一、Android按下開機(jī)鍵到啟動(dòng)發(fā)生什么
Android系統(tǒng)雖然也是基于linux系統(tǒng)的,但是由于Android屬于嵌入式設(shè)備,并沒有像pc那樣的BIOS程序。
取而代之的是Bootloader?——系統(tǒng)啟動(dòng)加載器。它類似于BIOS,在系統(tǒng)加載前,用以初始化硬件設(shè)備,建立內(nèi)存空間的映像圖,為最終調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好環(huán)境。
在Android里沒有硬盤,而是ROM?,它類似于硬盤存放操作系統(tǒng),用戶程序等。ROM跟硬盤一樣也會(huì)劃分為不同的區(qū)域,用于放置不同的程序,在Android中主要?jiǎng)澐譃橐幌聨讉€(gè)分區(qū):
/boot:存放引導(dǎo)程序,包括內(nèi)核和內(nèi)存操作程序/system:相當(dāng)于電腦c盤,存放Android系統(tǒng)及系統(tǒng)應(yīng)用/recovery:恢復(fù)分區(qū),可以進(jìn)入該分區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)/data:用戶數(shù)據(jù)區(qū),包含了用戶的數(shù)據(jù):聯(lián)系人、短信、設(shè)置、用戶安裝的程序/cache:安卓系統(tǒng)緩存區(qū),保存系統(tǒng)最常訪問的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序/misc:包含一些雜項(xiàng)內(nèi)容,如系統(tǒng)設(shè)置和系統(tǒng)功能啟用禁用設(shè)置/sdcard:用戶自己的存儲(chǔ)區(qū),可以存放照片,音樂,視頻等文件那么Bootloader是如何被加載的呢?我們可以想到,應(yīng)該跟pc一樣,當(dāng)開機(jī)加電的時(shí)候,cpu會(huì)從cpu制造廠商預(yù)設(shè)的地址上取指令,這個(gè)地址是各廠商約定俗稱的,類似于上面80×86架構(gòu)里的0xFFFF0地址,因此Android手機(jī)會(huì)將固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備ROM預(yù)先映射到該地址上,當(dāng)開機(jī)加電的時(shí)候,cpu就會(huì)從該地址執(zhí)行/boot分區(qū)下的Bootloader程序,載入linux內(nèi)核到RAM中。
當(dāng)linux內(nèi)核啟動(dòng)后會(huì)初始化各種軟硬件環(huán)境,加載驅(qū)動(dòng)程序,掛載根文件系統(tǒng),并開始執(zhí)行根文件系統(tǒng)的init程序,init程序是Android啟動(dòng)過程中最重要的核心程序。
init進(jìn)程是Android系統(tǒng)中用戶進(jìn)程的鼻祖進(jìn)程。init進(jìn)程會(huì)啟動(dòng)各種系統(tǒng)本地服務(wù),如:Media Server、Service Manager、bootanim(開機(jī)動(dòng)畫)等。init進(jìn)程會(huì)在解析init.rc文件后fork出Zygote,而Zygote是所有Java進(jìn)程的父進(jìn)程,我們的App都是由Zygote fork出來的。
Zygote進(jìn)程主要包含:
隨后Zygote進(jìn)程會(huì)fork出System Server進(jìn)程,System Server進(jìn)程負(fù)責(zé)啟動(dòng)和管理整個(gè)framework,包括Activity Manager,PowerManager等服務(wù)。
當(dāng)System Server將系統(tǒng)服務(wù)啟動(dòng)就緒后,就會(huì)通知ActivityManager啟動(dòng)為數(shù)不多的Android程序Home即我們看到的桌面程序。
至此,從Android手機(jī)開機(jī)到看到桌面程序所有過程分析完了。
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二、基于Linux的pc啟動(dòng)過程
我們都知道,所有的程序軟件包括操作系統(tǒng)都是運(yùn)行在內(nèi)存中的,然而我們的操作系統(tǒng)一般是存放在硬盤上的,當(dāng)我們按下開機(jī)鍵的時(shí)候,此時(shí)內(nèi)存中什么程序也沒有,因此需要借助某種方式,將操作系統(tǒng)加載到內(nèi)存中,而完成這項(xiàng)任務(wù)的就是?BIOS?。
裝過系統(tǒng)的人一定知道BIOS這個(gè)東西,那么它究竟是什么呢?
BIOS:Basic Input/Output System(基本輸入輸出系統(tǒng)),在IBM PC兼容系統(tǒng)上,是一種業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的固件接口(來自維基百科)。有點(diǎn)難以理解,其實(shí)BIOS是我們電腦啟動(dòng)時(shí)加載的名列前茅個(gè)程序,這個(gè)程序不是由Java語言編寫也不是由C語言編寫,一般是匯編程序。
BIOS程序固化在主板上的一塊芯片上,是連接計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)的橋梁,它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序、開機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。
那么問題來了,BIOS程序又是怎么啟動(dòng)的?BIOS的啟動(dòng),是由硬件完成的,Intel 80×86系列的cpu的硬件都設(shè)計(jì)為加電(即開機(jī)瞬間)就進(jìn)入16位實(shí)模式狀態(tài)運(yùn)行,此時(shí)將cpu的硬件邏輯設(shè)計(jì)為強(qiáng)行將CS的值設(shè)置為0xFFFF,IP的值設(shè)置為0x0000,這樣CS:IP就指向了0xFFFF0這個(gè)位置,而這個(gè)位置就是BIOS程序的入口地址。
因此這是一個(gè)硬件廠商之間的約定,所有的BIOS程序入口地址均為0xFFFF0,這樣在開機(jī)的時(shí)候,就找到這個(gè)地址,如果該地址并沒有代碼段,那么計(jì)算機(jī)將會(huì)死機(jī),如果這個(gè)地址處有代碼段,將會(huì)執(zhí)行這個(gè)代碼段,并由此執(zhí)行下去,即BIOS程序開始啟動(dòng)。