Android 知識整理摘要

本文整理自 TIL 知識庫中所有 Android / AOSP / Pixel 相關筆記，涵蓋從硬體到系統、從開發環境到 Root 的完整脈絡。

一、Android 平台架構

Android 的架構由下而上分為五層：

Linux Kernel — 硬體驅動、記憶體管理、電源管理
HAL（Hardware Abstraction Layer） — 硬體抽象層，屏蔽廠商差異
Android Runtime（ART） — 取代 Dalvik 的執行環境，支援 AOT 編譯
Framework Layer — AMS、PMS、WMS 等系統服務
App Layer — 使用者應用程式

二、Android Boot Flow（開機流程）

Android 裝置從電源鍵到 Launcher 桌面，經歷以下完整流程：

Power On
   │
   ▼
Boot ROM (PBL)          ← 晶片內建，唯讀，SoC 廠商燒錄（< 16 KB）
   │
   ▼
Bootloader              ← ABL（高通 UEFI）/ LK / U-Boot
   │
   ▼
Linux Kernel            ← 核心初始化、掛載 rootfs
   │
   ▼
Init (PID 1)            ← 解析 init.rc，啟動 HAL / Vendor Services
   │
   ▼
Zygote (app_process)    ← 所有 App 的父程序，預載 Framework 類別
   │
   ▼
System Server           ← AMS / PMS / WMS 等核心系統服務
   │
   ▼
Launcher（Home Screen）

各階段要點

階段	關鍵工作	備註
Boot ROM (PBL)	初始化 DRAM、Secure Boot 第一步	驗證失敗 → EDL 模式
Bootloader	驗證 kernel、選擇 A/B slot	fastboot 從此層操作
Linux Kernel	掛載 rootfs、啟動 init	與標準 Linux 相同
Init	解析 `init.rc`、啟動 property service	PID = 1
Zygote	fork 出所有 App 程序	加速啟動（預載 class）
System Server	啟動 AMS/PMS/WMS	Java 程序，最重要的服務主機

三、AOSP 開發環境

硬體需求

作業系統：Ubuntu 20.04+
磁碟空間：300 GB+
RAM：建議 16 GB+

環境安裝

sudo apt-get install git-core gnupg flex bison build-essential zip curl \
  zlib1g-dev libc6-dev-i386 x11proto-core-dev libx11-dev lib32z1-dev \
  libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip fontconfig

# 安裝 repo 工具
mkdir -p ~/bin
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
chmod a+x ~/bin/repo
export PATH=~/bin:$PATH

取得原始碼

mkdir aosp && cd aosp
repo init --partial-clone -b android-latest-release \
  -u https://android.googlesource.com/platform/manifest
repo sync -c -j$(nproc)

目前使用的分支：android16-qpr2-release

編譯

source build/envsetup.sh
lunch aosp_shiba-userdebug    # Pixel 8 為 shiba
make -j$(nproc)

四、Pixel 8 硬體代號

代號	對應
`zuma`	Google Tensor G3 SoC（晶片）
`shiba`	Pixel 8 裝置
`ripcurrent`	Bootloader 版本前綴

核心分支：android-gs-zuma-...（gs = Google Silicon）

五、ADB 常用操作

# macOS 安裝
brew install android-platform-tools

# Ubuntu 安裝
sudo apt install -y android-tools-adb android-tools-fastboot

# 檢查連線
adb devices

# 安裝 APK
adb install app.apk

# 查詢 / 移除套件
adb shell pm list packages | grep 關鍵字
adb uninstall com.example.app

# 進入 shell
adb shell

# 進入 bootloader
adb reboot bootloader

開啟 USB 偵錯（Pixel）

設定 → 關於手機 → 連點「版本號」→ 開發人員選項 → 開啟 USB 偵錯

六、Fastboot 與刷機

解鎖 Bootloader

adb reboot bootloader
fastboot flashing unlock

刷入完整系統

fastboot flashall -w    # -w 會清除 userdata

Pixel 8 刷機時會寫入以下 partition：

boot_a / init_boot_a / dtbo_a
vendor_boot_a / vendor_kernel_boot_a
vbmeta_a / vbmeta_system_a / vbmeta_vendor_a
system_a / system_ext_a / product_a / vendor_a

線上刷機工具

官方 Flash Tool：https://flash.android.com/
Factory Image 下載：https://developers.google.com/android/images

七、Root（取得 root 權限）

問題背景

adb root
→ adbd cannot run as root in production builds

正式 (production) build 無法直接使用 adb root，需透過 Root 工具。

兩種主流方案比較

	Magisk	KernelSU
執行層	User-space	Kernel-space
修改目標	`init_boot.img`（Ramdisk）	`boot.img`（含 Kernel）
特點	廣泛支援、社群豐富	更底層、適合 Kernel 開發者

Magisk Root 步驟（Pixel 8）

# 1. 安裝 Magisk App
adb install Magisk_v30.7.apk

# 2. 用 Magisk App patch init_boot.img，取得 magisk_patched.img

# 3. 刷入 patched img
adb pull /sdcard/Download/magisk_patched-30700_uGZAZ.img ./
fastboot flash init_boot magisk_patched-30700_uGZAZ.img
fastboot reboot

八、SEPolicy

筆記尚在整理中，可參考 Android SEPolicy 官方文件

九、學習資源

最後更新：2026-04-08

一、Android 平台架構​

二、Android Boot Flow（開機流程）​

各階段要點​

三、AOSP 開發環境​

硬體需求​

環境安裝​

取得原始碼​

編譯​

四、Pixel 8 硬體代號​

五、ADB 常用操作​

開啟 USB 偵錯（Pixel）​

六、Fastboot 與刷機​

解鎖 Bootloader​

刷入完整系統​

線上刷機工具​

七、Root（取得 root 權限）​

問題背景​

兩種主流方案比較​

Magisk Root 步驟（Pixel 8）​

八、SEPolicy​

九、學習資源​