? ? Android系統(tǒng)是一款基于Linux的移動操作系統(tǒng)，那么Android是如何啟動起來的呢？本文就詳細闡述Android系統(tǒng)的啟動過程。
?????? 從內(nèi)核之上，我們首先應該從文件系統(tǒng)的init開始，因為 init 是內(nèi)核進入文件系統(tǒng)后第一個運行的程序，通常我們可以在linux的命令行中指定內(nèi)核第一個調(diào)用誰，如果沒指定那么內(nèi)核將會到/sbin/、/bin/ 等目錄下查找默認的init，如果沒有找到那么就報告出錯。
?????? init.c位置：system/core/init/init.c。
?????? 在init.c的main函數(shù)里面完成以下步驟：
???????1、創(chuàng)建設備節(jié)點。
???????2、初始化log系統(tǒng)。
???????3、解析init.rc文件，解析函數(shù)在同一目錄的parser.c里面實現(xiàn)。
?????? 4、初始化屬性服務器，在同一目錄下的property_service.c里面實現(xiàn)。
???????。。。。
?????? 最后、進入loop等待事件到來。
???????init.rc的解析過程
?????? init.rc是一個初始化腳本，路徑（不確定）：device/renesas/emev/init.rc
?????? 在init.c的main函數(shù)里面，調(diào)用parser.c的parse_config_file("/init.rc");執(zhí)行解析過程。
???????先讀取文件內(nèi)容到data里面，再調(diào)用parse_config(fn, data);進行解析。
?????? init.rc包含Android初始化語言的四大類聲明：行為類(Actions)、命令類(Commands)、服務類(Services)、選項類(Options)， 解析完會形成兩個列表service_list 和action_list。
?????? 其中有一個很重要的服務就是zygote，在init.rc里面的片段：
Java代碼
service?zygote?/system/bin/app_process?-Xzygote?/system/bin?--zygote?--start-system-server ?? ????socket?zygote?stream?666?? ????onrestart?write?/sys/android_power/request_state?wake ?? ????onrestart?write?/sys/power/state?on ?? ????onrestart?restart?media?? ?????? 這是腳本中service的格式：
Java代碼
service?<name>?<pathname>?[?<argument>?]* ?? <option> ?? <option> ?? ...?? ???????zygote對應的可執(zhí)行文件為app_process，android2.2中它的源代碼位置：framework/base/cmds/app_process。
???????app_main.cpp的main函數(shù)，它先調(diào)用AndroidRuntime::addVmArguments將它的參數(shù)“-Xzygote /system/bin”傳給AndroidRuntime作為啟動JavaVM用。接著如果定位余下的參數(shù)，如果有"--zygote"，執(zhí)行下面代碼，從參數(shù)可以知道，這時候要求啟動start system server，并且將com.android.internal.os.ZygoteInit裝載至虛擬機。
C++代碼
ZygoteInit.java的main方法)。??? ?? ????????if?(0?==?strcmp("--zygote",?arg))?{??? ?? ????????????bool?startSystemServer?=?(i?<?argc)????? ?? ????????????????????strcmp(argv[i],?"--start-system-server")?==?0?:?false;??? ?? ????????????setArgv0(argv0,?"zygote");??? ?? ????????????set_process_name("zygote");??? ?? ????????????runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",??? ?? ????????????????startSystemServer);??? ?? ????????}???? ?????? 否則不啟動system server：
C++代碼
set_process_name(argv0);??? ?? ?? ?? runtime.mClassName?=?arg;??? ?? ?? ?? runtime.mArgC?=?argc-i;??? ?? runtime.mArgV?=?argv+i;??? ?? ?? ?? ?? ?? LOGV("App?process?is?starting?with?pid=%d,?class=%s.\n",??? ?? ?????getpid(),?runtime.getClassName());??? ?? runtime.start();?? ???????runtime是AppRuntime對象，繼承自AndroidRuntime，在AndroitRuntime.app里的start()函數(shù)如下，默認裝載的是RuntimeInit進程，不啟動system server。
C++代碼
void?AndroidRuntime::start()??? ?? {??? ?? ????start("com.android.internal.os.RuntimeInit",??? ?? ????????false? }??? ?????? 在AndroidRuntime.cpp的start方法內(nèi)，先啟動JAVA虛擬機，在定位執(zhí)行className類的main方法（如果才存在的話）。
C++代碼
void?AndroidRuntime::start(const?char*?className,?const?bool?startSystemServer)??? ?? {??? ?? ????LOGD("\n>>>>>>>>>>>>>>?AndroidRuntime?START?<<<<<<<<<<<<<<\n");??? ?? ?? ?? ?? ?? ???? ????if?(startVm(&mJavaVM,?&env)?!=?0)??? ?? ????????goto?bail;??? ?? ?? ?? ?? ?? ????startClass?=?env->FindClass(slashClassName);??? ?? ????if?(startClass?==?NULL)?{??? ?? ????????LOGE("JavaVM?unable?to?locate?class?'%s'\n",?slashClassName);??? ?? ???????? ????}?else?{??? ?? ????????startMeth?=?env->GetStaticMethodID(startClass,?"main",??? ?? ????????????"([Ljava/lang/String;)V");??? ?? ????????if?(startMeth?==?NULL)?{??? ?? ????????????LOGE("JavaVM?unable?to?find?main()?in?'%s'\n",?className);??? ?? ???????????? ????????}?else?{??? ?? ????????????env->CallStaticVoidMethod(startClass,?startMeth,?strArray);??? ?? ????????}??? ?? ????}??? ?? ｝???? ?????? 先看怎么啟動虛擬機的，在startVm方法內(nèi)，先將一些系統(tǒng)參數(shù)選項，包括虛擬機相關的屬性，保存到一個JavaVMOption的實例內(nèi)，比如虛擬機的堆大小，是否check jni，JNI版本信息，最后將這些參數(shù)傳給JNI_CreateJavaVM，創(chuàng)建JAVA虛擬機實例。
C++代碼
jint?JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs(void*);??? ?? jint?JNI_CreateJavaVM(JavaVM**,?JNIEnv**,?void*);??? ?? jint?JNI_GetCreatedJavaVMs(JavaVM**,?jsize,?jsize*);???? ?????? 在JNI_CreateJavaVM中，先檢查JNI的版本，為JavaVM，JNIEnv開辟空間，保存通用接口，最后解析傳進來的參數(shù)，最后調(diào)用dvmStartup啟動虛擬機（有些傳給JNI_CreateJavaVM的參數(shù)，也直接傳給了dvmStartup）。
?????? 這里的JNIEnv實際是JNIEnvExt強制轉換過來的，JNIEnvExt是JNIEnv結構體的擴展，JNIEnExt前端與JNIEnv完全對齊，都是JNI函數(shù)指針。相當于JNIEnExt對JNIEnv進行了賦值。
C++代碼
pEnv?=?(JNIEnvExt*)?dvmCreateJNIEnv(NULL);??? ?????? 在dvmStartup在Init.c定義，先調(diào)用setCommandLineDefaults進行一些默認的設置，比如虛擬機的默認heap大小。
C++代碼
static?void?setCommandLineDefaults()??? ?? {??? ?? ????gDvm.heapSizeStart?=?2?*?1024?*?1024;??? ????gDvm.heapSizeMax?=?16?*?1024?*?1024;???? ????gDvm.stackSize?=?kDefaultStackSize;??? ?? ｝???? ?????? 然后調(diào)用dvmProcessOptions處理傳進來的參數(shù)，比如是否執(zhí)行zygote，最后，根據(jù)gDvm.zygote的值，是否申請一個新的堆，這個值在有參數(shù)-Xzygote置1。
C++代碼
if?(gDvm.zygote)?{??? ?? ????if?(!dvmInitZygote())??? ?? ????????goto?fail;??? ?? }?else?{??? ?? ????if?(!dvmInitAfterZygote())??? ?? ????????goto?fail;??? ?? }?? ?????? 到這里，虛擬機算是啟動成功了。
???????回到AndroidRuntime.cpp的start方法，現(xiàn)在我們要啟動ZygoteInit進程，找到ZygoteInit的main方法，調(diào)用env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);去啟動它。
?????? CallStaticVoidMethod在Jni.c里面有定義，但不是直接定義的，因此用CallStaticVoidMethod作為函數(shù)名直接查定義是查不到的，是這樣定義的：
?????? CALL_STATIC(void, Void, , , false);
?????? 再看CALL_STATIC的宏定義：
C++代碼
#define?CALL_STATIC(_ctype,?_jname,?_retfail,?_retok,?_isref)???????????????\?????? ????static?_ctype?CallStatic##_jname##Method(JNIEnv*?env,?jclass?jclazz,????\??? ?? ????????jmethodID?methodID,?...)????????????????????????????????????????????\??? ?? ????{???????????????????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????UNUSED_PARAMETER(jclazz);???????????????????????????????????????????\??? ?? ????????JNI_ENTER();????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????JValue?result;??????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????va_list?args;???????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????va_start(args,?methodID);???????????????????????????????????????????\??? ?? ????????dvmCallMethodV(_self,?(Method*)methodID,?NULL,?true,?&result,?args);\??? ?? ????????va_end(args);???????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????if?(_isref?&&?!dvmCheckException(_self))????????????????????????????\??? ?? ????????????result.l?=?addLocalReference(env,?result.l);????????????????????\??? ?? ????????JNI_EXIT();?????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????return?_retok;??????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????}???????????????????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????static?_ctype?CallStatic##_jname##MethodV(JNIEnv*?env,?jclass?jclazz,???\??? ?? ????????jmethodID?methodID,?va_list?args)???????????????????????????????????\??? ?? ????{???????????????????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????UNUSED_PARAMETER(jclazz);???????????????????????????????????????????\??? ?? ????????JNI_ENTER();????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????JValue?result;??????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????dvmCallMethodV(_self,?(Method*)methodID,?NULL,?true,?&result,?args);\??? ?? ????????if?(_isref?&&?!dvmCheckException(_self))????????????????????????????\??? ?? ????????????result.l?=?addLocalReference(env,?result.l);????????????????????\??? ?? ????????JNI_EXIT();?????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????return?_retok;??????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????}???????????????????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????static?_ctype?CallStatic##_jname##MethodA(JNIEnv*?env,?jclass?jclazz,???\??? ?? ????????jmethodID?methodID,?jvalue*?args)???????????????????????????????????\??? ?? ????{???????????????????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????UNUSED_PARAMETER(jclazz);???????????????????????????????????????????\??? ?? ????????JNI_ENTER();????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????JValue?result;??????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????dvmCallMethodA(_self,?(Method*)methodID,?NULL,?true,?&result,?args);\??? ?? ????????if?(_isref?&&?!dvmCheckException(_self))????????????????????????????\??? ?? ????????????result.l?=?addLocalReference(env,?result.l);????????????????????\??? ?? ????????JNI_EXIT();?????????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????????return?_retok;??????????????????????????????????????????????????????\??? ?? ????}???? ?????? 因此CallStaticVoidMethod調(diào)用的是dvmCallMethodV方法，至于怎么樣再調(diào)用到ZygoteInit的main方法，有待研究，現(xiàn)在直接看ZygoteInit的main方法，它的參數(shù)是這樣定義的：
C++代碼
stringClass?=?env->FindClass("java/lang/String");??? ?? assert(stringClass?!=?NULL);??? ?? strArray?=?env->NewObjectArray(2,?stringClass,?NULL);??? ?? assert(strArray?!=?NULL);??? ?? classNameStr?=?env->NewStringUTF(className);??? ?? assert(classNameStr?!=?NULL);??? ?? env->SetObjectArrayElement(strArray,?0,?classNameStr);??? ?? startSystemServerStr?=?env->NewStringUTF(startSystemServer????? ?? ?????????????????????????????????????????????"true"?:?"false");??? ?? env->SetObjectArrayElement(strArray,?1,?startSystemServerStr);??? ?????? 申請一個String變量，給把類名作為第0個參數(shù)，第二個參數(shù)是"ture"或"false"，用來決定是否啟動system service，在ZygoteInit的main方法會讀取這個參數(shù)。
C++代碼
if?(argv[1].equals("true"))?{??? ?? ????startSystemServer();??? ?? }?else?if?(!argv[1].equals("false"))?{??? ?? ????throw?new?RuntimeException(argv[0]?+?USAGE_STRING);??? ?? }?? ?????? 它讀取到第一個參數(shù)是"true"，所以調(diào)用startSystemServer啟動system server，在startSystemServer中，調(diào)用Zygote的forkSystemServer，fork出來的子進程，就是system server了，調(diào)用事的參數(shù)如下：
C++代碼
String?args[]?=?{??? ?? ????"--setuid=1000",??? ?? ????"--setgid=1000",??? ?? ????"--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,3001,3002,3003",??? ?? ????"--capabilities=130104352,130104352",??? ?? ????"--runtime-init",??? ?? ????"--nice-name=system_server",??? ?? ????"com.android.server.SystemServer",??? ?? };?? ?????? 這些參數(shù)解析到一個ZygoteConnection.Arguments對象中。forkSystemServer方法實際上是JNI方法，在vm/native/dalvik_system_Zygote.c中有定義。
C++代碼
static?void?Dalvik_dalvik_system_Zygote_forkSystemServer(??? ?? ????????const?u4*?args,?JValue*?pResult)??? ?? {??? ?? ????pid_t?pid;??? ?? ????pid?=?forkAndSpecializeCommon(args);??? ?? ????if?(pid?>?0)?{??? ?? ????????int?status;??? ?? ?? ?? ?? ?? ????????LOGI("System?server?process?%d?has?been?created",?pid);??? ?? ????????gDvm.systemServerPid?=?pid;??? ?? ?? ?? ?? ?? ????????if?(waitpid(pid,?&status,?WNOHANG)?==?pid)?{??? ?? ????????????LOGE("System?server?process?%d?has?died.?Restarting?Zygote!",?pid);??? ?? ????????????kill(getpid(),?SIGKILL);??? ?? ????????}??? ?? ????}??? ?? ????RETURN_INT(pid);??? ?? }?? ?????? 具體的fork操作在forkAndSpecializeCommon里面進行，父進程檢查子進程是否died。
?????? 在forkAndSpecializeCommon，先判斷是否zygote模式，是否剩余有足夠的heap空間，最后才執(zhí)行fork()系統(tǒng)調(diào)用。
?????? fork之后，父進程不做操作，子進程調(diào)用dvmInitAfterZygote去為自己申請堆空間。
?????? 子進程返回到startSystemServer方法。
C++代碼
if?(pid?==?0)?{??? ?? ????handleSystemServerProcess(parsedArgs);??? ?? }??? ?????? 調(diào)用handleSystemServerProcess方法，在里面先設置uid的權限，再調(diào)用RuntimeInit.zygoteInit。
C++代碼
RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.remainingArgs);??? ?? ???????在zygoteInit里面調(diào)用invokeStaticMain，invokeStaticMain先將com.android.server.Systemserver類的main方法取出，作為Method對象，然后和參數(shù)一起傳給ZygoteInit.MethodAndArgsCaller，MethodAndArgsCaller繼承自Runner，最終MethodAndArgsCaller調(diào)用Method.invode函數(shù)啟動System Server。
總結
以上是生活随笔 為你收集整理的Android系统启动过程全解析 的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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