Android的存储系统—Vold与MountService分析

Posted 2020-06-14

Android的存储系统（二）

回顾：前贴主要分析了android存储系统的架构和原理图，简要的介绍了整个从Kernel-->Vold-->上层MountService之间的数据传输流程，在这样的基础上，我们开始今天的源码分析！

【源码分析】

1. Vold的main函数

　　Vold也是通过init进程启动，它在init.rc中的定义如下：

1 service vold /system/bin/vold
2     class core
3     socket vold stream 0660 root mount
4     ioprio be 2

　　Vold服务放到了core分组，这就意味着系统启动时，它就会被init进程启动。这里定义的一个socket，主要用语Vold和Java层的MountService通信。

　  Vold模块的源代码位于system/vold，我们看看入口函数main()，代码如下：

1 int main() {
2     VolumeManager *vm;
3     CommandListener *cl;
4     NetlinkManager *nm;
5
6     SLOGI("Vold 2.1 (the revenge) firing up");
7     
8     mkdir("/dev/block/vold", 0755);                 // 创建vold目录
9
10    klog_set_level(6);
11
12    if (!(vm = VolumeManager::Instance())) {        // 创建VolumeManager对象
13        exit(1);
14    };
15     
16    if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) {       // 创建NetlinkManager对象
17        exit(1);
18    };
19
22    cl = new CommandListener();                     // 创建CommandListener对象
23    vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);      // 建立vm和cl的联系
24    nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);      // 建立nm和cl的联系
25
26    if (vm->start()) {                              // 启动VolumeManager
27        exit(1);
28    }
29
30    if (process_config(vm)) {                       // 创建文件/fstab.xxx中定义的Volume对象
31        SLOGE("Error reading configuration (%s)... continuing anyways", strerror(errno));
32    }
33
34    cryptfs_pfe_boot();
35
36    if (nm->start()) {                              // 启动NetlinkManager，会调用NetlinkManager的start()方法，它创建PF_NETLINK socket，并开启线程从此socket中读取数据
37        exit(1);
38    }
39
40    coldboot("/sys/block");                         // 冷启动，创建/sys/block下的节点文件
41
42    if (cl->startListener()) {                      // 开始监听Framework的socket
43        exit(1);
44    }
45    
46    while(1) {                                      // 进入循环
47        sleep(1000);                                // 主线程进入休眠
48    }
49
50    SLOGI("Vold exiting");
51    exit(0);
52 }

 　　main函数的主要工作是创建3个对象：VolumeManager、NetlinkManager和CommandListener，同时将CommandListener对象分别设置到了VolumeManager对象和NetlinkManager对象中。

　　从前贴的架构图中可以发现，CommandListener对象用于和Java层的NativeDaemonConnector对象进行socket通信，因此，无论是VolumeManager对象还是NetlinkManager对象都需要拥有CommandListener对象的引用。

2. 监听驱动发出的消息—Vold的NetlinkManager对象

　　NetlinkManager对象的主要工作是监听驱动发出的uevent消息。

　　main()函数中调用NetlinkManager类的静态函数Instance()来创建NetlinkManager对象，代码如下：

1 NetlinkManager *NetlinkManager::Instance() {
2       if (!sInstance)
3           sInstance = new NetlinkManager();      // NetlinkManager对象通过静态变量sInstance来引用，这意味着vold进程中只有一个NetlinkManager对象。
4       return sInstance;
5 ｝

　　看下NetlinkManager的构造函数，代码如下：

1 NetlinkManager::NetlinkManager() {
2       mBroadcaster = NULL;
3 ｝

　　NetlinkManager的构造函数只是对mBroadcaster进行了初始化。我们可以发现main()函数中通过调用NetlinkManager的setBroadcaster()函数来给变量mBroadcaster重新赋值。

nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);

　　main()函数还调用了NetlinkManager的start()函数，我们观察一下NetlinkManager中的start()方法，代码如下：

 1 int NetlinkManager::start() {
 2      struct sockaddr_nl nladdr;
 3      int sz = 64 * 1024;
 4      int on = 1;
 5 
 6      memset(&nladdr, 0, sizeof(nladdr));
 7      nladdr.nl_family = AF_NETLINK;
 8      nladdr.nl_pid = getpid();
 9      nladdr.nl_groups = 0xffffffff;
10      /*创建一个socket用于内核空间和用户空间的异步通信，监控系统的hotplug事件*/
11      if ((mSock = socket(PF_NETLINK,SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT)) < 0) {
12          SLOGE("Unable to create uevent socket: %s", strerror(errno));
13          return -1;
14      }
15      /*设置缓冲区大小为64KB*/
16      if (setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz)) < 0) {
17          SLOGE("Unable to set uevent socket SO_RCVBUFFORCE option: %s", strerror(errno));
18          goto out;
19      }
20      /*设置允许 SCM_CREDENTIALS 控制消息的接收*/
21      if (setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_PASSCRED, &on, sizeof(on)) < 0) {
22          SLOGE("Unable to set uevent socket SO_PASSCRED option: %s", strerror(errno));
23          goto out;
24      }
25      /*绑定 socket 地址*/
26      if (bind(mSock, (struct sockaddr *) &nladdr, sizeof(nladdr)) < 0) {
27          SLOGE("Unable to bind uevent socket: %s", strerror(errno));
28          goto out;
29      }
30      /*利用新创建的socket实例化一个NetlinkHandler类对象用于监听socket，NetlinkHandler继承了类NetlinkListener，NetlinkListener又继承了类SocketListener*/
31      mHandler = new NetlinkHandler(mSock);
32       if (mHandler->start()) {                                               // 启动NetlinkHandler，调用NetlinkHandler的start()函数
33           SLOGE("Unable to start NetlinkHandler: %s", strerror(errno));
34           goto out;
35      }
36 
37      return 0;
38 
39 out:
40      close(mSock);
41      return -1;
42 }

 　　我们看一下NetlinkManager的家族关系，如下图：

　　上面的虚线为启动时的调用流程：

　　（1） class NetlinkManager（在其start函数中创建了NetlinkHandler对象，并把创建的socket作为参数）

　　（2）class NetlinkHandler: public NetlinkListener（实现了onEvent）

　　（3） class NetlinkListener : public SocketListener（实现了onDataAvailable）

　　（4） class SocketListener（实现了runListener，在一个线程中通过select查看哪些socket有数据，通过调用onDataAvailable来读取数据）。

总结：此贴主要分析了Vold的main()函数和NetlinkManager对象的源码，通过源码了解对象的创建时机和函数调用流程，下一贴会继续从NetlinkHandler的start()方法深入分析，继续源码的学习，很快会与大家见面，欢迎大家批评指正，我们互相学习。