1 总体介绍
在Android 中,当SD卡插入系统之后,系统会自动挂载。Vold 就是负责挂载SD卡的,vold 的全称是volume daemon。实际上是负责完成系统的CDROM,USB 大容量存储,MMC 卡等扩展存储的挂载任务自动完成的守护进程。它提供的主要特点是支持这些存储外设的热插拔。
1.1总体流程图
Ø 绿色箭头:表示插入SD卡后事件传递以及SD卡挂载
Ø 红色箭头:表示挂载成功后的消息传递流程
Ø 黄色箭头:表示MountService发出挂载/卸载SD卡的命令
1.2总体类图
n main.cpp,vold的入口函数,系统起来会只执行vold的可执行文件,调到这个main函数中。
n NetlinkManager.cpp位于源码位置/system/vold/NetlinkManager.cpp。该类的主要通过引用NetlinkHandler类中的onEvent()方法来接收来自内核的事件消息,NetlinkHandler位于/system/vold/NetlinkHandler.cpp。
n VolumeManager:位于源码位置/system/vold/VolumeManager.cpp。该类的主要作用是接收经过NetlinkManager处理过后的事件消息。
n DirectVolume:位于/system/vold/DirectVolume.cpp。该类的是一个工具类,主要负责对传入的事件进行进一步的处理,block事件又可以分为:Add,Removed,Change,Noaction这四种。
n Volume:Volume.cpp位于/system/vold/Volume.cpp,该类是负责SD卡挂载的主要类。Volume.cpp主要负责检查SD卡格式,以及对复合要求的SD卡进行挂载,并通过Socket将消息SD卡挂载的消息传递给NativeDaemonConnector。
总的讲,vold程序需要分层三部分,第一部分为NetlinkManager,管理接受来自kernel的UEvent消息,第二部分为VolumeManager,主要负责处理来自NetlinkManager的消息和来自Java层的消息,之后真正的挂载卸载动作就需要volume负责了。
2 初始化流程
2.1 时序图
2.2 代码分析
在android 系统启动的时候,init进程会去解析init.rc文件,在该文件中,有如下代码:
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定义了一个vold的service,去执行vold程序,并创建了一个名字为vold的socket,init进程解析完后就去执行vold程序,创建与java层通信的Socket。
在Android 源码/system/vold路径下的main.cpp,这个就是vold程序的入口,我们看看起main函数,代码如下:
1. int
2. VolumeManager *vm;
3. CommandListener *cl;
4. NetlinkManager *nm;
5. if (!(vm = VolumeManager::Instance())) {//创建VolumeManager实例
6. };
7.
8. if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) {//创建NelinkManager实例
9. };
10. new CommandListener(); //创建与java层socket通信的接口
11. vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);
12. nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);
13. if (vm->start()) { //什么都没做
14. }
15. if (process_config(vm)) {//初始化fstab
16. "Error reading configuration (%s)... continuing anyways", strerror(errno));
17. }
18. if (nm->start()) {//开始监听kernel上报的vold消息
19. }
20. ……
21. if (cl->startListener()) {//开始监听来自java层的socket消息
22. "Unable to start CommandListener (%s)", strerror(errno));
23. exit(1);
24. }
25. while(1) {
26. sleep(1000);
27. }
28. exit(0);
29. }
首先,在 main 函数中,需要创建 VolumeManager 和 NetlinkManager 的实例,里面就做了一些初始化的动作,这里就不多说了。
接着,则是初始化vold与java层的socket通信接口。创建了的CommandListener实例。在上面的类图关系中,我们知道,CommandListener继承于FrameworkListener,而FrameworkListener有继承于SocketListener。先看看CommandListener的初始化代码:
1. CommandListener::CommandListener() :
2. "vold") {
3. new
4. new VolumeCmd()); //处理volume事件
5. new
6. new
7. new
8. new
9. new
10. }
在上面代码中我们看到,先以“ vold ”为参数构造 FrameworkListener 类,完成之后,则调用 FrameworkListener 类中的 registerCmd() 方法,注册一些处理方法类,而对于 sd 卡挂载的事件,我们先关注 VolumeCmd 类,它是 FrameworkListener 的内部类,用于处理 Volume 事件。接下来,看 FrameworkListener 的构造函数:
1. FrameworkListener::FrameworkListener(const char
2. true) {
3. new
4. }
以之前传进来的“ vold ”参数构造 SocketListener 类,然后在 FrameworkListener 构造函数中,创建 FrameworkCommandCollection 的实例,其实它就是一个容器,用于存储之前调用的 registerCmd() 注册的处理方法类。下面就看 SocketListener 的构造函数:
1. SocketListener::SocketListener(const char *socketName, bool
2. mListen = listen;
3. mSocketName = socketName; /将vold字符串存储在mSocketName变量中
4. mSock = -1;
5. pthread_mutex_init(&mClientsLock, NULL);
6. new SocketClientCollection(); //创建socket客户端容器
7. }
其实很简单,就是做了一些变量的初始化工作,用 mSocketName 变量存储“ vold ”字符串,这个 vold 是很有讲究的,因为是 init.rc 定义的 vold Service 中,就创建了一个名字为 vold 的 socket 端口,后面将通过“ vold ”获取到该 socket 端口。
到此,CommandListener的初始化就完成了的。
我们回到main函数中,创建了CommandListener实例之后,然后调用VolumeManger的setBroadcaster方法,将CommandListener的实例存储在mBroadcaster变量中,代码如下:
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其实NetlinkManager也做了同样的设置,但我还没发现它有什么用,所以就不再关注了。
接下来就开始调用了main.cpp的process_config()方法了,在介绍之前,我必须先介绍下vold.fstab配置文件,这个配置文件就是在process_config()中被解析的,而vold.fstab配置文件,就是用于描述vold的挂载动作的,其配置例子如下:
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我们就以上面例子来说明,意思就是将/devices/platform/goldfish_mmc.0挂载到/mnt/sdcard中,/devices/platform/goldfish_mmc.0可以认为是kernel上报上来的路径。子分区个数如果为auto则表示只有1个子分区,也可以为任何不为0的整数。如果vold.fstab解析无误,VolueManager将创建DirectVolume。
好了,下面可以看 process_config()方法了,代码如下:
1. static int
2. FILE
3. int
4. char
5. if (!(fp = fopen("/etc/vold.fstab", "r"))) {
6. return
7. }
8. while(fgets(line, sizeof(line), fp)) {
9. const char *delim = " \t";
10. char
11. char
12. int
13. n++;
14. '\0';
15.
16. if (line[0] == '#' || line[0] == '\0')
17. continue;
18. if
19. goto
20. }
21. if
22. goto
23. }
24. if
25. goto
26. }
27. if (!strcmp(type, "dev_mount")) {
28. DirectVolume *dv = NULL;
29. char
30. if
31. goto
32. }
33. if (strcmp(part, "auto") && atoi(part) == 0) {
34. goto
35. }
36. if (!strcmp(part, "auto")) {//如果解析没有错,那么就将创建DirectVolume
37. new
38. else
39. new
40. }
41. while
42. if (*sysfs_path != '/') {
43. break;
44. }
45. if
46. goto
47. }
48. }
49. if
50. flags = parse_mount_flags(sysfs_path);
51. else
52. flags = 0;
53. dv->setFlags(flags);
54. //将创建的DirectVolume添加到VolumeManager中。
55. else if (!strcmp(type, "map_mount")) {
56. else
57. }
58. }
59. fclose(fp);
60. return
61. }
该方法,通过一个 wihle 方法,逐行进行解析,如果认为合理,那么将拿到的信息用于创建 DirectVolume 实例,然后调用 VolumeManager 的 addVolume 方法,存储在 mVolumes 变量中。
好了,下面就开始看注册监听kernel的sockect端口了。就是NetLinkManager的start方法,代码如下:
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其实就是调用socket()创建socket端口,返回描述符,经过一些设置,然后就描述符作为参数,创建的NetlinkHandler实例,然后就直接调用起start方法。看NetLinkHandler构造函数:
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构造函数里什么都没做,NetlinkHandler继承于NetlinkListener,然后讲socket端口的描述符传进去。
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又是这么几句代码,NetlinkListener也是继承于SocketListener,所以还将socket描述符传进去,再次创建了SocketListener的实例,所以,在vold系统中,有两个SocketListener的实例。看其构造函数,这里的构造函数与之前的是不一样的,代码如下:
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其实,与上面的构造函数,还是差不多的,只是传进来的参数不一样而已,之前的是一个“vold”字符串,而这里是一个socket的描述符。
好了,构造函数创建好了,那么接着看NetlinkHandler->start()方法:
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这里的startListener方法是SocketListener中的,代码如下:
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此时的条件下,mSocketName=null,mSock!=0,继续往下看,创建了SocketClient实例,并添加到mClients容器中,用于接收客户端发过来的消息。
接着创建新的一个线程,用于读取socket客户端发过来的消息,线程执行的方法如下:
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看runListener()方法:
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在该方法中,一个while循环,不断读取socket消息,如果发现有socket消息,那么就调用方法onDataAvailable处理,该方法是在NetlinkListener方法实现的,其代码如下:
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就是经过了处理,跳转到了NetlinkHandler的onEvent()方法处理。好了,注册kernel监听就到此先搞一段落了。
回到了main函数中,最后,看到调用了CommandListener->startListener(),其实就是调用了SocketListener中的startListener方法。代码就不再次贴出来了,同样也是创建了一个新的线程读取socket消息,只是,发现有消息后,调用的是FrameworkListener中的onDataAvailable方法处理。
好了,到此,vold的初始化已经完成了。下面看看sd的mount流程吧。
3 SD卡mount流程
3.1时序图
3.2 流程图
3.3 代码分析
经过前面的介绍,我们知道了,在NetlinkHandler的onEvent方法中,收到了kernel的消息。其代码如下:
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这里就只处理block消息了,看看VolumeManager的handleBlockEvent方法吧:
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这里的for循环遍历mVolumes,它其实是DirectVolume实例列表,在解析vold.fstab中,创建的DirectVolume实例并添加到mVolumes列表中。然后再调用DirectVolume的handleBlockEvent方法尝试处理该消息,看是否能匹配,起代码如下:
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Kernel上报上来的消息中,有一个路径的消息,将与vold.fstab中定义的路径进行匹配,如果匹配,那么说明这个消息是有效的,那么就继续处理。
那么,kernel上报的消息也分为三类,分别是设备插入、拔出、状态改变。我们这里就先关注插入的消息吧。
那么,插入的消息,又分是物理分区还是一个逻辑分区。假如插入一个sd卡,它只有一个分区,那么上报的就是Disk消息。假如插入一个sd卡,该卡有内部又被分成多个分区,那么就先上报的是一个Dist消息,用于描述这个sd卡,后面还会上报多个消息,每个消息对应sd卡中的一个分区,也就是partition消息。
在这里,我们关注Dist消息吧,看看handleDiskAdded()方法,代码如下;
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如果是Disk消息,那么上报的sd卡只有一个分区,所以上面的mDiskNumParts=0。看下面,调用snprintf()构造msg消息,然后调用mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast发送到java层。其实mVm->getBroadcaster()就是放回CommandListener的实例变量,sendBroadcast就是在SocketListener中,代码如下:
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Ok,看到了吧,这里就发送了一个VolumeDiskInserted的消息到java层。但如果是系统改启动的话,kernel早早就发来了消息,但是java层还没起来呢。所以,等到mountService起来之后,就收到了socket消息了。
我们直接看mountService的onEvent()方法吧代码如下:
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这里我们只看onEvent的处理VoldResponseCode.VolumeDiskInserted消息,我们看到,对于VolumeDiskInserted消息,mountService立刻调用了方法doMountVolume(path),其实就是通过socket对vold发送了一个条mount的命令。
所以对与java层来讲,可以发mount、unmount消息到vold中。那么现在,就看vold处理吧。
前面也介绍过,java层发送的socket消息,vold层在SocketListener中读取到,然后会在FrameworkListener的onDataAvailable()方法中处理,代码如下:
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调用dispatchCommand()派发消息了,代码如下:
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一堆的处理,代码也就不贴出来了,直接看关键的部分吧。记得在CommandListener的构造函数中吗,里面调用了FrameworkListener的registerCmd()方法,注册了一些处理方法类,其实就是添加到了mCommands容器中了,这里当然需要遍历咯,找到其合适的处理方法类,然后调用其runComand()方法,看看其代码吧:
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在这里处理Volume消息,我们就只看mount消息吧,就调用了VolumeManager的mountVolume方法,代码如下:
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到Volume的mountVol()中挂载,代码如下:
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这个方法代码量比较大,就不贴出来了,但是完成mount的动作就是在该方法中,然后呢,Volume中还包含了其他的功能方法,比如unmount、share、unshare。
好了,花了一个下午的时间整理出来,vold的初始化即sd卡的挂载流程就讲解到这吧,我这里讲流程的比较多,很多细节问题也没有讲,其实我写的文档,还是比较注册流程,消息是怎么传递的,至于细节,用到的时候,再详细看!