Android系统完整的启动过程,从系统层次角度可分为Linux系统层、Android系统服务层、Zygote进程模型三个阶段;从开机到启动 Home Launcher完成具体的任务细节可分为七个步骤,下面就从具体的细节来解读Android系统完整的初始化过程。

一、启动BootLoader

Android 系统是基于Linux操作系统的,所以它最初的启动过程和Linux一样。当设备通电后首先执行BootLoader引导装载器,BootLoader是 在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序初始化硬件设备、建立内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境引导进入合适的状态,以便为最终调 用操作系统内核准备好正确的运行环境。

而Linux系统启动时:

1)        首先要加载BIOS的硬件信息,并获取第一个启动设备的代号

2)        读取第一个启动设备的MBR的引导加载程序(lilo、grub等)的启动信息。

3)        加载核心操作系统的核心信息,核心开始解压缩,并且尝试驱动所有的硬件设备。

…………

在嵌入式系统中,通常不会有像BIOS那样的固件程序,因此整个系统的加载任务都是通过BootLoader完成的。

二、加载系统内核

Linux内核映像通常包括两部分代码,分别为实模式代码和保护模式代码。当BootLoader装载内核映像到代码段内存时,分别放置实模式代码和保护模式代码到不同的位置,然后进入实模式代码执行,实模式代码执行完成后转入保护模式代码。

实模式和保护模式的概念再次不做过多解释,读者可以自行查阅资料。

三、启动Init进程当系统内核加载完成之后,会首先启动Init守护进程,它是内核启动的第一个用户级进程,它的进程号总是1。 Init进程启动完成之后,还负责启动其他的一些重要守护进程,包括:

Usbd进程(USB Daemon):USB连接后台进程,负责管理USB连接。

adbd 进程(Android Debug Bridge Daemon):ADB连接后台进程,负责管理ADB连接。

debuggerd 进程(Debugger Daemon) :调试器后台进程,负责管理调试请求及调试过程。

rild进程 (Radio Interface Layer Daemon): 无线接口层后台进程,负责管理无线通信服务。

四、启动Zygote进程

Init进程和一些重要的守护进程启动完成之后,系统启动Zygote 进程。Zygote 进程启动后,首先初始化一个Dalvik VM实例,然后为它加载资源与系统共享库,并开启Socket监听服务,当收到创建Dalvik VM实例请求时,会通过COW(copy on write)技术最大程度地复用自己,生成一个新的Dalvik VM实例。Dalvik VM实例的创建方法基于linux系统的fork原理。

其实,我个人理解,Zygote进程就相当于Linux系统中的fork进程。由它可以在系统运行期间,接收到创建虚拟机请求时,孵化Dalvik VM实例。Zygote进程孵化Dalvik VM实例流程如下图所示: