手机启动流程(AOSP 11)：多线程并行的极速开机

2023-12-03 00:08:42

开机并不简单：多阶段协作

Android手机的开机流程可以分为以下几个阶段：

BootLoader加载：当用户按下电源键时，硬件设备引导芯片的代码会从出厂固定的地方开始执行，加载指定位置的BootLoader到RAM中执行，BootLoader会负责初始化硬件、加载内核镜像和引导内核启动。
内核启动：内核是操作系统的核心，负责管理硬件资源和提供基本的服务。内核启动后，会挂载根文件系统、初始化进程、创建设备节点和启动必要的系统服务。
Init启动：Init是Android系统中的第一个用户空间进程，负责初始化用户空间环境、加载系统配置和启动系统服务。Init通过解析/init.rc配置文件来完成这些任务。
System Server启动：System Server是Android系统中的核心进程，负责管理系统资源和提供各种系统服务，如窗口管理、电源管理、活动管理和权限管理等。System Server启动后，Android系统就正式启动完成了。

Init启动流程：并行加速

在Android 11中，Init启动流程进行了重大的优化，采用了并行启动的方式，大幅缩短了开机时间。传统的Init启动流程是串行的，即一个服务启动完成后才能启动下一个服务。而在Android 11中，Init可以同时启动多个服务，从而大大提高了启动效率。

具体来说，Init启动流程主要分为以下几个步骤：

加载系统配置：Init首先会加载/init.rc配置文件，该配置文件包含了系统服务的配置信息，包括服务名称、启动顺序和依赖关系等。
初始化Zygote进程：Zygote进程是Android系统中所有应用程序的父进程，它负责创建和管理应用程序进程。Init会首先启动Zygote进程，为后续应用程序的启动做好准备。
启动ueventd服务：ueventd服务负责处理内核发送的uevent事件，并将其转发给相应的应用程序。Init会启动ueventd服务，以便应用程序能够及时响应内核事件。
启动systemd服务：systemd是Android 11中引入的新服务，它负责管理系统服务和进程。Init会启动systemd服务，并将其作为系统服务的管理中心。
启动其他系统服务：Init会根据/init.rc配置文件中的配置，启动其他必要的系统服务，如SurfaceFlinger服务（负责图形显示）、AudioFlinger服务（负责音频播放）和NetworkManagement服务（负责网络管理）等。
启动System Server：当所有必要的系统服务启动完成后，Init会启动System Server进程。System Server是Android系统中的核心进程，负责管理系统资源和提供各种系统服务。System Server启动后，Android系统就正式启动完成了。

安全防护：确保开机安全

在Init启动过程中，Android系统会进行一系列的安全检查，以确保系统的安全性。这些安全检查包括：

验证BootLoader签名：Init会验证BootLoader的签名，以确保BootLoader是合法的，没有被篡改。
验证内核签名：Init会验证内核的签名，以确保内核是合法的，没有被篡改。
验证系统分区签名：Init会验证系统分区的签名，以确保系统分区是合法的，没有被篡改。
启动Dm-verity：Dm-verity是一种设备映射验证机制，它可以确保设备上的数据没有被篡改。Init会启动Dm-verity，以确保设备上的数据是安全的。

通过这些安全检查，Android系统可以确保开机过程的安全，防止恶意软件的攻击。

结论：极速开机，畅快体验

Android 11的开机流程经过优化，采用了并行启动的方式，大幅缩短了开机时间。同时，Android系统还进行了安全检查，以确保开机过程的安全。这些优化和安全措施，让Android手机能够实现极速开机，为用户带来畅快的使用体验。