Android 系统启动流程分析文档

本文档基于 Amlogic S905X5M (ross) 平台的实际启动日志，详细分析 Android 14 系统从上电到完全启动的完整流程。

启动流程概览

Android 系统启动是一个多阶段的过程，整体流程如下：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                              电源上电 (Power On)                              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                       │
                                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  1. Bootloader 与 U-Boot                                                     │
│  ┌─────┐   ┌──────┐   ┌──────┐   ┌──────┐   ┌──────┐   ┌──────┐            │
│  │ BL1 │ → │ BL2  │ → │ BL2E │ → │ BL2X │ → │ BL31 │ → │ BL32 │            │
│  │(ROM)│   │(DDR) │   │      │   │      │   │(ATF) │   │(TEE) │            │
│  └─────┘   └──────┘   └──────┘   └──────┘   └──────┘   └──────┘            │
│                                                              │               │
│                                                              ▼               │
│                                                         ┌──────┐            │
│                                                         │ BL33 │            │
│                                                         │U-Boot│            │
│                                                         └──────┘            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                       │
                                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  2. Linux 内核启动                                                           │
│  - 内核解压和初始化                                                           │
│  - CPU/内存/中断初始化                                                        │
│  - 设备驱动加载                                                               │
│  - 启动 init 进程 (PID 1)                                                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                       │
                                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  3. Init 进程启动                                                            │
│  ┌────────────────┐   ┌────────────────┐   ┌────────────────┐              │
│  │ First Stage    │ → │ Second Stage   │ → │ 解析 init.rc   │              │
│  │ - 挂载分区     │   │ - SELinux      │   │ - 启动服务     │              │
│  │ - 加载驱动     │   │ - 属性服务     │   │ - 启动 Zygote  │              │
│  └────────────────┘   └────────────────┘   └────────────────┘              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                       │
                                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  4. Zygote 进程启动                                                          │
│  - 创建 Java 虚拟机 (ART)                                                    │
│  - 预加载 Java 类和资源                                                       │
│  - 创建 Socket 监听应用启动请求                                               │
│  - Fork 出 SystemServer 进程                                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                       │
                                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  5. SystemServer 进程启动                                                    │
│  - 启动 Binder 线程池                                                        │
│  - 创建 SystemServiceManager                                                 │
│  - 启动引导服务 (AMS, PMS, WMS...)                                           │
│  - 启动核心服务和其他服务                                                     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                       │
                                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  6. Launcher 启动                                                            │
│  - AMS 启动 Home Activity                                                    │
│  - Launcher 进程由 Zygote fork                                               │
│  - 加载桌面图标和小部件                                                       │
│  - 发送 BOOT_COMPLETED 广播                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

1. Bootloader 与 U-Boot

1.1 启动链概述

Amlogic 平台采用 ARM Trusted Firmware (ATF) 架构，Bootloader 启动链如下：

组件	全称	运行级别	存储位置	功能描述
BL1	Boot ROM	EL3	芯片 ROM	固化代码，加载 BL2
BL2	Secondary Boot Loader	EL3	eMMC Boot	DDR 初始化
BL2E	BL2 Extension	EL3	eMMC Boot	厂商扩展
BL2X	BL2 eXtended	EL3	eMMC Boot	安全初始化
BL31	EL3 Runtime Firmware	EL3	FIP	ATF 运行时
BL32	Secure OS (OP-TEE)	S-EL1	FIP	可信执行环境
BL33	Non-secure Bootloader	EL2/EL1	FIP	U-Boot

1.2 BL2 阶段 - DDR 初始化

时间戳: TE: 144389 μs (~144ms)

日志摘录：
BL2 1.1.1 Built : 17:35:28, Oct 10 2025. s7d bl-3.5.16
DDR_DRIVER_VERSION: AML_LP5_PHY_S7_V_0_45
dram_type==LPDDR4
config==r0_32bit_ch0
DDR : 2048MB @1320MHz

主要工作：

早期硬件初始化

set ee_vol 0.74v # 设置 CPU 电压
fix_pll is 2000 MHz. Locked # 锁定系统 PLL
sys0_pll is 2508 MHz. Locked # 系统时钟

DDR 内存初始化
- 检测内存类型: LPDDR4
- 配置内存控制器
- 内存训练和校准
- 最终配置: 2048MB @ 1320MHz

存储设备检测

boot_device:00000001 # eMMC 启动
boot_seq:00000001
boot_bakups:00000003 # 3 份备份

加载后续 Bootloader

Load: BL2E From: eMMC - 3.1 src: 00002000, size: 00019000
Load: BL2X From: eMMC - 3.1 src: 00000000, size: 00019000

1.3 BL2E/BL2X 阶段 - 安全初始化

BL2E 时间戳: TE: 489535 μs (~490ms) BL2X 时间戳: TE: 584694 μs (~585ms)

日志摘录：
BL2E 1.0.0 Built : 18:44:03, Oct 10 2025
eMMC boot @ 1
sw-hs2 s                              # eMMC 高速模式

BL2X 1.1.0 Built : 17:15:05, Jul 23 2025
Loading secpu fw                      # 加载安全 CPU 固件
derive RSPK OK                        # 密钥派生
derive PCPK OK

主要工作：

eMMC 切换到 HS200/HS400 高速模式
加载 FIP (Firmware Image Package)
安全密钥派生和验证
加载安全 CPU 固件

1.4 BL31 阶段 - ARM Trusted Firmware

日志摘录：
NOTICE:  BL31: v2.7.2(release):v2.7.0-441-gf06b1f5a6
NOTICE:  BL31: Built : 14:54:58, Oct 15 2025
NOTICE:  BL31: start aocpu
Starting AOCPU FreeRTOS
AOCPU image version='2025-12-08 09:49:24'

主要工作：

EL3 运行时服务
- 提供 SMC (Secure Monitor Call) 接口
- 处理安全/非安全世界切换
启动 AOCPU (Always-On CPU)
- 运行 FreeRTOS 实时操作系统
- 负责低功耗管理、遥控器唤醒、CEC 控制

解压并加载 BL32/BL33

NOTICE: decomp BL32 is Success
NOTICE: decomp BL33 is Success

1.5 BL32 阶段 - OP-TEE (可信执行环境)

日志摘录：
E/TC:0 00 INFO:    BL3-2: ATOS-V3.18.4-143eb82a7
E/TC:0 00 INFO:    BL3-2: Chip: S7D Rev: B (47:B - 0:1)
E/TC:0 00 INFO:    BL3-2: Secure Timer Initialized.

主要工作：

初始化可信执行环境
提供安全服务：Keymaster、Widevine DRM、安全存储
管理 RPMB (Replay Protected Memory Block) 访问

1.6 BL33 阶段 - U-Boot

时间戳: TE: 782431 μs (~782ms) 进入 U-Boot 结束时间: uboot time: 2156747 μs (~2.16s)

日志摘录：
U-Boot 2023.01 bl-3.5.15 (Dec 08 2025 - 09:49:10 +0800)
DRAM:  2 GiB
emmc init success!

1.6.1 硬件初始化

board init                          # 板级初始化
gpio: pin GPIOH_7 (gpio 43) value is 1
[meson_mmc_probe]emmc: Controller probe success!
Net: eth0: ethernet@ff3f0000        # 以太网初始化

1.6.2 显示初始化

vpu: vpu_power_on_new               # VPU 上电
vpu: set clk: 666667000Hz           # VPU 时钟 666MHz
[VOUT] match: W=1920, H=1080, P     # 输出 1080p
[OSD] fb_addr for logo: 0x1f800000  # Logo 显示
set hdmitx VIC = 16                 # HDMI 1080p60hz

1.6.3 AVB 验证 (Android Verified Boot)

avb2: 1
active_slot is _a                   # A/B 分区，当前 slot A
AVB2 verify with default kpub:520
avb verification: locked = 1, result = 0   # 验证通过

1.6.4 加载 Kernel

## Booting Android Image at 0x03000000 ...
Kernel command line: bootconfig androidboot.selinux=permissive
   Uncompressing Kernel Image
   kernel loaded at 0x01800000, end = 0x0416aa00
   Loading Ramdisk to 1e93b000, end 1f7ff921 ... OK
   Loading Device Tree to 1e923000 ... OK
Starting kernel ...
uboot time: 2156747 us

加载内容：

内容	加载地址	说明
Kernel Image	0x01800000	LZ4 压缩，解压后约 40MB
Ramdisk	0x1e93b000	init_boot.img 中的 ramdisk
Device Tree	0x1e923000	DTB 设备树

2. Linux 内核启动

2.1 内核版本信息

日志摘录：
[    0.000000] Linux version 5.15.170-android14-11-g3efc8295014d-ab12916019
[    0.000000] Machine model: s7d_s905x5m_bm201

内核版本: 5.15.170 (Android GKI 内核)
Android 版本: Android 14
机器型号: s7d_s905x5m_bm201

2.2 早期初始化 (0.000s - 0.005s)

2.2.1 CPU 初始化

[    0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0000000000 [0x412fd050]
[    0.000000] Detected VIPT I-cache on CPU0
[    0.003384] smp: Bringing up secondary CPUs ...
[    0.004022] CPU1: Booted secondary processor 0x0000000100
[    0.004645] CPU2: Booted secondary processor 0x0000000200
[    0.005258] CPU3: Booted secondary processor 0x0000000300
[    0.005319] smp: Brought up 1 node, 4 CPUs
[    0.005342] CPU features: detected: 32-bit EL0 Support

CPU 信息：

4 核 ARM Cortex-A55 (ID: 0x412fd050)
支持 32 位兼容模式
支持 LSE 原子指令、CRC32、RAS 扩展

2.2.2 内存初始化

[    0.000000] Memory: 1405532K/2097152K available
[    0.000000] Zone ranges:
[    0.000000]   DMA32    [mem 0x0000000000000000-0x000000007fffffff]
[    0.000000]   Normal   empty

内存布局 (Reserved Memory)：

区域名称	地址范围	大小	用途
linux,secure_vdec	0x7f000000-0x7fffffff	16 MB	安全视频解码
linux,vdin1_cma	0x7e800000-0x7effffff	8 MB	视频输入
heap-gfx	0x79000000-0x7e7fffff	88 MB	图形堆
heap-fb	0x75800000-0x78ffffff	56 MB	Framebuffer
linux,codec_mm_cma	0x5ec00000-0x757fffff	364 MB	编解码 CMA
linux,meson-fb	0x1f800000-0x1fffffff	8 MB	OSD Framebuffer
linux,secmon	0x05000000-0x06bfffff	28 MB	安全监控
ramoops	0x06c00000-0x06cfffff	1 MB	内核崩溃日志

2.3 子系统初始化 (0.060s - 0.200s)

[    0.067735] pinctrl core: initialized pinctrl subsystem
[    0.068451] NET: Registered PF_NETLINK/PF_ROUTE protocol family
[    0.070000] thermal_sys: Registered thermal governor 'step_wise'
[    0.095855] SCSI subsystem initialized
[    0.095952] usbcore: registered new interface driver usbfs
[    0.096072] mc: Linux media interface: v0.10
[    0.096087] videodev: Linux video capture interface: v2.00
[    0.097130] Advanced Linux Sound Architecture Driver Initialized.

2.4 设备驱动加载 (0.200s - 1.0s)

内核通过 Device Tree 探测并加载各种驱动：

时间 (s)	驱动模块	设备节点	说明
0.250	amlogic-uart	ttyS0	串口驱动
0.563	meson-gpio	-	GPIO 控制器
0.581	cpufreq	cpu0-3	CPU 频率调节
0.588	meson-tsensor	-	温度传感器
0.619	meson-mmc	mmc0	eMMC 控制器 (CQHCI)
0.683	optee	-	OP-TEE 驱动
0.707	gpio_keypad	input0	按键输入
0.710	ir_keypad	input2-4	红外遥控器
0.713	meson-gxbb-wdt	-	看门狗
0.719	aml_dvb	-	DVB 数字电视
0.890	vout	-	视频输出
0.915	amhdmitx	-	HDMI 发送器
0.956	mmc0	mmcblk0	eMMC HS400 模式

2.5 启动 Init 进程

[    0.216568] Freeing initrd memory: 15120K
[    0.217703] Freeing unused kernel memory: 5440K
[    0.217798] Run /init as init process

内核完成初始化后，执行 ramdisk 中的 /init 程序，这是 Android 的第一个用户空间进程 (PID 1)。

3. Init 进程启动

3.1 Init 进程概述

Init 进程是 Android 系统的第一个用户空间进程，职责包括：

挂载文件系统 (/system, /vendor, /data 等)
加载内核模块
初始化 SELinux
启动属性服务 (property service)
解析并执行 init.rc 脚本
启动各种守护进程和服务

3.2 First Stage Init (0.22s - 4.4s)

First Stage 在 ramdisk 中运行，主要任务是准备根文件系统。

日志摘录：
[    0.219564] init: init first stage started!
[    0.221455] init: Loading module /lib/modules/amlogic-gkitool.ko with args ''
[    0.248294] init: Loaded kernel module /lib/modules/amlogic-gkitool.ko

3.2.1 加载内核模块

init: Loading module /lib/modules/amlogic-gkitool.ko
init: Loading module /lib/modules/amlogic-debug-iotrace.ko
init: Loading module /lib/modules/amlogic-uart.ko
init: Loading module /lib/modules/amlogic-hwspinlock.ko
init: Loading module /lib/modules/amlogic-debug.ko

模块加载后的内核日志：

[    0.502044] [cpuinfo]: build info: gki_20 2025.12.08-01.55.26
[    0.504021] [cpuinfo]: serial = 470b010100000000253551c354371d80
[    0.528681] [memory-debug]: dmc version:1.10.2

3.2.2 挂载分区

# 挂载 super 分区 (动态分区)
[    4.318997] F2FS-fs (dm-50): Using encoding defined by superblock: utf8-12.1.0
[    4.373030] F2FS-fs (dm-50): checkpoint: version = 49308dcd
[    4.373326] F2FS-fs (dm-50): Mounted with checkpoint version = 49308dcd

动态分区包含：

system_a / system_b
vendor_a / vendor_b
product_a / product_b
system_ext_a / system_ext_b
odm_a / odm_b

3.2.3 配置 ZRAM (压缩内存交换)

[    4.394218] zram0: detected capacity change from 0 to 1296032
[    4.414065] Adding 648012k swap on /dev/block/zram0.  Priority:-2

3.3 Second Stage Init (4.4s - 6.0s)

切换到真正的根文件系统后，执行 Second Stage Init。

3.3.1 APEX 模块挂载

APEX (Android Pony EXpress) 是 Android 10+ 引入的模块化更新机制。

[    4.582604] apexd: Scanning /system/apex for pre-installed ApexFiles
[    4.583157] apexd: Found pre-installed APEX /system/apex/com.amlogic.mediaextractor.apex
[    4.584703] apexd: Found pre-installed APEX /system/apex/com.android.adbd.apex
[    4.585525] apexd: Found pre-installed APEX /system/apex/com.android.art.apex
[    4.590098] apexd: Found pre-installed APEX /system/apex/com.android.btservices.apex
[    4.591196] apexd: Found pre-installed APEX /system/apex/com.android.conscrypt.apex

挂载的 APEX 模块 (部分)：

APEX 模块	功能
com.android.art	Android Runtime (ART)
com.android.conscrypt	SSL/TLS 加密
com.android.media	媒体框架
com.android.adbd	ADB 守护进程
com.android.tethering	网络共享
com.amlogic.mediaextractor	Amlogic 媒体提取器

3.3.2 解析 init.rc 文件

Init 进程解析以下 rc 文件：

/system/etc/init/hw/init.rc           # 主配置文件
/vendor/etc/init/hw/init.rc           # 厂商配置
/system/etc/init/*.rc                 # 系统服务
/vendor/etc/init/*.rc                 # 厂商服务
/odm/etc/init/*.rc                    # ODM 服务

3.3.3 启动 Native 守护进程

服务名称	可执行文件	功能描述
ueventd	/system/bin/ueventd	设备节点管理
logd	/system/bin/logd	日志守护进程
servicemanager	/system/bin/servicemanager	Binder 服务管理
hwservicemanager	/system/bin/hwservicemanager	HIDL 服务管理
vold	/system/bin/vold	存储卷管理
healthd	/system/bin/healthd	电池健康监控
surfaceflinger	/system/bin/surfaceflinger	显示合成器
zygote	/system/bin/app_process64	Java 进程孵化器

3.4 启动 Zygote

Init 通过 init.zygote64.rc (或 init.zygote64_32.rc) 启动 Zygote：

# /system/etc/init/hw/init.zygote64.rc
service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    priority -20
    user root
    group root readproc reserved_disk
    socket zygote stream 660 root system
    socket usap_pool_primary stream 660 root system
    onrestart exec_background - system system -- /system/bin/vdc volume abort_fuse
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart audioserver
    onrestart restart cameraserver
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    onrestart restart wificond
    task_profiles ProcessCapacityHigh MaxPerformance

4. Zygote 进程启动

4.1 Zygote 概述

Zygote (受精卵) 是 Android 中所有 Java 应用进程的父进程。它的设计目的是：

预加载共享资源 - 加载常用的 Java 类和系统资源，子进程通过 fork 共享这些资源
快速启动应用 - 通过 fork 而非重新加载，大大加快应用启动速度
内存共享 - fork 后的 COW (Copy-On-Write) 机制减少内存占用

4.2 Zygote 启动流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    app_process64 启动                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  AndroidRuntime::start()                                         │
│  - 启动 Java 虚拟机 (ART)                                        │
│  - 注册 JNI 函数                                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  ZygoteInit.main()                                               │
│  - 预加载类: preloadClasses()                                    │
│  - 预加载资源: preloadResources()                                │
│  - 预加载共享库: preloadSharedLibraries()                        │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  创建 ZygoteServer                                               │
│  - 创建 /dev/socket/zygote 监听                                  │
│  - 创建 /dev/socket/usap_pool_primary 监听                       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  forkSystemServer()                                              │
│  - fork 出 SystemServer 进程                                     │
│  - 参数: --nice-name=system_server                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  runSelectLoop()                                                 │
│  - 进入循环，等待 AMS 的应用启动请求                              │
│  - 收到请求后 fork 新的应用进程                                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

4.3 预加载内容

4.3.1 预加载类 (preloadClasses)

Zygote 预加载约 6000+ 个常用 Java 类：

java

// 部分预加载类列表 (/system/etc/preloaded-classes)
android.app.Activity
android.app.Application
android.content.Context
android.view.View
android.widget.TextView
android.graphics.Bitmap
java.lang.String
java.util.ArrayList
...

4.3.2 预加载资源 (preloadResources)

java

// 预加载系统资源
- Drawables (图片资源)
- Color State Lists (颜色状态)
- Animations (动画)

4.3.3 预加载共享库

java

// 预加载 Native 库
System.loadLibrary("android");
System.loadLibrary("jnigraphics");
System.loadLibrary("compiler_rt");

4.4 Socket 通信

Zygote 创建两个 Unix Domain Socket：

Socket 路径	用途
/dev/socket/zygote	接收 AMS 的应用启动请求
/dev/socket/usap_pool_primary	USAP (Unspecialized App Process) 池

4.5 Fork SystemServer

Zygote 的第一个子进程是 SystemServer：

java

// ZygoteInit.java
private static Runnable forkSystemServer(...) {
    String args[] = {
        "--setuid=1000",
        "--setgid=1000",
        "--setgroups=1001,1002,1003,...",
        "--capabilities=...",
        "--nice-name=system_server",
        "--runtime-args",
        "--target-sdk-version=34",
        "com.android.server.SystemServer",
    };

    int pid = Zygote.forkSystemServer(...);
    if (pid == 0) {
        // 子进程: SystemServer
        return handleSystemServerProcess(parsedArgs);
    }
    return null;
}

5. SystemServer 进程启动

5.1 SystemServer 概述

SystemServer 是 Android 系统的核心进程，运行所有核心系统服务。它由 Zygote fork 而来，是 Java 世界中最重要的进程。

5.2 启动流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  SystemServer.main()                                             │
│  └─ run()                                                        │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  createSystemContext()                                           │
│  - 创建系统级 Context                                            │
│  - 设置默认主题                                                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  startBootstrapServices()    // 引导服务                         │
│  - Installer                                                     │
│  - ActivityManagerService (AMS)                                  │
│  - PowerManagerService                                           │
│  - PackageManagerService (PMS)                                   │
│  - UserManagerService                                            │
│  - SensorService                                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  startCoreServices()         // 核心服务                         │
│  - BatteryService                                                │
│  - UsageStatsService                                             │
│  - WebViewUpdateService                                          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  startOtherServices()        // 其他服务                         │
│  - WindowManagerService (WMS)                                    │
│  - InputManagerService                                           │
│  - NetworkManagementService                                      │
│  - ConnectivityService                                           │
│  - AudioService                                                  │
│  - ... (100+ 服务)                                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  AMS.systemReady()                                               │
│  - 启动 Launcher                                                 │
│  - 启动 persistent 应用                                          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

5.3 核心系统服务

5.3.1 引导服务 (Bootstrap Services)

服务名称	功能描述
ActivityManagerService (AMS)	Activity、Service、BroadcastReceiver 生命周期管理
PackageManagerService (PMS)	应用包安装、卸载、查询
PowerManagerService	电源管理、唤醒锁
DisplayManagerService	显示设备管理
UserManagerService	多用户管理
SensorService	传感器服务 (Native)

5.3.2 核心服务 (Core Services)

服务名称	功能描述
BatteryService	电池状态监控
UsageStatsService	应用使用统计
WebViewUpdateService	WebView 更新
SchedulingPolicyService	调度策略

5.3.3 其他服务 (Other Services)

服务名称	功能描述
WindowManagerService (WMS)	窗口管理、动画、输入事件分发
InputManagerService	输入设备管理
AudioService	音频管理
ConnectivityService	网络连接管理
WifiService	WiFi 管理
BluetoothService	蓝牙管理
NotificationManagerService	通知管理
LocationManagerService	位置服务
CameraService	相机服务 (Native)
MediaSessionService	媒体会话管理

5.4 服务启动日志

从启动日志中可以看到 HAL 服务的注册：

[   10.998925] servicemanager: Could not find android.hardware.power.stats.IPowerStats
[   11.003765] servicemanager: Found android.frameworks.stats.IStats/default
[   11.005043] servicemanager: Found android.hardware.memtrack.IMemtrack/default
[   11.166776] servicemanager: Found android.hardware.power.IPower/default
[   11.178539] servicemanager: Found android.hardware.light.ILights/default
[   12.305982] servicemanager: Found android.hardware.health.IHealth/default
[   16.092597] servicemanager: Found android.hardware.wifi.supplicant.ISupplicant/default
[   16.136247] servicemanager: Found android.hardware.wifi.IWifi/default

5.5 AMS.systemReady()

当所有系统服务启动完成后，AMS 调用 systemReady()：

java

// ActivityManagerService.java
public void systemReady(final Runnable goingCallback, ...) {
    // 1. 启动 persistent 应用 (如系统 UI)
    startPersistentApps(PackageManager.MATCH_DIRECT_BOOT_AWARE);

    // 2. 启动 Home Activity (Launcher)
    startHomeActivityLocked(currentUserId, "systemReady");

    // 3. 发送 BOOT_COMPLETED 广播 (延迟发送)
    // ...
}

6. Launcher 启动

6.1 Launcher 概述

Launcher 是 Android 的桌面应用，也是用户交互的入口点。它是一个具有 HOME 类别的 Activity。

6.2 Launcher 启动流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  AMS.systemReady()                                               │
│  └─ startHomeActivityLocked()                                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  RootWindowContainer.startHomeOnAllDisplays()                    │
│  - 查找 Home Activity (Intent.CATEGORY_HOME)                     │
│  - 通过 PMS 解析 Launcher 应用                                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  ActivityStarter.execute()                                       │
│  - 创建 ActivityRecord                                           │
│  - 请求 Zygote fork 新进程                                       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Zygote fork Launcher 进程                                       │
│  - 复制 Zygote 的内存空间                                        │
│  - 执行 ActivityThread.main()                                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  ActivityThread.main()                                           │
│  - 创建主线程 Looper                                             │
│  - 创建 Application                                              │
│  - attach 到 AMS                                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Launcher Activity 启动                                          │
│  - onCreate() / onStart() / onResume()                           │
│  - 加载桌面图标和小部件                                           │
│  - 显示桌面                                                       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Boot Animation 结束                                             │
│  └─ WMS.enableScreenAfterBoot()                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  发送 BOOT_COMPLETED 广播                                        │
│  - sys.boot_completed = 1                                        │
│  - 应用可以接收 BOOT_COMPLETED 广播                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

6.3 Home Intent

系统通过以下 Intent 查找 Launcher：

java

Intent homeIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN);
homeIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
homeIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_DEFAULT);

6.4 Launcher 进程创建

Launcher 进程由 Zygote fork：

AMS 向 Zygote 发送启动请求
Zygote fork 新进程
新进程执行 ActivityThread.main()
创建 Application 和 Activity

6.5 开机动画结束

当 Launcher 首次绘制完成后：

java

// WindowManagerService.java
void enableScreenAfterBoot() {
    // 结束开机动画
    performEnableScreen();
    // 通知 SurfaceFlinger 停止 bootanimation
}

6.6 Boot Completed

日志摘录：
[   17.614257] apexd: markBootCompleted() received by ApexService
[   17.819191] android.hardware.boot-service: sys.boot_completed: 1

sys.boot_completed=1 表示：

系统启动完成
Launcher 已显示
用户可以开始交互
应用可以接收 ACTION_BOOT_COMPLETED 广播

启动时间线总结

各阶段耗时

阶段	开始时间	结束时间	耗时
Bootloader (BL2-BL32)	0	782 ms	782 ms
U-Boot	782 ms	2,157 ms	1,375 ms
Bootloader 总计	0	2,157 ms	~2.2s
Kernel 启动	0 s	0.22 s	220 ms
Init First Stage	0.22 s	4.4 s	4,180 ms
Init Second Stage	4.4 s	6.0 s	1,600 ms
Kernel + Init 总计	0 s	6.0 s	~6.0s
Zygote 启动	~6.0 s	~7.0 s	~1,000 ms
SystemServer 启动	~7.0 s	~15.0 s	~8,000 ms
Launcher 启动	~15.0 s	~17.8 s	~2,800 ms
Boot Complete	-	17.8 s	-
总启动时间	-	-	~20 s

启动时间分布图

0s        5s        10s       15s       20s
|---------|---------|---------|---------|
[BL][UBT]                                    Bootloader (~2.2s)
     [====Kernel + Init====]                 内核 + Init (~6.0s)
                [Zygote]                     Zygote (~1.0s)
                  [====SystemServer====]    系统服务 (~8.0s)
                              [Launcher]    桌面启动 (~2.8s)
                                       [✓]  Boot Complete (17.8s)

关键代码路径

Bootloader 代码

bootloader/uboot-repo/
├── bl2/                    # BL2 源码
├── bl30/                   # AOCPU 固件 (FreeRTOS)
├── bl31/                   # ARM Trusted Firmware
├── bl32/                   # OP-TEE
└── bl33/v2023/             # U-Boot 2023
    └── board/amlogic/s7d/  # 板级代码

Kernel 代码

common/common14-5.15/
├── arch/arm64/boot/dts/amlogic/    # 设备树
├── drivers/amlogic/                 # Amlogic 驱动
└── include/linux/amlogic/           # 头文件

Init 代码

system/core/init/
├── init.cpp                    # Init 主程序入口
├── first_stage_init.cpp        # First Stage
├── second_stage_resources.cpp  # Second Stage
├── service.cpp                 # 服务解析和管理
├── property_service.cpp        # 属性服务
├── action_parser.cpp           # rc 文件解析
└── builtins.cpp                # 内建命令

device/amlogic/ross/
├── init.amlogic.rc             # Amlogic init 配置
├── init.amlogic.board.rc       # 板级配置
└── ueventd.rc                  # 设备节点权限

Zygote 代码

frameworks/base/core/
├── java/com/android/internal/os/
│   ├── ZygoteInit.java         # Zygote Java 入口
│   ├── Zygote.java             # fork 封装
│   ├── ZygoteServer.java       # Socket 服务
│   └── RuntimeInit.java        # 运行时初始化
└── jni/
    └── com_android_internal_os_Zygote.cpp  # Native fork

frameworks/base/cmds/app_process/
└── app_main.cpp                # app_process 入口

SystemServer 代码

frameworks/base/services/
├── java/com/android/server/
│   ├── SystemServer.java       # 启动入口
│   ├── SystemServiceManager.java
│   ├── am/ActivityManagerService.java
│   ├── wm/WindowManagerService.java
│   └── pm/PackageManagerService.java
└── core/java/com/android/server/

Launcher 代码

packages/apps/Launcher3/         # AOSP Launcher
packages/apps/TvLauncher/        # Android TV Launcher
vendor/amlogic/apps/Launcher/    # Amlogic 定制 Launcher

附录：常用调试命令

查看启动时间

bash

# 内核启动日志
adb shell dmesg | grep -E "^\[.*\]"

# Android 启动事件
adb logcat -b events | grep boot

# 查看启动属性
adb shell getprop | grep boot

# 查看 Zygote/SystemServer 进程
adb shell ps -A | grep -E "zygote|system_server"

Bootchart 分析

bash

# 启用 bootchart (userdebug 版本)
adb shell 'touch /data/bootchart/enabled'
adb reboot

# 收集数据后使用 bootchart 工具分析

Systrace 分析

bash

python systrace.py -o boot_trace.html \
    sched freq idle am wm view \
    --boot

Android 系统启动流程分析文档 ​

目录 ​

启动流程概览 ​

1. Bootloader 与 U-Boot ​

1.1 启动链概述 ​

1.2 BL2 阶段 - DDR 初始化 ​

1.3 BL2E/BL2X 阶段 - 安全初始化 ​

1.4 BL31 阶段 - ARM Trusted Firmware ​

1.5 BL32 阶段 - OP-TEE (可信执行环境) ​

1.6 BL33 阶段 - U-Boot ​

1.6.1 硬件初始化 ​

1.6.2 显示初始化 ​

1.6.3 AVB 验证 (Android Verified Boot) ​

1.6.4 加载 Kernel ​

2. Linux 内核启动 ​

2.1 内核版本信息 ​

2.2 早期初始化 (0.000s - 0.005s) ​

2.2.1 CPU 初始化 ​

2.2.2 内存初始化 ​

2.3 子系统初始化 (0.060s - 0.200s) ​

2.4 设备驱动加载 (0.200s - 1.0s) ​

2.5 启动 Init 进程 ​

3. Init 进程启动 ​

3.1 Init 进程概述 ​

3.2 First Stage Init (0.22s - 4.4s) ​

3.2.1 加载内核模块 ​

3.2.2 挂载分区 ​

3.2.3 配置 ZRAM (压缩内存交换) ​

3.3 Second Stage Init (4.4s - 6.0s) ​

3.3.1 APEX 模块挂载 ​

3.3.2 解析 init.rc 文件 ​

3.3.3 启动 Native 守护进程 ​

3.4 启动 Zygote ​

4. Zygote 进程启动 ​

4.1 Zygote 概述 ​

4.2 Zygote 启动流程 ​

4.3 预加载内容 ​

4.3.1 预加载类 (preloadClasses) ​

4.3.2 预加载资源 (preloadResources) ​

4.3.3 预加载共享库 ​

4.4 Socket 通信 ​

4.5 Fork SystemServer ​

5. SystemServer 进程启动 ​

5.1 SystemServer 概述 ​

5.2 启动流程 ​

5.3 核心系统服务 ​

5.3.1 引导服务 (Bootstrap Services) ​

5.3.2 核心服务 (Core Services) ​

5.3.3 其他服务 (Other Services) ​

5.4 服务启动日志 ​

5.5 AMS.systemReady() ​

6. Launcher 启动 ​

6.1 Launcher 概述 ​

6.2 Launcher 启动流程 ​

6.3 Home Intent ​

6.4 Launcher 进程创建 ​

6.5 开机动画结束 ​

6.6 Boot Completed ​

启动时间线总结 ​

各阶段耗时 ​

启动时间分布图 ​

关键代码路径 ​

Bootloader 代码 ​

Kernel 代码 ​

Init 代码 ​

Zygote 代码 ​

SystemServer 代码 ​

Launcher 代码 ​

附录：常用调试命令 ​

查看启动时间 ​

Bootchart 分析 ​

Systrace 分析 ​

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目录

启动流程概览

1. Bootloader 与 U-Boot

1.1 启动链概述

1.2 BL2 阶段 - DDR 初始化

1.3 BL2E/BL2X 阶段 - 安全初始化

1.4 BL31 阶段 - ARM Trusted Firmware

1.5 BL32 阶段 - OP-TEE (可信执行环境)

1.6 BL33 阶段 - U-Boot

1.6.1 硬件初始化

1.6.2 显示初始化

1.6.3 AVB 验证 (Android Verified Boot)

1.6.4 加载 Kernel

2. Linux 内核启动

2.1 内核版本信息

2.2 早期初始化 (0.000s - 0.005s)

2.2.1 CPU 初始化

2.2.2 内存初始化

2.3 子系统初始化 (0.060s - 0.200s)

2.4 设备驱动加载 (0.200s - 1.0s)

2.5 启动 Init 进程

3. Init 进程启动

3.1 Init 进程概述

3.2 First Stage Init (0.22s - 4.4s)

3.2.1 加载内核模块

3.2.2 挂载分区

3.2.3 配置 ZRAM (压缩内存交换)

3.3 Second Stage Init (4.4s - 6.0s)

3.3.1 APEX 模块挂载

3.3.2 解析 init.rc 文件

3.3.3 启动 Native 守护进程

3.4 启动 Zygote

4. Zygote 进程启动

4.1 Zygote 概述

4.2 Zygote 启动流程

4.3 预加载内容

4.3.1 预加载类 (preloadClasses)

4.3.2 预加载资源 (preloadResources)

4.3.3 预加载共享库

4.4 Socket 通信

4.5 Fork SystemServer

5. SystemServer 进程启动

5.1 SystemServer 概述

5.2 启动流程

5.3 核心系统服务

5.3.1 引导服务 (Bootstrap Services)

5.3.2 核心服务 (Core Services)

5.3.3 其他服务 (Other Services)

5.4 服务启动日志

5.5 AMS.systemReady()

6. Launcher 启动

6.1 Launcher 概述

6.2 Launcher 启动流程

6.3 Home Intent

6.4 Launcher 进程创建

6.5 开机动画结束

6.6 Boot Completed

启动时间线总结

各阶段耗时

启动时间分布图

关键代码路径

Bootloader 代码

Kernel 代码

Init 代码

Zygote 代码

SystemServer 代码

Launcher 代码

附录：常用调试命令

查看启动时间

Bootchart 分析

Systrace 分析