1. android系統是什麼系統
Android是一種基於linux的自由及開放源代碼的操作系統,該平台由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟體組成。
主要使用於移動設備,如智能手機和平板電腦,由Google公司和開放手機聯盟領導及開發。
Android的系統架構和其操作系統一樣,採用了分層的架構。可分為四個層,從高層到低層分別是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層和Linux內核層。
2. Android啟動過程深入解析
當按下Android設備電源鍵時究竟發生了什麼?
Android的啟動過程是怎麼樣的?
什麼是Linux內核?
桌面系統linux內核與Android系統linux內核有什麼區別?
什麼是引導裝載程序?
什麼是Zygote?
什麼是X86以及ARM linux?
什麼是init.rc?
什麼是系統服務?
當我們想到Android啟動過程時,腦海中總是冒出很多疑問。本文將介紹Android的啟動過程,希望能幫助你找到上面這些問題的答案。
Android是一個基於Linux的開源操作系統。x86(x86是一系列的基於intel 8086 CPU的計算機微處理器指令集架構)是linux內核部署最常見的系統。然而,所有的Android設備都是運行在ARM處理器(ARM 源自進階精簡指令集機器,源自ARM架構)上,除了英特爾的Xolo設備(http://xolo.in/xolo-x900-features)。Xolo來源自凌動1.6GHz x86處理器。Android設備或者嵌入設備或者基於linux的ARM設備的啟動過程與桌面版本相比稍微有些差別。這篇文章中,我將解釋Android設備的啟動過程。深入linux啟動過程是一篇講桌面linux啟動過程的好文。
當你按下電源開關後Android設備執行了以下步驟。
此處圖片中step2中的一個單詞拼寫錯了,Boot Loaeder應該為Boot Loader(多謝@jameslast 提醒)
第一步:啟動電源以及系統啟動
當電源按下,引導晶元代碼開始從預定義的地方(固化在ROM)開始執行。載入引導程序到RAM,然後執行。
第二步:引導程序
引導程序是在Android操作系統開始運行前的一個小程序。引導程序是運行的第一個程序,因此它是針對特定的主板與晶元的。設備製造商要麼使用很受歡迎的引導程序比如redboot、uboot、qi bootloader或者開發自己的引導程序,它不是Android操作系統的一部分。引導程序是OEM廠商或者運營商加鎖和限制的地方。
引導程序分兩個階段執行。第一個階段,檢測外部的RAM以及載入對第二階段有用的程序;第二階段,引導程序設置網路、內存等等。這些對於運行內核是必要的,為了達到特殊的目標,引導程序可以根據配置參數或者輸入數據設置內核。
Android引導程序可以在找到。
傳統的載入器包含的個文件,需要在這里說明:
init.s初始化堆棧,清零BBS段,調用main.c的_main()函數;
main.c初始化硬體(鬧鍾、主板、鍵盤、控制台),創建linux標簽。
更多關於Android引導程序的可以在這里了解。
第三步:內核
Android內核與桌面linux內核啟動的方式差不多。內核啟動時,設置緩存、被保護存儲器、計劃列表,載入驅動。當內核完成系統設置,它首先在系統文件中尋找」init」文件,然後啟動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,我們可以說它是root進程或者說有進程的父進程。init進程有兩個責任,一是掛載目錄,比如/sys、/dev、/proc,二是運行init.rc腳本。
init進程可以在/system/core/init找到。
init.rc文件可以在/system/core/rootdir/init.rc找到。
readme.txt可以在/system/core/init/readme.txt找到。
對於init.rc文件,Android中有特定的格式以及規則。在Android中,我們叫做Android初始化語言。
Action(動作):動作是以命令流程命名的,有一個觸發器決定動作是否發生。
語法
1
2
3
4
5
; html-script: false ]
on <trigger>
<command>
<command>
<command>
Service(服務):服務是init進程啟動的程序、當服務退出時init進程會視情況重啟服務。
語法
1
2
3
4
5
; html-script: false ]
service <name> <pathname> [<argument>]*
<option>
<option>
...
Options(選項)
選項是對服務的描述。它們影響init進程如何以及何時啟動服務。
咱們來看看默認的init.rc文件。這里我只列出了主要的事件以及服務。
Table
Action/Service
描述
on early-init
設置init進程以及它創建的子進程的優先順序,設置init進程的安全環境
on init
設置全局環境,為cpu accounting創建cgroup(資源控制)掛載點
on fs
掛載mtd分區
on post-fs
改變系統目錄的訪問許可權
on post-fs-data
改變/data目錄以及它的子目錄的訪問許可權
on boot
基本網路的初始化,內存管理等等
service servicemanager
啟動系統管理器管理所有的本地服務,比如位置、音頻、Shared preference等等…
service zygote
啟動zygote作為應用進程
在這個階段你可以在設備的屏幕上看到「Android」logo了。
第五步
在java中,我們知道不同的虛擬機實例會為不同的應用分配不同的內存。假如Android應用應該盡可能快地啟動,但如果Android系統為每一個應用啟動不同的Dalvik虛擬機實例,就會消耗大量的內存以及時間。因此,為了克服這個問題,Android系統創造了」Zygote」。Zygote讓Dalvik虛擬機共享代碼、低內存佔用以及最小的啟動時間成為可能。Zygote是一個虛擬器進程,正如我們在前一個步驟所說的在系統引導的時候啟動。Zygote預載入以及初始化核心庫類。通常,這些核心類一般是只讀的,也是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載入進程
載入ZygoteInit類,源代碼:/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
registerZygoteSocket()為zygote命令連接注冊一個伺服器套接字。
preloadClassed 「preloaded-classes」是一個簡單的包含一系列需要預載入類的文本文件,你可以在/frameworks/base找到「preloaded-classes」文件。
preloadResources() preloadResources也意味著本地主題、布局以及android.R文件中包含的所有東西都會用這個方法載入。
在這個階段,你可以看到啟動動畫。
第六步:系統服務或服務
完成了上面幾步之後,運行環境請求Zygote運行系統服務。系統服務同時使用native以及java編寫,系統服務可以認為是一個進程。同一個系統服務在Android SDK可以以System Services形式獲得。系統服務包含了所有的System Services。
Zygote創建新的進程去啟動系統服務。你可以在ZygoteInit類的」startSystemServer」方法中找到源代碼。
核心服務:
啟動電源管理器;
創建Activity管理器;
啟動電話注冊;
啟動包管理器;
設置Activity管理服務為系統進程;
啟動上下文管理器;
啟動系統Context Providers;
啟動電池服務;
啟動定時管理器;
啟動感測服務;
啟動窗口管理器;
啟動藍牙服務;
啟動掛載服務。
其他服務:
啟動狀態欄服務;
啟動硬體服務;
啟動網路狀態服務;
啟動網路連接服務;
啟動通知管理器;
啟動設備存儲監視服務;
啟動定位管理器;
啟動搜索服務;
啟動剪切板服務;
啟動登記服務;
啟動壁紙服務;
啟動音頻服務;
啟動耳機監聽;
啟動AdbSettingsObserver(處理adb命令)。
第七步:引導完成
一旦系統服務在內存中跑起來了,Android就完成了引導過程。在這個時候「ACTION_BOOT_COMPLETED」開機啟動廣播就會發出去。