Android系统启动过程

Android启动linux内核过程：

init 进程启动 -> Native服务启动 -> System Server/Android 服务启动 -> Home  启动

init进程启动：

源文件目录：system/core/init/init.c

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd_count = 0;
    struct pollfd ufds[4];
    char *tmpdev;
    char* debuggable;
    char tmp[32];
    int property_set_fd_init = 0;
    int signal_fd_init = 0;
    int keychord_fd_init = 0;

    if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd"))
        return ueventd_main(argc, argv);

    /* clear the umask */
    umask(0);

        /* Get the basic filesystem setup we need put
         * together in the initramdisk on / and then we'll
         * let the rc file figure out the rest.
         */
    mkdir("/dev", 0755);
    mkdir("/proc", 0755);
    mkdir("/sys", 0755);

    mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", 0, "mode=0755");
    mkdir("/dev/pts", 0755);
    mkdir("/dev/socket", 0755);
    mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL);
    mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL);
    mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);

        /* We must have some place other than / to create the
         * device nodes for kmsg and null, otherwise we won't
         * be able to remount / read-only later on.
         * Now that tmpfs is mounted on /dev, we can actually
         * talk to the outside world.
         */
    open_devnull_stdio();
    log_init();
    
    INFO("reading config file\n");
    init_parse_config_file("/init.rc");//通过init.rc脚本建立基本服务

    /* pull the kernel commandline and ramdisk properties file in */
    import_kernel_cmdline(0);

    get_hardware_name(hardware, &revision);
    snprintf(tmp, sizeof(tmp), "/init.%s.rc", hardware);
    init_parse_config_file(tmp);//通过init.xxx.rc脚本建立基本服务，硬件相关

    action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail);

    queue_builtin_action(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done");
    queue_builtin_action(property_init_action, "property_init");
    queue_builtin_action(keychord_init_action, "keychord_init");
    queue_builtin_action(console_init_action, "console_init");
    queue_builtin_action(set_init_properties_action, "set_init_properties");

        /* execute all the boot actions to get us started */
    action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail);
    action_for_each_trigger("early-fs", action_add_queue_tail);
    action_for_each_trigger("fs", action_add_queue_tail);
    action_for_each_trigger("post-fs", action_add_queue_tail);

    queue_builtin_action(property_service_init_action, "property_service_init");
    queue_builtin_action(signal_init_action, "signal_init");
    queue_builtin_action(check_startup_action, "check_startup");

    /* execute all the boot actions to get us started */
    action_for_each_trigger("early-boot", action_add_queue_tail);
    action_for_each_trigger("boot", action_add_queue_tail);

        /* run all property triggers based on current state of the properties */
    queue_builtin_action(queue_property_triggers_action, "queue_propety_triggers");


#if BOOTCHART
    queue_builtin_action(bootchart_init_action, "bootchart_init");
#endif

    for(;;) {
        int nr, i, timeout = -1;

        execute_one_command();
        restart_processes();

        if (!property_set_fd_init && get_property_set_fd() > 0) {
            ufds[fd_count].fd = get_property_set_fd();
            ufds[fd_count].events = POLLIN;
            ufds[fd_count].revents = 0;
            fd_count++;
            property_set_fd_init = 1;
        }
        if (!signal_fd_init && get_signal_fd() > 0) {
            ufds[fd_count].fd = get_signal_fd();
            ufds[fd_count].events = POLLIN;
            ufds[fd_count].revents = 0;
            fd_count++;
            signal_fd_init = 1;
        }
        if (!keychord_fd_init && get_keychord_fd() > 0) {
            ufds[fd_count].fd = get_keychord_fd();
            ufds[fd_count].events = POLLIN;
            ufds[fd_count].revents = 0;
            fd_count++;
            keychord_fd_init = 1;
        }

        if (process_needs_restart) {
            timeout = (process_needs_restart - gettime()) * 1000;
            if (timeout < 0)
                timeout = 0;
        }

        if (!action_queue_empty() || cur_action)
            timeout = 0;

#if BOOTCHART
        if (bootchart_count > 0) {
            if (timeout < 0 || timeout > BOOTCHART_POLLING_MS)
                timeout = BOOTCHART_POLLING_MS;
            if (bootchart_step() < 0 || --bootchart_count == 0) {
                bootchart_finish();
                bootchart_count = 0;
            }
        }
#endif

        nr = poll(ufds, fd_count, timeout);
        if (nr <= 0)
            continue;

        for (i = 0; i < fd_count; i++) {
            if (ufds[i].revents == POLLIN) {
                if (ufds[i].fd == get_property_set_fd())
                    handle_property_set_fd();
                else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd())
                    handle_keychord();
                else if (ufds[i].fd == get_signal_fd())
                    handle_signal();
            }
        }
    }

    return 0;
}

通过查看网络资料，发现init.rc/init.xxx.rc建立的基本服务为：servicemanager，zygote……

最后Init并不退出，而是担当起property service的功能。

脚本文件
init@System/Core/Init
Init.c： parse_config_file(Init.rc)
   @parse_config_file(Init.marvel.rc)
解析脚本文件：Init.rc和Init.xxxx.rc(硬件平台相关)

Init.rc是Android自己规定的初始化脚本(Android Init Language, System/Core/Init/readme.txt)
该脚本包含四个类型的声明：
Actions
Commands
Services
Options.

服务启动机制
Init是这样解析.rc文件开启服务的：
（1）打开.rc文件，解析文件内容（system\core\init\init.c）
将service信息放置到service_list中。（ system\core\init parser.c）
（2）restart_service()（ system\core\init\init.c）
 service_start
 execve(…).建立service进程。

zygote
 Servicemanager和zygote进程就奠定了Android的基础。zygote这个进程起来才会建立起真正的Android运行空间，初始化建立的Service都是Navtive service.在.rc脚本文件中zygote的描述：
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
所以Zygote从main(…)@frameworks\base\cmds\app_main.cpp开始。
(1) main(…)@frameworks\base\cmds\app_main.cpp
建立Java Runtime
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", startSystemServer);
(2) [email protected]
建立虚拟机
运行：com.android.internal.os.ZygoteInit：main函数。
（3）main()@com.android.internal.os.ZygoteInit//正真的Zygote。
registerZygoteSocket();//登记Listen端口
startSystemServer();
进入Zygote服务框架。
经过这几个步骤，Zygote就建立好了，利用Socket通讯，接收ActivityManangerService的请求，Fork应用程序。

System Server
[email protected]在Zygote上fork了一个进程: com.android.server.SystemServer.于是SystemServer@(SystemServer.java）就建立了。Android的所有服务循环框架都是建立SystemServer@(SystemServer.java）上。在SystemServer.java中看不到循环结构，只是可以看到建立了init2的实现函数，建立了一大堆服务，并AddService到service Manager。
main() @ com/android/server/SystemServer
{
 init1();
}
Init1()是在Native空间实现的（com_andoird_server_systemServer.cpp）。我们一看这个函数就知道了，init1->system_init() @System_init.cpp

在system_init()我们看到了循环闭合管理框架。
{
 Call "com/android/server/SystemServer", "init2"
 …..
 ProcessState::self()->startThreadPool();
     IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}
 

init2()@SystemServer.java中建立了Android中所有要用到的服务。
这个init2（）建立了一个线程，来New Service和AddService来建立服务
 
 
 Home启动
在[email protected]后半段，我们可以看到系统在启动完所有的Android服务后，做了这样一些动作：
（1） 使用xxx.systemReady()通知各个服务，系统已经就绪。
(2)  特别对于ActivityManagerService.systemReady(回调)
 Widget.wallpaper,imm(输入法)等ready通知。

Home就是在ActivityManagerService.systemReady()通知的过程中建立的。下面是ActivityManagerService.systemReady()的伪代码：
systemReady()@ActivityManagerService.java
 resumeTopActivityLocked()
 startHomeActivityLocked();//如果是第一个则启动HomeActivity。
 startActivityLocked（。。。）CATEGORY_HOME

android 启动示意图：