按下手机电源键后，手机会依次经历：点亮屏幕->开机动画->进入Launcher几个阶段。而Android系统具体是如何启动起来的呢？作为技术人员，我很直接地就会想到以下疑惑的问题：

为了回答以上问题，依次研究之。

按下电源键后手机到底做了些什么？我们首先解答这个问题。

大致流程图如下（MTK平台手机为例，其他平台大同小异）： 图1 手机开机基本流程图

上电：按下电源键，其实就是对电路的接通。而接通电路后就会产生脉冲，首先将激发电源管理芯片(PMU)，PMU检测到脉冲信号，产生最重要的一个东西：时钟脉冲。对于MTK平台而言，就是内部的32KHz时钟晶体模块开始工作，输出外部RTC的工作电压，为此实时时钟晶体起振。

复位：然后，PMU输出复位信号RSTON给手机CPU，CPU便开始启动系统自检程序，进行自检。

工作电压输出：手机完成自检后，CPU通过IIC总线控制PMU输出手机各电路的工作电压，如VDD1、VDD2、VDD3、AVDD等。

**13M晶体工作：**CPU得到工作时钟和工作电压后，便输出REF_ON信号，控制13M电路的工作，使其产生13MHz时钟，一路给CPU提供工作主时钟，另一路给射频主芯片提供基准频率源。

**调用开机程序：**CPU自检完成，并得到工作电压和主时钟后，便通过IIC总线校准PMU输出的各路工作电压，校准完成后便输出片选信号和地址信号给FLASH，调用开机程序，实现开机。

建立通信连接：手机开机后，CPU从FLASH中调用射频参数，通过广播控制信道（BCCH）接收小区信号强度，如果手机内有SIM卡或UIM卡，手机便将卡中的相关信息发射给临近的基站，并接收来自基站的信息，从而与对应的网络实现连接，即通常所说的搜网。

待机：搜网完成后，手机便处于等待状态，期间手机还会通过慢速辅助控制信道（SACCH）周期性地与基站交换一些信息，如信号强度、频率同步、接收质量和接收电平等。

不难看出，软件系统启动在第5步：调用开机程序。

软件系统启动流程如下图所示： 图2 Android系统启动流程图

init进程的启动： Init属于用户级进程，在内核启动（载入内存，初始化所有设备驱动和数据结构）结束后运行，接着根据init.rc和init.XXX.rc脚本文件建立ServiceManager以及Zygote等基本服务；创建完毕后，init进程并不会退出，而是转为property service功能；

ServiceManager与Zygote奠定了android的基础。Zygote进程建立起来，才会建立Android的运行空间。

Zygote 的建立过程： 首先Zygote在init.rc的描述： Service zygote/system/bin/app_process-Xzygote/system/bin –zygote –start-server

所以Zygote从main（…）@frameworks\base\cmds\app_main.cpp开始

建立Java runtime ：runtime.start（…）；

建立虚拟机

通过main（…）@com.android.interal.os.ZyoteInit,建立真正的zygote；

接着登记listen端口（都是以socket通信方式）：resisterZygoteSocket（） 接着startSystemServer（），进入zygote服务框架

建立好后的Zygote通过socket通信，接收ActivityManagerService的请求 fork应用程序。

SystemServer的建立：在建立Zygote中startSystemServer在Zygote上forck了一个com.android.server.SystemServer，于是SystemServer就建立了，在init2（）中建立一个线程来new service来建立Android需要的服务 和Add service把这些服务 到 ServiceManager（service_list）中。

在SystemService的启动完Android所有服务后调用（XXX.systemReady（））来通知所有服务系统准备就绪，Home就是在这个ActivityManager. systemReady（）通知过程中建立的 这样 Android系统就启动结束了。具体的细节，将在后面代码分析中进行描述。

先查看下手机中到底有哪些文件。

首先通过adb连接进入手机：

查看手机根目录下文件情况：

结果返回如下，发现文件挺多：

好多文件，搜索了一下，没有直接对这些文件进行解释的资料，这部分内容待学习Android系统内核书籍后再添加。

但是，通过之前的流程图，我们需要知道的是 —— Android的从Linux启动主要分为四个过程：

1、 init进程的启动； 2、 native进程启动； 3、 system service，android服务启动； 4、 Home的启动

而init进程的启动，首先要加载的是根目录下的init.rc和init.XXX.rc文件。 而system service在/system/bin/servicemanager下。

先总述一下主要源码路径：

Android系统在启动时首先会启动Linux系统，引导加载Linux Kernel并启动init进程。Init进程是一个由内核启动的用户级进程，是Android系统的第一个进程。该进程的相关代码在platform\system\core\init\init.c。在main函数中，有如下代码：

这里会加载解析init.rc和init.hardware.rc两个初始化脚本。*.rc文件定义了在init进程中需要启动哪些进程服务和执行哪些动作。其详细说明参见platform\system\core\init\reademe.txt。init.rc见如下定义：

具体解析过程见platform\system\core\init\Init_parser.c。解析所得服务添加到service_list中，动作添加到action_list中。

接下来在main函数中执行动作和启动进程服务：

通常init过程需要创建一些系统文件夹并启动USB守护进程、Android Debug Bridge守护进程、Debug守护进程、ServiceManager进程、Zygote进程等。

ServiceManager进程是所有服务的管理器。由init.rc对ServiceManager的描述service servicemanager /system/bin/servicemanager可知servicemanager进程从platform\frameworks\base\cmd\servicemanager\Service_manager.cpp启动。在main函数中有如下代码：

首先调用binder_open()打开Binder设备(/dev/binder)，调用binder_become_context_manager()把当前进程设置为ServiceManager。ServiceManager本身就是一个服务。

最后binder_loop()进入循环状态，并设置svcmgr_handler回调函数等待添加、查询、获取服务等请求。

Zygote进程用于产生其他进程。由init.rc对zygote的描述service zygot /system/bin/app_process可知zygote进程从platform\frameworks\base\cmds\app_process\App_main.cpp启动。在main函数中有如下代码：

首先创建AppRuntime，即AndroidRuntime，建立了一个Dalvik虚拟机。通过这个runtime传递com.android.internal.os.ZygoteInit参数，从而由Dalvik虚拟机运行ZygoteInit.java的main()，开始创建Zygote进程。在其main()中，如下所示：

首先通过registerZygoteSocket()登记端口，接着preloadClasses()装载相关类。这里大概要装载1000多个类，具体装载类见platform\frameworks\base\preloaded-classes。这个文件有WritePreloadedClassFile类自动生成。分析该类的main函数，有如下一段筛选类的代码：

其中MIN_LOAD_TIME_MICROS等于1250，当类的装载时间大于1.25ms，则需要预装载。

Policy.isPreloadable()定义如下：

其中EXCLUDED_CLASSES如下定义：

这几个Binders和Thread是不会被预加载的。

另外还有一些application需要装载，要求满足条件proc.fromZygote()且不是属于常驻内存的服务。SERVICES定义如下：

preloaded-classes是在下载源码的时候生成，WritePreloadedClassFile类并没有被用到，但可以通过这个类了解Android系统对预加载类的默认要求，参考修改preloaded-classes文件，减少开机初始化时要预加载的类，提高开机速度。

最后来通过startSystemServer()启动SystemServer进程。见如下代码：

Zygote包装了Linux的fork。forkSystemServer()调用forkAndSpecialize()，最终穿过虚拟机调用platform\dalvik\vm\native\dalvik_system_Zygote.c中Dalvik_dalvik_system_Zygote_forkAndSpecialize()。由dalvik完成fork新的进程。

main()最后会调用runSelectLoopMode()，进入while循环，由peers创建新的进程。

SystemService用于创建init.rc定义的服务之外的所有服务。在main()的最后有如下代码：

Init1()是在native空间实现的，用于启动native空间的服务，其实现在com_android_server_SystemServer.cpp中的android_server_SystemServer_init1()：

而system_init()服务初始化创建native层的各个服务：

最后通过如下代码:

回到SystemServer.java，调用init2()：

Init2启动一个线程，专门用来启动java空间的所有服务。如下代码所示启动部分服务：

并且把这些服务添加到ServiceManager中，以便管理和进程间通讯。 在该线程后半部分，ActivityManagerService会等待AppWidget、WallPaper、IMM等systemReady后调用自身的systemReady()。

而在ActivityManagerService的systemReady()最后会执行如下代码：

由于Activity管理栈为空，因此启动Launcher。

在startHomeActivityLocked()中创建一个带Category为CATEGORY_HOME的Intent，由此去启动相应Activity，即Launcher。

这样，Android系统便启动起来进入到待机界面。

编译完成后，在out目录下的项目文件夹下，将生成如下图所示文件： 图3 Android系统编译out目录结构图

我们用flashtool或者telweb工具进行刷机的时候，都是将其中的img文件烧入手机。

通过上图，整理出img后缀的文件和作用（可能有描述玩准确的地方，望交流指正）如下：

boot.img 开机引导的映像 cache.img 缓存映像 custpack.img 定制的内容映像 mobile_info.img 移动设备相关信息映像 ramdisk.img内存盘的根文件系统映像 ramdisk-recovery.img 内存盘根文件系统备份映像 recovery.img 系统备份映像 secro.img 签名映像 system.img 系统文件映像 userdata.img 用户数据映像

其中，boot.img和开机引导有关，我们启动的时候一定会用到。而我们之前讲述非常多的init.rc文件，则在ramdisk.img中。

这部分不去太深入了，个人觉得要深入就需要对Android编译原理进行更多地研究了。大家有兴趣和时间精力的可以去研究一下，应该不难理解，但是需要一个熟悉和知晓的过程。

1.《MTK手机开机过程》http://blog.csdn.net/archerm/article/details/5783528 2.《Qualcomm手机开机全过程大揭密》http://blog.csdn.net/duanlove/article/details/17332641 3.《Android开机启动流程初探》http://blog.csdn.net/xqz123456/article/details/39100719