當按下Android設備上的電源鍵時發生了什麼？
Android的啓動過程是怎樣的？
什麼是linux內核？
桌面系統的linux內核和Android系統的linux內核之間有什麼不同？
什麼是Bootloader？
什麼是Zygote？
什麼是x86和ARM linux？
什麼是init.rc？
什麼是系統服務？
當我們在思考Android啓動過程的時候，腦海中總是會浮現出這麼多的問題。
在這裏我將爲你解釋Android的啓動過程，希望能幫助你找到以上這些問題的答案。
Android是一個基於linux內核的開源操作系統，x86（x86是指一系列計算機微處理器指令集架構，這些指令集架構基於intel 8086 CPU）是linux內核部署最常見的系統。然而，所有的Android設備都運行在ARM處理器（ARM（來源於高級精簡指令集機器，而這又來源於ARM架構））上，當然，英特爾的Xolo設備（http://xolo.in/xolo-x900-features）除外，Xolo來源於Atom 1.6GHz x86處理器。Android設備（或者嵌入式設備，又或者基於linux的ARM設備）的啓動過程與桌面版本相比有一點差別。這篇文章中，我將只解釋 Android設備的啓動過程。關於基於linux的桌面系統的啓動過程，推薦大家閱讀Inside the linux boot process這篇文章。
當你按下電源開關後，Android設備執行了以下步驟
第一步：開機和系統啓動
當電源按下，引導芯片代碼從預定義的地方（固化在ROM）開始執行。加載Bootloader到RAM，然後執行。
第二步：Bootloader
Bootloader是在Android操作系統運行之前運行的一個小程序。Bootloader是運行的第一個程序，所以它是針對特定的主板與芯片的。設備製造商要麼使用比較流行的的Bootloader，比如redboot、uboot、qi bootloader，要麼開發自己的Bootloader，它不屬於Android操作系統的部分。Bootloader是OEM廠商或者運營商加鎖和限制的地方。
Bootloader分兩個階段執行。第一個階段，檢測外部RAM以及加載對第二階段有用的程序，第二階段，Bootloader設置網絡、內存等等。這些對於運行內核是必要的，爲了某些特定的目標，Bootloader可以向內核提供配置參數或者輸入數據。
Android的Bootloader可以在<Android Source>\bootable\bootloader\legacy\usbloader目錄找到。傳統的加載器包含兩個重要的文件，需要在這裏說明：
1. init.s --- 初始化堆棧，清零BBS段，調用main.c中的_main()函數
2. main.c --- 初始化硬件（鬧鐘、主板、鍵盤、控制檯），創建linux標籤
要了解更多關於Android Bootloader的知識可以參考這個連接：
第三步：內核
Android內核的啓動與桌面linux內核啓動的方式類似。內核啓動時開始設置高速緩存、內存保護機制、調度，加載驅動程序。當內核完成系統設置後，它首先在系統文件中尋找”init”文件，然後啓動root進程或者系統的第一個進程。
第四步：init進程
init是第一個進程，我們可以管它叫root進程或者所有進程的父進程。init進程有兩個任務，1. 掛載目錄，比如/sys、/dev、/proc。2. 運行init.rc腳本。
· init進程可以在<Android Source>/system/core/init找到
· init.rc文件可以在<Android Source>/system/core/rootdir/init.rc找到
· readme.txt可以在<Android Source>/system/core/init/readme.txt找到
對於init.rc文件，Android中有特定的格式和規則。在Android中，我們稱之爲Android初始化語言。
Android初始化語言由四大類型的聲明組成，分別是：Actions（動作）、Commands（命令）、Services（服務）、以及Options（選項）。
Action（動作）：Action（動作）就是一些命名的命令序列，Action（動作）有一個觸發器，用來決定這個Action（動作）何時發生。
語法如下
n <trigger>
<command>
<command>
<command>
Service（服務）：Service（服務）是一些由init進程啓動的程序、當這些Service（服務）退出時init進程會根據情況將其重啓。
語法如下
service <name> <pathname> [<argument>]*
<option>
<option>
...Options（選項）：Options（選項）是對服務的描述。它們影響init進程如何以及何時啓動服務。
讓我們看看默認的init.rc文件。這裏我只列出了主要的事件以及服務。
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Action/Service |
描述 |
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on early-init |
設置init進程以及它創建的子進程的優先級。 爲init進程設置安全環境。 |
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on init |
設置全局環境 爲cpu accounting創建cgroup(資源控制)掛載點 …… |
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on fs |
掛載mtd分區 |
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on post-fs |
更改系統目錄的訪問權限 |
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on post-fs-data |
更改/data目錄及其子目錄的訪問權限 |
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on boot |
基本網絡的初始化，內存管理等等 |
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Service servicemanager |
啓動系統的服務管理器來管理所有的本地服務，比如位置、音頻、Shared preference等等 |
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service zygote |
啓動zygote進程 |
在這個階段你就可以在設備的屏幕上看到“Android”logo了。
第五步：Zygote和Dalvik
在Java中，我們知道不同的虛擬機實例會爲不同的應用分配不同的內存。假如Android應用應該儘可能快地啓動，如果Android系統爲每一個應用啓動不同的Dalvik虛擬機實例，就會消耗大量的內存和時間。因此，爲了克服這個問題，Android系統創造了”Zygote”。Zygote使得Dalvik虛擬機共享代碼、低內存佔用和最小的啓動時間成爲可能。Zygote是一個虛擬機進程，正如我們在前一個步驟所說，它在系統啓動時啓動。 Zygote預加載並且初始化核心類庫。通常，這些核心類都是隻讀的，是Android SDK或者核心框架的一部分。在Java虛擬機中，每一個實例都有它自己的核心庫類文件和堆對象的拷貝。
Zygote加載進程
1. 加載ZygoteInit類，源代碼：<Android Source>/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
2. registerZygoteSocket() --- 爲zygote命令連接註冊一個服務器套接字
3. preloadClasses()---“preloaded-classes”是一個簡單的包含一系列需要預加載類的文本文件，你可以在<Android Source>/frameworks/base找到“preloaded-classes”文件。
4. preloadResources() --- preloadResources意味着本地主題和佈局以及android.R文件中包含的所有東西都會用這個方法加載。
在這個時候，你可以看到開機動畫。
第六步：系統服務或服務
完成了上面幾步之後，Runtime請求Zygote啓動系統服務。系統服務同時使用native以及java編寫，系統服務可以認爲是一個進程。同一個系統服務可以以System Services的形式在Android SDK獲得。系統服務包含了所有的System Services。
Zygote創建新的進程去啓動系統服務。你可以在ZygoteInit類的”startSystemServer”方法中找到源代碼。
核心服務：
1. 啓動電源管理器
2. 創建Activity管理器
3. 啓動電話註冊
4. 啓動包管理器
5. 設置Activity管理服務爲系統進程
6. 啓動上下文管理器
7. 啓動系統Context Providers
8. 啓動電池服務
9. 啓動定時管理器
10. 啓動傳感服務
11. 啓動窗口管理器
12. 啓動藍牙服務
13. 啓動掛載服務
其他服務：
1. 啓動狀態欄服務
2. 啓動硬件服務
3. 啓動網絡狀態服務
4. 啓動連接服務
5. 啓動通知管理器
6. 啓動設備存儲監視服務
7. 啓動定位管理器
8. 啓動搜索服務
9. 啓動剪切板服務
10. 啓動登記服務
11. 啓動壁紙服務
12. 啓動音頻服務
13. 啓動耳機監聽
14. 啓動AdbSettingsObserver（處理adb命令）。
第七步：啓動完成
一旦系統服務在內存中運行起來，Android就完成了啓動過程。在這個時候“ACTION_BOOT_COMPLETED”廣播就會發出去。
原文：In Depth : Android Boot Sequence / Process
