鸿蒙系统整机启动流程浅析

在 OpenHarmony 4.1 的整机启动流程中，按照以下步骤进行服务和应用的启动：

1. 内核加载与 init 进程：bootloader 通常通过设置 cmdline 来指定内核的位置，并引导内核启动。

      例如： 
   kernel /boot/zImage initrd=initramfs.img console=ttyAMA0,115200 
   root=/dev/mmcblk0p2 rootwait
   someapp=arg1,arg2
   

2. 基础环境初始化：init 进程挂载 tmpfs 和 procfs，创建基本的 dev 设备节点，提供一个基本的根文件系统。

   tmpfs：这是一个内存上的文件系统，用于存储临时数据，比如在启动期间创建的目录、缓存等。它不会持久化到磁盘，当系统重启时会自动清除。
   
   procfs：这个文件系统提供内核运行时信息的接口，如进程列表、系统配置、硬件状态等。init进程通常会挂载procfs，以便在启动早期获取和管理这些信息。
   
   

3. 热插拔事件监听：init 进程启动 ueventd 来监控内核中的设备热插拔事件，为新插入的 block 设备分区（如 system 和 vendor 分区）创建相应的 dev 设备节点。

   当设备被插入或移除时，内核会通过 uevent（用户空间事件）机制发送消息给 ueventd。ueventd 作为系统服务的一部分，负责监听这些netlink事件，并根据接收到的事件类型动态管理相应的设备节点。
   
   

4. 服务启动：挂载完分区后，init 会扫描 /system/etc/init 目录下的 init.cfg 文件，根据配置启动各个系统服务，包括 SA（Service Ability，能力服务）。

   init.cfg文件是关键组件，它定义了系统服务的启动顺序和命令。每个服务（如serviceName）都有一个名称和可执行文件路径数组，例如：
   {
       "services" : [
           {
               "name" : "listen_test",
               "path" : ["/system/bin/sa_main"]
           }
       ]
   }
   
   在这个例子中，listen_test服务会在启动时运行/system/bin/sa_main。配置文件是JSON格式的，开发者需要确保添加的服务和命令按照正确的结构编写。
   init.cfg会根据配置中的jobs部分来执行一系列命令，比如：
   {
       "jobs" : [
           {
               "name" : "post-fs-data",
               "cmds" : [ "start listen_test" ]
           }
       ]
   }
   
   

5. 服务注册与管理：每个 SA 在启动时向 samgr 注册，并获得一个 ID，应用可以通过这个 ID 来访问和调用 SA 提供的服务。
   在 APP_FEATURE_INIT(Init) 函数中，
   通过 sm->RegisterFeature() 方法将 SA 注册到 Samgr，
   同时提供服务实例。

6. 用户程序管理：foundation 进程负责应用的生命周期管理和 JS 运行环境的准备。appspawn 作为应用孵化器，当接收到 foundation 的请求时，会快速孵化出新的应用进程，以减少启动时间。

   Appspawn在OpenHarmony中作为应用孵化器，其主要功能是接收来自Foundation（基础服务层）或其他有权限的服务（如Ability Manager Service,AMS）的请求，这些请求通常以JSON格式包含启动新应用所需的信息。当appspawn接收到这样的请求时，它会按照指定的参数（如应用程序包名、动态库路径、用户和组ID等）来创建一个新的进程，并赋予相应的权限。
   
   在标准系统中，appspawn的服务名称是固定的，"appspawn"，它通过监听本地socket等待客户端连接。小型系统则有所不同，appspawn在初始化后会注册服务并等待AMS或其他特定服务发送的进程间消息。
   
   开发过程中，开发者需要了解如何使用appspawn提供的接口（如CreateClient、ConnectSocket等）来与appspawn进行通信，并构建包含应用程序启动参数的消息结构。
   
   

   这些步骤是基于标准系统移植指南中的描述，并且适用于小型和标准系统设备，如 Hi3516DV300、Hi3518EV300 和 RK3568 等。对于不同内存级别的设备（如小型系统和轻量系统），可能有不同的启动组件和适配策略。

image.png

启动子系统内部涉及以下组件：

• init 启动引导组件
  init 启动引导组件对应的进程为 init 进程，是内核完成初始化后启动的第一个用户态进程。init 进程启动之后，读取 init.cfg 配置文件，根据解析结果，执行相应命令（见 job 解析接口说明）并依次启动各关键系统服务进程，在启动系统服务进程的同时设置其对应权限。
• ueventd 启动引导组件
  ueventd 负责监听内核设备驱动插拔的 netlink 事件，根据事件类型动态管理相应设备的 dev 节点。
• appspawn 应用孵化组件
  负责接收用户程序框架的命令孵化应用进程，设置新进程的权限，并调用应用程序框架的入口函数。
• bootstrap 服务启动组件
  提供了各服务和功能的启动入口标识。在 SAMGR 启动时，会调用 bootstrap 标识的入口函数，并启动系统服务。

当前 OpenHarmony 标准系统默认支持以下几个镜像：

| 镜像名称 | 挂载点 | 说明 |
| boot.img | NA | 内核和 ramdisk 镜像，bootloader 加载的第一个镜像 |
| system.img | /system | 系统组件镜像，存放与芯片方案无关的平台业务 |
| vendor.img | /vendor | 芯片组件镜像，存放芯片相关的硬件抽象服务 |
| updater.img | / | 升级组件镜像，用于完成升级；正常启动时不加载次镜像 |
| userdata.img | /data | 可写的用户数据镜像 |