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Android按下开机键到启动发生什么

Android系统虽然也是基于linux系统的,但是由于Android属于嵌入式设备,并没有像pc那样的BIOS程序。取而代之的是Bootloader ——系统启动加载器。它类似于BIOS,在系统加载前,用以初始化硬件设备。

一、Android按下开机键到启动发生什么

Android系统虽然也是基于linux系统的,但是由于Android属于嵌入式设备,并没有像pc那样的BIOS程序。

取而代之的是Bootloader ——系统启动加载器。它类似于BIOS,在系统加载前,用以初始化硬件设备,建立内存空间的映像图,为最终调用系统内核准备好环境。

在Android里没有硬盘,而是ROM ,它类似于硬盘存放操作系统,用户程序等。ROM跟硬盘一样也会划分为不同的区域,用于放置不同的程序,在Android中主要划分为一下几个分区:

  • /boot:存放引导程序,包括内核和内存操作程序
  • /system:相当于电脑c盘,存放Android系统及系统应用
  • /recovery:恢复分区,可以进入该分区进行系统恢复
  • /data:用户数据区,包含了用户的数据:联系人、短信、设置、用户安装的程序
  • /cache:安卓系统缓存区,保存系统最常访问的数据和应用程序
  • /misc:包含一些杂项内容,如系统设置和系统功能启用禁用设置
  • /sdcard:用户自己的存储区,可以存放照片,音乐,视频等文件

那么Bootloader是如何被加载的呢?我们可以想到,应该跟pc一样,当开机加电的时候,cpu会从cpu制造厂商预设的地址上取指令,这个地址是各厂商约定俗称的,类似于上面80×86架构里的0xFFFF0地址,因此Android手机会将固态存储设备ROM预先映射到该地址上,当开机加电的时候,cpu就会从该地址执行/boot分区下的Bootloader程序,载入linux内核到RAM中。

当linux内核启动后会初始化各种软硬件环境,加载驱动程序,挂载根文件系统,并开始执行根文件系统的init程序,init程序是Android启动过程中最重要的核心程序。

init进程是Android系统中用户进程的鼻祖进程。init进程会启动各种系统本地服务,如:Media Server、Service Manager、bootanim(开机动画)等。init进程会在解析init.rc文件后fork出Zygote,而Zygote是所有Java进程的父进程,我们的App都是由Zygote fork出来的。
Zygote进程主要包含:

  • 加载ZygoteInit类,注册Zygote Socket服务端套接字;
  • 加载虚拟机;
  • 预加载Android核心类
  • 预加载系统资源

随后Zygote进程会fork出System Server进程,System Server进程负责启动和管理整个framework,包括Activity Manager,PowerManager等服务。

当System Server将系统服务启动就绪后,就会通知ActivityManager启动为数不多的Android程序Home即我们看到的桌面程序。

至此,从Android手机开机到看到桌面程序所有过程分析完了。

延伸阅读:

二、基于Linux的pc启动过程

我们都知道,所有的程序软件包括操作系统都是运行在内存中的,然而我们的操作系统一般是存放在硬盘上的,当我们按下开机键的时候,此时内存中什么程序也没有,因此需要借助某种方式,将操作系统加载到内存中,而完成这项任务的就是 BIOS 。

装过系统的人一定知道BIOS这个东西,那么它究竟是什么呢?

BIOS:Basic Input/Output System(基本输入输出系统),在IBM PC兼容系统上,是一种业界标准的固件接口(来自维基百科)。有点难以理解,其实BIOS是我们电脑启动时加载的名列前茅个程序,这个程序不是由Java语言编写也不是由C语言编写,一般是汇编程序。

BIOS程序固化在主板上的一块芯片上,是连接计算机硬件与操作系统的桥梁,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序。

那么问题来了,BIOS程序又是怎么启动的?BIOS的启动,是由硬件完成的,Intel 80×86系列的cpu的硬件都设计为加电(即开机瞬间)就进入16位实模式状态运行,此时将cpu的硬件逻辑设计为强行将CS的值设置为0xFFFF,IP的值设置为0x0000,这样CS:IP就指向了0xFFFF0这个位置,而这个位置就是BIOS程序的入口地址。

因此这是一个硬件厂商之间的约定,所有的BIOS程序入口地址均为0xFFFF0,这样在开机的时候,就找到这个地址,如果该地址并没有代码段,那么计算机将会死机,如果这个地址处有代码段,将会执行这个代码段,并由此执行下去,即BIOS程序开始启动。

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