|*?/mjd0
[plain] view plain copy
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server   

开始加载 Android系统VM以及核心服务。 
上述脚本通过/android/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp 解析后，启动 zygote进程和system server核心服务。

51Testing软件测试网)VE Mov

  • 有关 init.rc 的语法可以参看 AOSP 代码目录： /android/system/core/init/readme.txt
  • init 进程代码可以参看AOSP目录: /android/system/core/init/
  • init.rc 可参看 AOSP目录： /android/system/core/rootdir/init.rc

5 - Zygote/Dalvik

在Java中，不同的应用有不同的Virtual Machine(VM)实例，Android考虑到APP的加载速度，防止内存消耗过大，通过创建一个zygote进程，从而实现不同Dalvik VM之间的代码、数据共享。 zygote进程主要用于预加载并初始化Android的核心库类。

KM y3Lw#O3IPlN0

一旦init初始化完Android Runtime，zygote开始创建 第一个Dalvik VM实例，由此 zygote进程开始加载system server进程。 zygote的执行主要有几个关键步骤： 51Testing软件测试网fk*rOdT

  •  加载并执行 ZygoteInit 类
  • registerZygoteSocket(): 注册用于zygote命令链接的socket
  • preloadClasses()； preloadResources(): 预加载常用类以及系统资源（themes, layouts等）

至此，系统会有开机画面显示51Testing软件测试网 o:C"F9n3DBNB

6 - System Server/services

Zygote启动一个新的system server进程用于启动系统服务，需要启动的服务主要有两类：（1） core services; (2) other services:

r&tWqoh3a0

core services51Testing软件测试网&pqE2}f V L$jw

  • Power Manager
  • Activity Manager
  • Telephony Registry
  • Package Manager
  • Alarm Manager
  • Sensor Service
  • Window Manager
  • Mount Service
  • Context Manager

Other Service51Testing软件测试网P"i2b&]-gBa

  • Status bar service
  • hardware service
  • connectivity service
  • notification manager
  • location manager
  • wallpaper service

7 - 启动HOME Activity

ActivityManager 初始化完成后，会发送一个 CATEGORY_HOME 的Intent，从而启动HOME Screen，至此可以看到手机开机完成后的IDLE界面，Android系统启动完成。

4a9K![ a)l0
参阅：http://blog.sina.com.cn/s/blog_898868010102v8rr.html
http://blog.csdn.net/jason_wzn/article/details/52278533

6hAaj l*xL0

收藏 举报

TAG: Android

 

评分：0

我来说两句

Open Toolbar