高通Andriod开机流程与镜像说明

# 高通Andriod开机流程与镜像说明

Android镜像说明

Android设备刷机时都需要ROM包，ROM包下面有很多的.img和其他的相关镜像文件，其中这里面包含了Android很多的分区，Android镜像文件是通过源码编译生成的，下面是ROM包各个镜像的作用：

镜像文件	说明
boot.img	boot分区，包括内核文件和虚拟内存盘Ramdisk，负责设备开机，可在recovery模式进行擦除，重新安装带有boot分区的新系统
system.img	system分区，包含Android系统的用户界面以及设置上的一些预装系统应用
recovery.img	recovery分区，替代启动分区，执行恢复和维护系统的一些操作
userdata.img	data分区，用于保存用户的数据，例如联系人，短信，设置偏好和应用程序存放的地方
cache.img	cache分区，用于放置系统频繁访问的数据和应用程序组件的分区
persist.img	persist分区包含了设备的传感器和信号部分的驱动程序，例如wifi，蓝牙连接都有关系
splash.img	开机画面文件
NON-HLOS.bin	modem image负责处理通讯协议相关的基带镜像
prog_emmc_firehose_8953_ddr.mbn	QFIL软件烧录系统的时候，需要用到此文件，应该是关于EMMC、DDR的配置参数相关的
sbl1.mbn	硬件的初始化，并且保存加载其他模块信息的顺序
tz.mbn	trustzone是ARM TrustZone 技术是系统范围的安全方法，基于安全需求和引导模式配置XPU，NAND MPU,它和其他模块代码运行在相互隔离的区域，主要实现底层很多安全性特性
emmc_appsboot.mbn	bootloader文件，进入fastboot模式相关文件
rpm.mbn	电源管理器，是高通MSM平台另外加的一块芯片，虽然与AP芯片打包在一起，但其是一个独立的ARM Core。负责与SMP,MPM交互进入睡眠或者唤醒整个系统
gpt_backup0.bin	备份gpt头和分区表
gpt_main0.bin	GPT头和分区表
patch0.xml	服务端返回的具体磁盘大小打上最后一个分区的补丁、完成分区表头校验的配置文件
sec.dat	Secure boot相关熔丝烧录信息
adspso.bin	ADSP动态加载程序图像的分区
Cmnlib.mbn	Verified boot feature introduced in M needLK to load cmnlib corresponding partitions

开机流程

Android系统是基于linux内核开发的，Android的开机首先就是用bootloader加载并启动linux内核，当内核加载完成后就启动Android系统，内核就会加载Android init进程进入Andriod系统并初始化相关参数和进程，并启动Zygote进程，作为Android其他进程的父进程，Zygote进程做完初始化工作之后，启动SystemServer来启动其他系统服务。下面我们针对每个阶段的执行作介绍。

引导程序和bootloader

当电源按下，引导程序开始从预定义位置(固化在ROM)开始执行PBL (Primary Boot Loader),从启动设备（如eMMC）加载SBL1(Second BootLoader stage) segment1到L2。再加载SBL1 segment2到RPM处理器的RAM中。SBL1 segment1会初始化DDR，然后完成如下加载：

1）从启动设备加载QSEE/ TrustZone image到DDR

2）从启动设备加载DEVCFG image到DDR

3）从启动设备加载Debug Policy(调试相关)到DDR

4）从启动设备加载bootloader image到DDR

5）从启动设备加载RPMfirmware image到RPM的RAM中。

SBL1移交运行控制权给QSEE(高通安全执行环境)。QSEE建立安全运行环境，支持fuse。QSEE通知RPM启动RPM 固件的执行。QSEE移交运行控制权给bootloader，bootloader加载、验证kernel。

bootloader是在Android系统运行前的一个小程序，因此引导程序并不是Android系统的一部分。而是与主板芯片有关，是厂商加锁限制的地方。它主要是由固化代码程序和BootLoader程序组成，其中固化程序已经烧入到了生产的芯片中，而BootLoader程序通过它的启动模式去引导系统CPU和部分外设的初始化。

启动内核

BootLoader程序执行完后，标志着CPU和部分外设初始化完成，这时候就开始加载启动内核了。内核的启动和加载是一个很复杂的流程。在此只是简单的说明下，大致可以分为三个阶段：

1）内核自解压引导程序bootloader完成后会跳转运行内核程序，第一步就是检测内核是否解压，并将内核放于指定位置

2）设置CPU的工作模式，使能MMU（虚拟内存），设置一级页表（内存相关）等

3）内核初始化，作是完成剩余与硬件平台相关的初始化工作，在进行一系列与内核相关的初始化之后，调用第一个用户进程init并等待其执行。

简单地说内核的启动，就是初始化各种软硬件环境，加载modemimage和驱动程序，挂载根文件系统，并找到init文件，启动第一个进程任务。

init进程

init是整个系统的第一个进程，init进程的运行标志着正式进入了Android系统。 Init进程主要有三个核心工作：

1）创建和挂载一些系统目录以及设备节点，并且设置权限（system.img是挂载到 / 下的镜像，它包含了全部的系统可执行文件。

userdata.img挂载到 /data 下的镜像，它包含了应用及用户相关的数据。）

2）启动属性服务，和一系列相关的进程和Android服务

3）显示boot logo，默认是“Android”显示在屏幕上

Android服务启动流程

Android启动最重要的就是第二个核心工作：各个系统服务的启动，因为Andriod的所有功能都是依赖这些系统服务完成的，如音乐视频播放，拨打电话，使用wifi等等。这些服务统分为两大类一个是本地服务，另一个是Android服务。下面介绍一下服务流程的启动。

上文提到Android系统的init进程，init进程通过init.rc启动脚本语言的执行，本地服务和Andriod服务，本地服务是指运行在C++层的系统守护进程，如 ueventd、servicemanager、debuggerd、rild、mediaserver等。还有一部分本地服务，是由这些本地服务进一步创建的，如mediaserver服务会启动AudioFlinger, MediaPlayerService，以及 CameraService 等本地服务。

Android服务是指运行在虚拟机进程中的服务，这些服务的创建过程描述如下：init进程会执行app_process程序，创建Zygote进程，它是Android系统最重要的进程，所有后续的Android应用程序都是由它产生的。Zygote进程会首先分出（fork）"SystemServer"进程，"SystemServer"进程的全部任务就是将所有的Android核心服务启动起来。

核心服务：

启动电源管理器；
创建Activity管理器；
启动电话注册；
启动包管理器；
设置Activity管理服务为系统进程；
启动上下文管理器；
启动系统Context Providers；
启动电池服务；
启动定时管理器；
启动传感服务；
启动窗口管理器；
启动蓝牙服务；
启动挂载服务。

其他服务：

启动状态栏服务；
启动硬件服务；
启动网络状态服务；
启动网络连接服务；
启动通知管理器；
启动设备存储监视服务；
启动定位管理器；
启动搜索服务；
启动剪切板服务；
启动登记服务；
启动壁纸服务；
启动音频服务；
启动耳机监听；
启动AdbSettingsObserver（处理adb命令）

一旦系统服务在内存中跑起来了，Android就完成了引导过程，进入安卓界面。