android 系统启动流程

整理一下，android的启动流程，主要的资料都是从网上搜的，只是做个整理方便以后浏览。

Android架构介绍

Android的架构可以从架构图得知，主要分四层：

Android经典的四层架构图

Android架构图

看这两张图对android架构有一个整体的概念

Android启动概述

概述：Loader > Kernel > Native > Framework > Application
细分：BootRom > Bootloader > Kernel > Init > Zygote > SystemServer > Launcher
Loader层主要包括Boot Rom和Boot Loader
Kernel层主要是Android内核层
Native层主要是包括init进程以及其fork出来的用户空间的守护进程、HAL层、开机动画等
Framework层主要是AMS和PMS等Service的初始化
Application层主要指SystemUI、Launcher的启动

Loader > Kernel > Native简单描述

BootLoader介绍
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码，称之为Bootloader，简单地说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

Kernel初始化介绍
Kernel初始化由start_kernel函数（\init\main.c）开始，至第一个用户进程init结束，可以分成三部分：zImage解压缩、kernel的汇编启动阶段、Kernel的C启动阶段

Init初始化介绍
init进程是Linux内核启动后创建的第一个用户空间的进程，init在初始化过程中会启动很多重要的守护进程。
init进程初始化系统后，会化身为守护进程来处理子进程的死亡信号、修改属性的请求和组合键事件

Zygote启动介绍

在init.rc中，import zygote的启动rc文件：import /init.${ro.zygote}.rc

service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin \
                        --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
    class main
    priority -20
    user root
    group root readproc
    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
    onrestart restart wificond
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

service zygote_secondary /system/bin/app_process32 -Xzygote /system/bin \
                        --zygote --socket-name=zygote_secondary --enable-lazy-preload
    class main
    priority -20
    user root
    group root readproc
    socket zygote_secondary stream 660 root system
    onrestart restart zygote
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

app_process启动代码位于alps/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp，主要操作如下：
初始化AppRuntime，AppRuntime继承于AndroidRuntime
解析传入参数
根据参数启动Zygote
在解析完参数后，最终调用：com.android.internal.os.ZygoteInit进行Zygote的初始化

AppRuntime初始化调用的是AndroidRuntime的构造函数，AndroidRuntime初始化时会初始化Skia图形系统
AppRuntime启动zygote时调用的是AndroidRuntime的start函数
start函数主要做了以下操作：
1.判断是否启动systemserver
2.启动虚拟机
3.注册JNI函数
4.调用JNI函数

在ZygoteInit的main函数中，调用了nativeZygoteInit方法，即调用了JNI函数com_android_internal_os_ZygoteInit_nativeZygoteInit()，该方法会调用AndroidRuntime->onZygoteInit()，onZygoteInit在AppRuntime中被重载，创建一个ProcessState并调用startThreadPool，startThreadPool启动线程池处理Binder的通信请求

ZogyteInit的main函数主要操作：
1.创建ZogyteServer并标记启动
2.设置进程pid和gid为0
3.解析参数
4.创建本地socket服务
5.预加载系统类和资源
6.fork SystemServer进程
7.启动ZogyteServer的selectLoop线程处理子进程的命令

Zogyte初始化流程图

SystemServer启动介绍

SystemServer需要从Zygote fork SystemServer开始分析，主要是设置参数，然后调用Zygote的forkSystemServer方法，再判断是否有SecondaryZygote启动，有则等待其启动，无则返回
Zygote的forkSystemServer方法主要是调用了native方法nativeForkSystemServer，在native层进行fork动作，并设置pid、gid、selinux安全上下文等，最后启动com.android.server.SystemServer
SystemServer是一个Java类，从main函数入口分析，主要调用run方法，主要工作是：
1.调整时间，如果系统时间比1970还要早，调整到1970年
2.设置语言
3.调整虚拟机堆内存大小和内存利用率
4.初始化Looper为mainLooper
5.装载库libandroid_server.so
6.初始化系统Context
7.创建SystemServiceManager负责系统Service启动
8.创建和启动Java服务
9.调用Looper.loop()，进入处理消息的循环

系统服务

Launcher启动

SystemUI在AMS执行systemReady时启动，主要是通过Intent启动包名为com.android.systemui组件名为SystemUIService的服务，然后通过调用WindowManager的onSystemUiStarted方法调用KeyguardService启动锁屏服务。SystemUI启动成功后表示系统的通知栏和导航栏已经初始化成功，接下来就是启动Launcher

Launcher的启动在AMS的最后，通过startHomeActivityLocked把启动Launcher的Activity并将其置于Activity栈顶，然后通过resumeFocusedStackTopActivityLocked将栈顶的Activity显示到界面上，launcher的启动就已经完成了