基于arm的android启动流程概要分析

最新推荐文章于 2021-11-16 09:15:27 发布

原创最新推荐文章于 2021-11-16 09:15:27 发布 · 573 阅读

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本文详细解析了从Linux启动到Android应用加载的过程，涵盖了ROMCode、U-Boot、Kernel、init进程及系统应用的启动流程。深入探讨了每个阶段的关键操作与功能，为理解Android系统启动机制提供了全面的视角。

1 引言

前段时间参与一个kernel层的应用开发，所以简单的总结了从linux启动到android应用加载。如下图所示，主要将启动流程分为了6个步骤，其实里面还有很多细分的步骤，但是我主要总结的是linux层的流程。5个步骤为：

ROM Code
U-boot
kernel
init进程
系统应用

2 启动流程分析

2.1 ROM Code

[扩展：ROM是Read Only Memory的缩写，是一种半导体内存，其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，资料并且不会因为电源关闭而消失。当前的ROM已经由EEPROM升级为FLASH，FLASH存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据。

RAM是Random Access Memory的缩写。
又称为随机存取存储器；存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。

ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。]

ROM Code（芯片内固化好的一段代码），起最初的引导功能，包括初始化时钟、片内RAM、相关外设等，读取引脚配置信息等。

2.2 U-Boot

通常CPU会从某一个固定的物理地址开始运行，这个物理地址一般是Flash芯片的起始物理地址。Flash芯片的最初一段通常存放的是U-Boot，于是CPU就会开始运行U-Boot的代码。进行初始化相关硬件设备，引导系统加载内核镜像的一段程序。

U-Boot分为两个部分：

第一部分是汇编代码且不做压缩，第二部分是C代码且有压缩的。Bootloader开始执行时，第一部分汇编代码先负责初始化CPU、PLL、DDR、Cache等硬件，让CPU和内存能够稳定运行。

然后解压第二部分的Image，并拷贝到到内存执行。第二部分C代码完成串口、flash、网口等驱动的加载，并构建一个shell环境来接受用户输入。

完成Bootloader初始化后，根据代码中设定的内核区物理地址，Bootloader会把内核区压缩后的Linux镜像拷贝到内存中并解压。同时准备好内核的启动参数，如：console=ttyS0,115200 root=31:2 mtdparts=ar7100-nor0:196608(boot),835236(kernel),-(rootfs)，这里主要是把Bootloader里设置的MTD分区信息传递给内核，还有需要加载的根文件系统。最后跳转到内核入口开始运行。

2.3 Kernel

Linux内核代码开始执行，会先进行内核各个子系统初始化，并完成对MMU的初始化。接下来Linux内核会挂载根文件系统，要挂载的根文件系统是通过内核启动参数来获取的。最后，Linux内核继续初始化各种类型的驱动程序，完成之后会启动第一个应用程序，它的进程ID为1。这个应用程序可以由内核启动参数传入，如果没有则会默认执行/sbin/init。init进程会读取配置文件/etc/inittab，根据配置文件的内容它会完成两个工作，执行rcS和启动Shell。

2.4 init

Init进程一起来就根据init.rc和init.xxx.rc脚本文件建立了几个基本的服务：

servicemanamger
zygote
等

最后Init并不退出，而是担当起property service的功能。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

2.5 系统应用

到此通过zygote fork各种系统应用，比如：bootanimation和Surfaceflinger等。到此可以总结：对于Android来说，前面的流程都是一样的，而当init进程创建之后，会fork出一个Zygote进程，这个进程是所有Java进程的父进程。我们知道，Linux是基于C的，而Android是基于Java的（当然底层也是C）。所以这里就会fork出一个Zygote Java进程用来fork出其他的用户进程。