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Android内核开发:学会分析系统的启动log

本文是《Android内核开发》系列的第八篇文章,本文主要关注如何分析Android系统的启动log,学会通过搜索重要的TAG标签,找到Android启动过程中的重要节点。

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要学会分析系统的启动log信息,首先得了解Android系统的启动过程,建议先阅读《Android内核开发:图解Android系统的启动过程》这篇文章,它详细介绍了Android系统的启动过程。其次,你需要知道如何抓取系统启动log信息,建议阅读《Android内核开发:如何统计系统启动时间》这篇文章,它详细地介绍了如何抓取系统的启动log信息。

本文在这2篇文章的基础上,进一步介绍如何深入地分析系统启动log信息,找出Android启动启动过程中每一个部分所消耗的具体时间节点。

首先,我们给出一张比较全面的Android系统启动图(来自Embeded Android):

Android内核开发:学会分析系统的启动log

根据上述Android的启动框图,我们可以顺序地列出Android系统启动中涉及的几个关键步骤:

(1) Linux内核的启动

(2) Init程序启动,并启动各个本地服务(如 healthd, debuggerd等)

(3) Zygote进程启动

(4) Zygote进程初始化工作(preload class/resource)

(5) SystemServer进程启动,并启动各个Java服务(如 ActivityManager, PackageManager等 )

(7) 启动结束的标志点

如果我们能够从启动log信息中找出上述这些关键步骤的时间节点,也就可以很清晰地得到Android系统启动过程中各个模块消耗的时间了,在做系统启动优化时,也就知道该去优化哪些耗时的模块了,同样,在分析系统启动bug的时候,也就知道到底哪里出了问题了。

下面,我们以高通的APQ8064开发板(Android 4.4.2)的启动log信息为例来分析(这些log文件上传到我的Github上了:https://github.com/Jhuster/AOSP/tree/master/logs/APQ8064),其实各个Android系统都有类似的log输出,我们只需重点掌握关键节点的TAG和分析方法。

1.  配置系统的log输出

(1) 在内核log信息中打印出时间信息

在Linux kernel源码树中执行 make menuconfig,勾选下面的选项:

"Kernel hacking" -> "Show timing information on printks"

(2) 将init进程的详细log输出到dmesg文件中

修改/system/core/rootdir/init.rc,把loglevel从3改为7

2.  抓取系统启动的log信息

前面的文章已经介绍过,Android系统启动的log分为Linux内核的log和Android Logger系统的log,

抓取的方法如下:

$ adb shell dmesg > dmesg.txt

$ adb logcat -d -v time -b "main"   >  main.txt

$ adb logcat -d -v time -b "system" >  system.txt

$ adb logcat -d -v time -b "events" >  events.txt

3.  分析log信息

(1) Linux内核的启动

Linux内核启动的log都位于dmesg.txt文件中,从log文件开始直到出现下面这条消息则标志着Linux内核已经完成了启动:

"Freeing init memory"

因此,我们从dmesg.txt文件中即可得到APQ8064开发板的Linux内核启动只用了6.613s,如图所示:

Android内核开发:学会分析系统的启动log

(2) Init程序启动,并启动各个本地服务(如 healthd, debuggerd等)

Init程序的log信息也位于dmesg.txt文件中,我们可以通过检索“init”找到该程序的打印消息。

通过检索“init starting”,我们可以找到init进程启动了哪些本地服务,如:

Android内核开发:学会分析系统的启动log

(3) Zygote进程启动

zygote进程是在init进程中启动的,因此,我们从上面init进程的输出log中,检索"zygote"就可以找到zygote进程何时启动的,如图所示:

Android内核开发:学会分析系统的启动log

(4) Zygote进程初始化工作(preload class/resource)

Zygote进程所输出的log信息被放到/dev/log/main文件中了,因此,我们需要检索main.txt得到Zygote的log信息。

由于后续所有的Android应用程序都是从Zygote进程fork出来的,Android系统为了提高应用程序的启动速度,会在Zygote进程初始化过程中加载一些常用的java class和资源文件到进程的内存中,从而共享常用的class和resourse资源。这个过程我们可以通过检索"preload"标签得到这个过程所消耗的时间,如图所示:

Android内核开发:学会分析系统的启动log

(5) SystemServer进程启动,并启动各个Java服务(如 ActivityManager, PackageManager等 )

Zygote完成了初始化工作后就启动SystemServer进程了,SystemServer进程的log信息被放到了/dev/log/system文件中了,因此,我们需要检索system.txt文件得到SystemServer的log信息,如图所示:

Android内核开发:学会分析系统的启动log

(7) 启动结束的标志点

《Android内核开发:如何统计系统启动时间》这篇文章已经详细地介绍了如何找到启动结束的时间,这里选取其中一种方法再复述一遍,就是检索dmesg文件的 "boot_completed" 标志,如图所示,我们知道了整个系统一共耗时29.913s完成启动:

Android内核开发:学会分析系统的启动log

4. 小结

关于深度解析Android系统的启动log信息就介绍到这里了,有任何疑问或者建议欢迎留言或者来信lujun.hust@gmail.com交流,或者关注我的新浪微博 @卢_俊 获取最新的文章和资讯。


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