Android系统技术探索（1）启动流程

第一阶段：创世纪（启动流程）。🚀

对于我们系统工程师来说，Android 的启动就像是一场精密的接力赛。每一棒都必须完美交接，稍有差池（比如驱动加载慢了 50ms，或者 init 服务死锁），整个系统就会给用户一种"卡在开机动画"的糟糕体验。

我们先把通用流程和SoC 差异理清楚，然后我再分享几个在抓 Boot 性能或者 Debug 启动挂死时最常用的分析手段。

🏛️ Part 1: 原理与流程 ------ 从硅基到 Zygote

整个启动流程可以概括为：硬件初始化 -> 内核加载 -> 用户空间环境搭建 -> Java 世界诞生。

高通 (Qualcomm): 架构比较复杂，趋向于 PC 化。
- PBL (Primary Boot Loader): 等同于 BootROM。
- XBL (Extensible Boot Loader): 替代了以前的 SBL，基于 UEFI 架构，负责硬件初始化（DDR 等）。这是高通闭源的。
- ABL (Android Boot Loader): 通常就是 UEFI 应用，负责加载 Linux Kernel。这部分通常是开源的（Project Treble 后更加标准化）。
联发科 (MTK): 相对传统且紧凑。
- Pre-loader: 负责初始化 DRAM，并加载 LK。
- LK (Little Kernel): Android 早期常用的 Bootloader，负责加载 Kernel。MTK 至今仍在使用并深度定制。
瑞芯微 (Rockchip):
- MaskROM: 对应 BootROM。
- Loader (IDB/U-Boot): 瑞芯微常用 U-Boot 作为二级引导，对于开发板玩家来说非常亲切。

入口： head.S -> start_kernel()。
核心任务： 1. 初始化各种驱动（Display, Input, Binder, Memory）。
2. 挂载根文件系统 (Rootfs)。
3. 寻找第一个用户空间进程： /system/bin/init。

任务：解析 init.rc 文件。这是系统工程师最常打交道的地方。
关键动作：
- 挂载分区 (mount_all)。
- 启动关键守护进程 (Daemon)，比如 ueventd, logd。
- 启动 Zygote：通过解析 init.zygoteXX.rc 启动 Android 的孵化器。

任务： * 初始化 AndroidRuntime。
- 预加载通用的 Java 类和资源（这是为了让 App 启动更快的"写时拷贝"机制）。
- Fork 出 SystemServer（Android 系统的核心大脑）。
  🛠️ Part 2: 工作中常用的分析手段
  作为高级工程师，老板说"开机太慢了"或者"开机黑屏"，我们不能只盯着 Logcat 发呆。以下是"手术刀"级别的分析方法：

看什么：它生成的图表会显示 CPU 和 I/O 的负载，以及每个进程的启动时长条。
常见病灶： * 如果看到一段长长的红色条（I/O 等待），说明某个服务在疯狂读写磁盘，阻塞了后续流程。
- 如果看到 init 阶段有一段空白，可能是 init.rc 里某个 exec 命令卡住了。

精准定位：boot_progress (关键节点) ⏱️
在 Logcat (Event log) 中，过滤关键字 boot_progress，这是 Android 系统埋好的里程碑。

命令： adb logcat -b events | grep boot_progress
关键数据：
- boot_progress_start: Kernel 启动耗时。
- boot_progress_preload_start / end: Zygote 预加载资源耗时（这里如果太久，可能是厂商预装了太多乱七八糟的资源）。
- boot_progress_pms_system_scan_start: PMS 扫描应用耗时（这是重灾区，如果应用装多了，这里会非常慢）。
- boot_progress_enable_screen: 屏幕点亮时间。

手段：抓取串口 Log (Serial Log) 或 dmesg。
找什么：搜索 probe 关键字。
- 案例：某次工作中，我发现开机慢了 2 秒，查 dmesg 发现是某个 Sensor 的 I2C 通讯超时了，导致 Kernel 在那里傻傻等了 2 秒。

分析：查看 /data/anr/ 下的 traces 文件，或者搜索 Logcat 中的 Watchdog。
常见原因：在 SystemServer 的主线程里进行了耗时操作（比如读写数据库），导致超过 60s（或更短）没喂狗，Watchdog 咬死进程触发重启。
🎤 让我们来点互动的
上面这些流程里，Zygote 的预加载和 PMS 的扫描往往是应用层开发感受不到，但系统开发最头疼的地方。
关于这些分析手段，你最近在工作中主要是用哪一种？还是说你遇到过那种"连 Log 都没有就直接死机"的极端情况？接下来的对话我们可以拿一个具体的 Case 来"解剖"。🔪