Android源码学习

 

Android源码

下载

2018-2-4

直接使用清华大学的镜像【注意不能使用VMware + Ubuntu + 共享文件夹的方式，主要英文共享文件夹不支持linux某些文件】

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/AOSP/

 

目录结构

2018-2-5

http://blog.csdn.net/itachi85/article/details/54695046

详细目录结构

http://blog.csdn.net/ieearth/article/details/64930164

 

编译

从网上下载的android源码不包括u-boot和linux内核，需要下载对应的版本，然后在编译。

 

android启动流程

在学习启动流程时，首先打印Android的启动日志，打印方法参见：Android内核开发：如何统计系统的启动时间

先贴一张图：

2018-2-6

Android 的底层基于 Linux Kernel，因此从启动流程来看，先启动 Linux Kernel，然后才启动 Android Framework，最后进入应用程序 Launcher，也就是看到的主界面。因此可将Android的启动流程分为下面3个阶段：

 

第一阶段：Linux内核启动

主要参考：Android笔记 - Android启动之Linux内核启动

这一阶段有分为三个过程：

（1）机器上电，进入Bootrom，

Bootrom 是固化在芯片中的一小段程序，主要功能是上电时完成硬件自检，然后从固定分区加载 Bootloader。Bootrom 的功能相当于 PC 上的 BIOS，Bootloader 的功能相当于 PC 上的 GRUB。这个程序一般是硬件厂商做的，Android手机厂商不会修改。

（2）Bootloader初始化软硬件环境 ，

Bootloader 是在进入 Linux Kernel 之前运行的程序。Android 采用的 Bootloader 实现方式是 Uboot。手机厂商一般会定制化Bootloader程序，这程序的主要作用是检测硬件，加载linux kernel。

（3）启动 Linux Kernel ，

这一阶段和标准 Linux Kernel 启动过程基本一致。Kernel 加载进内存后会进行自解压。自解压完成后，继续进行一些平台相关的初始化，然后开始 start_kernel 函数，它的实现代码位于 init/main.c 中。

以上分析基于 linux-4.4.52内核，至此，linux内核分析完毕。这里的“/init”进程是用户空间中的额第一个进程。

备注：我们知道，linux内核的系统有固定的流程，一般内核启动完毕后，就是加载用户的程序，用户的程序一般放在某个脚本中（好像是“/etc/init/init.rc”文件），执行脚本中的每一行语句，即开启相应的进程。

以下是天嵌TQ2440的打印信息（linux-2.6.30版本），可供参考：

由以上分析，Android的系统，应该是linux的内核启动完成后，再启动必要的进程，最后通过脚步文件启动Android的程序。

参考：Android的init过程详解（一）

 

第二阶段：Android Framework启动

2018-2-7

init 进程（PID=1，用户空间的第一个进程，也是Android系统的第一个进程）进入 main 函数后，主要完成以下四项工作。第一，在根文件系统中创建目录作为挂载点，然后挂载虚拟文件系统；第二， 解析启动脚本文件 init.rc；第三，根据启动脚本 init.rc 的解析结果开启 Android Framework 核心服务进程；第四，监听事件，重启服务。

上面说的init进程（进程名为“/init”，PID=0，根目录下的init可执行文件），,是由android源码（Android-7.1版本）中的/system/core/init/init.cpp文件编译出来的，这个进程名为“/init”的进程会执行根目录下的 init.*.rc 脚步（具体的执行规则，参见：Android的init过程（二）：初始化语言（init.rc）解析），这个脚步是负责启动Android framework的（见：Android笔记 - Android启动之Android Framework启动）。

为了学习AIL（Android初始化语言，Android Init Language，这里简称为AIL），读者可以到自己Android手机的根目录寻找init.rc文件，最好下载到本地以便查看，如果有编译好的Android源代码，在<Android源代码根目录>out/target/product/generic/root目录也可找到init.rc文件。

第二步和第三步最重要，这个过程中会启动系统所需功能的各种服务。主要分为本地服务和Android服务，它们都会在ServiceManager中进行注册。

本地服务 
本地服务是指运行在C++层的系统守护进程，一部分本地服务是init进程直接启动的，它们定义在init.rc脚本和init.<hardware>.rc中，如 ueventd、servicemanager、debuggerd、rild、mediaserver等。还有一部分本地服务，是由这些本地服务进一步创建的，如mediaserver服务会启动AudioFlinger, MediaPlayerService， 以及 CameraService 等本地服务。我们可以通过查看init.rc和init.<hardware>.rc文件找出具体有哪些本地服务被init进程直接启动了，这些文件的位置：system/core/rootdir/

Android服务 
Android服务是指运行在Dalvik虚拟机进程中的服务，这些服务的创建过程描述如下：
init进程会执行app_process程序，创建Zygote进程，它是Android系统最重要的进程，后续所有的Android应用程序都是由它fork出来的。 
Zygote进程会先fork出SystemServer进程，SystemServer进程就会启动所有的Android核心服务。例如：Activity Manager、Window Manager、Power Manager等等服务。当所服务启动完毕后，SystemServer会打印出”Making services ready”,然后通过Activity Manager启动Home界面，并发送“ACTION_BOOT_COMPLETED”广播消息。 
SystemServer进程添加的服务都属于SystemServer进程。

Android服务是指运行在Dalvik虚拟机进程中的服务，这些服务的创建过程描述如下：

init进程会执行app_process程序，创建Zygote进程，它是Android系统最重要的进程，所有后续的Android应用程序都是由它fork出来的。

 

第二， 解析启动脚本文件 init.rc；

init 可执行文件的代码（/system/core/init/init.cpp）的main函数中解析“/init.rc”脚步，源码：

int main(int argc, char** argv) {

.......

    Parser& parser = Parser::GetInstance();
    parser.AddSectionParser("service",std::make_unique<ServiceParser>());
    parser.AddSectionParser("on", std::make_unique<ActionParser>());
    parser.AddSectionParser("import", std::make_unique<ImportParser>());
    parser.ParseConfig("/init.rc");
.......
}

解析 init.rc 的工作由函数 Parser 来完成。解析完成后，得到一个 service_list 链表和一个 action_list 链表。其中，service_list 链表用来保存 service 的解析结果，action_list 链表用来保存 action 的解析结果。如下图所示： 

为了让 action 按照一定的顺序触发，需要对 action 在链表中的顺序进行调整，调整后的 action 由 action_queue 链表来保存。

第三，根据启动脚本 init.rc 的解析结果开启 Android Framework 核心服务进程；

通过之前的初始化工作得到 action_queue 链表后，调用 execute_one_command 函数遍历 action_queue 链表，并执行链表中 action 的 command。

在这些启动的核心服务进程中，其中两个最重要的核心服务进程是 zygote 进程和 servicemanager 进程。

zygote 进程是 Android 启动后的第一个虚拟机进程。它主要负责启动 system_server 进程，以及所有的应用程序进程，所以也称为孵化器进程。zygote 进程会启动子进程 system_server，system_server 进程在 nativeInit 函数中启动 Native 系统服务比如 SensorService，在 ServerThread 的 initAndLoop 函数中启动 Java 系统服务比如 ActivityManagerService, PackageManagerService, ContentService 等，并将系统服务注册进 ServiceManager。

servicemanager 进程是 Binder 进程间通信机制的核心之一。它负责管理系统中所有的 Service 组件，提供 Service 组件的注册服务，并且向 Client 组件提供获取 Service 代理对象的服务。

分析 init.rc 文件，发现执行顺序为：

【zygote】进程

Android 7.0 版本的 init.rc文件，其中 zygote 在 init.zygote64.rc 中的内容如下：

//android_source\system\core\rootdir\init.zygote64_32.rc
service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart audioserver
    onrestart restart cameraserver
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

service zygote_secondary /system/bin/app_process32 -Xzygote /system/bin --zygote --socket-name=zygote_secondary
    class main
    socket zygote_secondary stream 660 root system
    onrestart restart zygote
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

根据 Android 初始化语言的语法，可以知道 zygote 服务进程的名字是 zygote ，执行程序路径为 /system/bin/app_process64，参数为 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server。创建一个名字为 zygote 的 socket，这个 socket 用于接收 ActivityManagerService 发送过来的新建应用程序进程的请求。zygote 进程重启时会往 sysfs 中写入命令，同时会重启 media 服务和 netd 服务。

Zygote进程会首先fork出"SystemServer"进程，"SystemServer"进程的全部任务就是将所有的Android核心服务启动起来，这些服务包括：

 

/system/bin/app_process 是 zygote 进程的可执行程序，其源代码位于 frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp 文件，入口函数是 main。具体启动细节请参考老罗的文章 Android 系统进程 Zygote 启动过程的源代码分析。
 

 

 

init.*.rc 脚步依次启动ServiceManager, Zygote, ActivityManagerService 和 PackageManagerService 等系统服务已经启动起来，

其中，android7.1.1版本的ServiceManager对应的启动脚本是/system/etc/init/servicemanager.rc

 

第三阶段：应用程序 Launcher启动

也就是最终会看到的 Android 桌面的启动。

 

 

http://blog.csdn.net/yanshazi/article/details/50287479