Android系统的开机画面显示过程分析
好几个月都没有更新过博客了，从今天开始，老罗将尝试对Android系统的UI实现作一个系统的分析，也算是落实之前所作出的承诺。提到Android系统的UI，我们最先接触到的便是系统在启动过程中所出现的画面了。Android系统在启动的过程中，最多可以出现三个画面，每一个画面都用来描述一个不同的启动阶段。本文将详细分析这三个开机画面的显示过程，以便可以开启我们对Android系统UI实现的分析之路。
第一个开机画面是在内核启动的过程中出现的，它是一个静态的画面。第二个开机画面是在init进程启动的过程中出现的，它也是一个静态的画面。第三个开机画面是在系统服务启动的过程中出现的，它是一个动态的画面。无论是哪一个画面，它们都是在一个称为帧缓冲区（frame buffer，简称fb）的硬件设备上进行渲染的。接下来，我们就分别分析这三个画面是如何在fb上显示的。
1. 第一个开机画面的显示过程
Android系统的第一个开机画面其实是Linux内核的启动画面。在默认情况下，这个画面是不会出现的，除非我们在编译内核的时候，启用以下两个编译选项：
CONFIG_FRAMEBUFFER_CONSOLE
CONFIG_LOGO
第一个编译选项表示内核支持帧缓冲区控制台，它对应的配置菜单项为：Device Drivers ---> Graphics support ---> Console display driver support ---> Framebuffer Console support。第二个编译选项表示内核在启动的过程中，需要显示LOGO，它对应的配置菜单项为：Device Drivers ---> Graphics support ---> Bootup logo。配置Android内核编译选项可以参考在Ubuntu上下载、编译和安装Android最新内核源代码（Linux Kernel）一文。
帧缓冲区硬件设备在内核中有一个对应的驱动程序模块fbmem，它实现在文件kernel/goldfish/drivers/video/fbmem.c中，它的初始化函数如下所示：
static void msg_stop(const char *name){ struct service *svc = service_find_by_name(name); if (svc) { service_stop(svc); } else { ERROR("no such service '%s'\n", name); }} 这个函数首先调用函数service_find_by_name来找到名称等于name，即“bootanim”的服务，然后再调用函数service_stop来停止这个服务。前面提到，名称为“bootanim”的服务对应的应用程序即为/system/bin/bootanimation。因此，停止名称为“bootanim”的服务即为停止执行应用程序/system/bin/bootanimation，而当应用程序/system/bin/bootanimation停止执行的时候，开机动画就会停止显示了。
至此，Android系统的三个开机画面的显示过程就分析完成了。通过这个三个开机画面的显示过程分析，我们学习到：
1. 在内核层，系统屏幕是使用一个称为帧缓冲区的硬件设备来描述的，而用户空间的应用程序可以通过设备文件/dev/fb0或者/dev/graphics/fb0来操作这个硬件设备。实际上，帧缓冲区本身并不是一个真正的硬件，它只不过是对显卡的一个抽象表示，不过，我们通过访帧缓冲区就可以间接地操作显卡内存以及显卡中的其它寄存器。
2. OpenGL是通过EGL接口来渲染屏幕，而EGL接口是通过ANativeWindow类来间接地渲染屏幕的。我们可以将ANativeWindow类理解成一个Android系统的本地窗口类，即相当于是Windows系统中的窗口句柄概念，它最终是通过文件/dev/fb0或者/dev/graphics/fb0来渲染屏幕的。
3. init进程在启动的过程中，会将另外一个ueventd进程也启动起来。ueventd进程对应的可执行文件与init进程对应的可执行文件均为/init，不过ueventd进程主要负责处理内核发出的uevent事件，即负责管理系统中的设备文件。
4. 每当我们设置一个系统属性的时候，init进程都会接收到一个系统属性变化事件。当发生变化的系统属性的名称等于“ctl.start”或者“ctl.stop”，那么实际上是向init进程发出一个启动或者停止服务的命令。
前面第1点和第2点的知识是与Android系统的UI实现相关的，而后面第3点和第4点是两个额外获得的知识点。
本文的目的并不是单纯为了介绍Android系统的开机画面，而是希望能够以Android系统的开机画面来作为切入点来分析Android系统的UI实现。在后面的文章中，我们就会根据本文所涉及到的知识点，来展开分析Android系统的UI实现，敬请关注。