深入理解 Android 卷I - 第9章 深入理解Vold和Rild
第9章 深入理解Vold和Rild
本章主要内容
· 介绍Vold。
· 介绍Rild。
本章涉及的源代码文件名称及位置
下面是本章分析的源码文件名及其位置。
· Main.cpp
system/vold/Main.cpp
· NetlinkManager.cpp
system/vold/NetlinkManager.cpp
· NetlinkManager.h
system/vold/NetlinkManager.h
· NetlinkHandler.cpp
system/vold/NetlinkHandler.cpp
· NetlinkListener.cpp
system/core/libsysutils/src/NetlinkListener.cpp
· SocketListener.cpp
system/core/libsysutils/src/SocketListener.cpp
· VolumeManager.cpp
system/vold/VolumeManager.cpp
· DirectVolume.cpp
system/vold/DirectVolume.cpp
· FrameworkListener.cpp
system/core/libsysutils/src/FrameworkListener.cpp
· MountService.java
framework/base/services/java/com/android/server/MountService.java
· Rild.c
hardware/ril/rild/Rild.c
· Ril.cpp
hardware/ril/libril/Ril.cpp
· Ril_event.h
hardware/ril/lilbril/Ril_event.h
· Reference_ril.c
hardware/ril/reference_ril/Reference_ril.c
· Atchannle.c
hardware/ril/reference_ril/Atchannle.c
· Ril.h
hardware/ril/include/telephony/Ril.h
· PhoneApp.java
package/apps/Phone/src/com/android/phone/PhoneApp.java
· PhoneFactory.java
framework/base/telephony/java/com/android/internal/telephony/PhoneFactory.java
· RIL.java
framework/base/telephony/java/com/android/internal/telephony/RIL.java
· PhoneUtils.java
package/apps/Phone/src/com/android/phone/PhoneUtils.java
9.1 概述
本章将分析Android系统中两个比较重要的程序，它们分别是：
· Vold：Volume Daemon，用于管理和控制Android平台外部存储设备的后台进程，这些管理和控制，包括SD卡的插拔事件检测、SD卡挂载、卸载、格式化等。
· Rild：Radio Interface Layer Daemon，用于智能手机的通讯管理和控制的后台进程，所有和手机通讯相关的功能，例如接打电话、收发短信/彩信、GPRS等都需要Rild的参与。
Vold和Rild都是Native的程序，另外Java世界还有和它们交互的模块，它们分别是：
· MountService和Vold交互，一方面它可以接收来自Vold的消息，例如，在应用程序中经常监听到的ACTION_MEDIA_MOUNTED/ACTION_MEDIA_EJECT等广播，就是由MountService根据Vold的信息而触发的。另一方面，它可以向Vold发送控制命令，例如挂载SD卡为磁盘驱动器的操作，就是由MountService发送命令给Vold来执行的。
· Phone和Rild交互，它是一个比较复杂的应用程序。简单来说，Phone拨打电话时需要发送对应的命令给Rild来执行。后面在Rild的实例分析中会做相关介绍。
这两个Daemon代码的结构都不算太复杂。本章将和大家一起来领略一下它们的风采。
9.2 Vold的原理与机制分析
Vold是Volume Daemon的缩写，它是Android平台中外部存储系统的管控中心，是一个比较重要的进程。虽然它的地位很重要，但其代码结构却远没有前面的Audio和Surface系统复杂。欣赏完Audio和Surface的大气磅礴后，再来感受一下Vold的小巧玲珑也会别有一番情趣。Vold的架构可用图9-1来表示：
图9-1 Vold架构图
从上图中可知：
· Vold中的NetlinkManager模块（简称NM）接收来自Linux内核的uevent消息。例如SD卡的插拔等动作都会引起Kernel向NM发送uevent消息。
· NM将这些消息转发给VolumeManager模块（简称VM）。VM会对应做一些操作，然后把相关信息通过CommandListener（简称CL）发送给MountService，MountService根据收到的消息会发送相关的处理命令给VM做进一步的处理。例如待SD卡插入后，VM会将来自NM的“Disk Insert”消息发送给MountService，而后MountService则发送“Mount”指令给Vold，指示它挂载这个SD卡。
· CL模块内部封装了一个Socket用于跨进程通信。它在Vold进程中属于监听端（即是服务端），而它的连接端（即客户端）则是MountService。它一方面接收来自MountService的控制命令（例如卸载存储卡、格式化存储卡等），另一方面VM和NM模块又会通过它，将一些信息发送给MountService。
相比于Audio和Surface系统，Vold的架构确实比较简单，并且Vold和MountService所在的进程（这个进程其实就是system_server）在进行进程间通信时，也没有利用Binder机制，而是直接使用了Socket，这样，在代码量和程序中类的派生关系上也会简单不少。
9.2.1 Netlink和Uevent的介绍
在分析Vold的代码前，先介绍一下Linux系统中的Netlink和Uevent。
1. Netlink的介绍
Netlink是Linux系统中一种用户空间进程和Kernel进行通信的机制，通过这个机制，位于用户空间的进程，可接收来自Kernel的一些信息（例如Vold中用到的USB或SD的插拔消息），同时应用层也可通过Netlink向Kernel发送一些控制命令。
目前，Linux系统并没有为Netlink单独设计一套系统调用，而是复用了Socket的操作接口，只在创建Socket时会有一些特殊的地方。Netlink的具体使用方法，在进行代码分析时再来了解，读者目前只需知道，通过Netlink机制应用层，可接收来自Kernel的消息即可。
2. Uevent介绍
Uevent和Linux的Udev设备文件系统和设备模型有关系，它实际上就是一串字符串，字符串的内容可告知发生了什么事情。下面通过一个实例来直观感受Uevent：
在SD卡插入手机后（我们这里以SD卡为例），系统会检测到这个设备的插入，然后内核会通过Netlink发送一个消息给Vold，Vold将根据接收到的消息进行处理，例如挂载这个SD卡。内核发送的这个消息，就是Uevent，其中U代表User space（应用层空间）。下面看SD卡插入时Vold截获到的Uevent消息。在我的G7手机上，Uevent的内容如下，注意，其中//号或/**/号中的内容是为方便读者理解而加的注释：
[-->SD卡插入的Uevent消息]
//mmc表示MultiMedia Card，这里统称为SD卡
add@/devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1/mmc1:c9f2/block/mmcblk0
ACTION=add //add表示设备插入，另外还有remove和change等动作
//DEVPATH表示该设备位于/sys目录中的设备路径
DEVPATH=/devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1/mmc1:c9f2/block/mmcblk0
/*
SUBSYSTEM表示该设备属于哪一类设备，block为块设备，磁盘也属于这一类设备，另外还有
character(字符)设备等类型。
*/
SUBSYSTEM=block
MAJOR=179//MAJOR和MINOR分别表示该设备的主次设备号，二者联合起来可以标识一个设备
MINOR=0
DEVNAME=mmcblk0
DEVTYPE=disk//设备Type为disk
NPARTS=3 //这个表示该SD卡上的分区，我的SD卡上有三块分区
SEQNUM=1357//序号
由于我的SD卡上还有分区，所以还会接收到和分区相关的Uevent。简单看一下：
[-->SD卡插入后和分区相关的Uevent消息]
add@/devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1/mmc1:c9f2/block/mmcblk0/mmcblk0p1
ACTION=add
//比上面那个DEVPATH多了一个mmcblk0p1
DEVPATH=/devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1/mmc1:c9f2/block/mmcblk0/mmcblk0p1
SUBSYSTEM=block
MAJOR=179
MINOR=1
DEVNAME=mmcblk0p1
DEVTYPE=partition //设备类型变为partition，表示分区
PARTN=1
SEQNUM=1358
通过上面实例，我们和Uevent来了一次亲密接触，具体到Vold，也就是内核通过Uevent告知外部存储系统发生了哪些事情，那么Uevent在什么情况下会由Kernel发出呢？
· 当设备发生变化时，这会引起Kernel发送Uevent消息，例如设备的插入和拔出等。如果Vold在设备发生变化之前已经建立了Netlink IPC通信，那么Vold可以接收到这些Uevent消息。这种情况是由设备发生变化而触发的。
· 设备一般在/sys对应的目录下有一个叫uevent的文件，往该文件中写入指定的数据，也会触Kernel发送和该设备相关的Uevent消息，这是由应用层触发的。例如Vold启动时，会往这些uevent文件中写数据，通过这种方式促使内核发送Uevent消息，这样Vold就能得到这些设备的当前信息了。
根据上面介绍可知，Netlink和Uevent的目的，就是让Vold随时获悉外部存储系统的信息，这至关重要。我们总不会希望发生诸如SD卡都被拔了，而Vold却一无所知的情况吧？
9.2.2 初识Vold
下面来认识一下Vold，它的代码在main.cpp中，如下所示：
[-->Main.cpp]
int main() {
VolumeManager *vm;
CommandListener *cl;
NetlinkManager *nm;
SLOGI("Vold 2.1 (the revenge) firing up");
//创建文件夹/dev/block/vold
mkdir("/dev/block/vold", 0755);
//①创建VolumeManager对象
if(!(vm = VolumeManager::Instance())) {
SLOGE("Unable to create VolumeManager");
exit(1);
};
//②创建NetlinkManager对象
if(!(nm = NetlinkManager::Instance())) {
SLOGE("Unable to create NetlinkManager");
exit(1);
};
//③创建CommandListener对象
cl = new CommandListener();
vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);
nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);
//④启动VM
if(vm->start()) {
......
exit(1);
}
//⑤根据配置文件来初始化VM
if(process_config(vm)) {
......
}
//⑥启动NM
if(nm->start()) {
......
exit(1);
}
//通过往/sys/block目录下对应的uevent文件写”add\n”来触发内核发送Uevent消息
coldboot("/sys/block");
{
FILE *fp;
char state[255];
/*
Android支持将手机上的外部存储设备作为磁盘挂载到电脑上。下面的代码可查看是否打开了
磁盘挂载功能。这里涉及UMS（Usb Mass Storage，USB大容量存储）方面的知识。
*/
if((fp = fopen("/sys/devices/virtual/switch/usb_mass_storage/state",
"r"))) {
if (fgets(state, sizeof(state), fp)) {
if (!strncmp(state, "online", 6)) {
//⑧VM通过CL向感兴趣的模块（如MountService）通知UMS的状态
vm->notifyUmsConnected(true);
} else {
vm->notifyUmsConnected(false);
}
}
......
fclose(fp);
}
......
}
......
//⑨启动CL
if(cl->startListener()) {
......
exit(1);
}
//无限循环
while(1) {
sleep(1000);
}
SLOGI("Vold exiting");
exit(0);
}
上面代码中列出了九个关键点。由于Vold将其功能合理分配到了各个模块中，所以这九个关键点将放到图9-1所示Vold的三个模块中去讨论。
下面，看第一个模块NetlinkManager，简称NM。
9.2.3 NetlinkManager模块的分析
在Vold代码中，使用NM模块的流程是：
· 调用Instance创建一个NM对象。
· 调用setBroadcaster设置CL对象。
· 调用start启动NM。
接下来，按这三个步骤来分析NM模块。
1. 创建NM
Vold调用Instance函数创建了一个NM对象。看到Instance这个函数，读者应能想到，这里可能是采用了单例模式。来看是否如此，代码如下所示。
[-->NetlinkManager.cpp]
NetlinkManager *NetlinkManager::Instance() {
if(!sInstance)
sInstance = new NetlinkManager();//果然是单例模式
returnsInstance;
}
NM的创建真是非常简单。再看第二个被调用的函数setBroadcaster。
2. setBroadcaster的分析
setBroadcaster就更简单了，它的实现在NetlinkManger类的声明中，如下所示：
[-->NetlinkManager.h]
void setBroadcaster(SocketListener *sl)
setBroadcaster参数中的那个sl其实际类型为CommandListener。需要说明的是，虽然NM设置了CL对象，但Vold的NM并没有通过CL发送消息和接收命令，所以在图9-1中，NM模块和CL模块并没有连接线，这一点务请注意。
下面看最后一个函数start。
3. start的分析
前面说过，NM模块将使用Netlink和Kernel进行IPC通信，那么它是怎么做到的呢？来看代码，如下所示：
[-->NetlinkManager.cpp]
int NetlinkManager::start() {
//PF_NETLINK使用的socket地址结构是sockaddr_nl，而不是一般的sockaddr_in
structsockaddr_nl nladdr;
int sz= 64 * 1024;
memset(&nladdr, 0, sizeof(nladdr));
nladdr.nl_family = AF_NETLINK;
nladdr.nl_pid = getpid(); //设置自己的进程pid
nladdr.nl_groups = 0xffffffff;
/*
创建PF_NETLINK地址簇的socket，目前只支持SOCK_DGRAM类型，第三个参数
NETLINK_KOBJECT_UEVENT表示要接收内核的Uevent事件。
*/
if((mSock = socket(PF_NETLINK,
SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT)) < 0) {
......
return -1;
}
//设置Socket接收缓冲区大小
if(setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz)) < 0) {
......
return -1;
}
//必须对该socket执行bind操作
if(bind(mSock, (struct sockaddr *) &nladdr, sizeof(nladdr)) < 0) {
......
return -1;
}
//创建一个NetlinkHandler对象，并把创建好的Socket句柄传给它。
mHandler = new NetlinkHandler(mSock);
//调用NetlinkHandler对象的start
if(mHandler->start()) {
SLOGE("Unable to start NetlinkHandler: %s", strerror(errno));
return -1;
}
return0;
}
从代码上看，NM的start函数分为两个步骤：
· 创建地址簇为PF_NETLINK类型的socket并做一些设置，这样NM就能和Kernel通信了。关于Netlink的使用技巧网上有很多资料，读者可在Linux系统上通过man netlink命令来查询相关信息。
· 创建NetlinkHandler对象，并调用它的start。看来，后续工作都是由NetlinkHandler来完成的。
据上文分析可看出，NetlinkHandler才是真正的主角，下面就来分析它。为书写方便起见，NetlinkHandler简称为NLH。
4. NetlinkHandler的分析
（1）创建NLH
代码结构简单的Vold程序中，NetlinkHandler却有一个相对不简单的派生关系，如图9-2所示：
图9-2 NLH的派生关系图
直接看代码，来认识这个NLH：
[-->NetlinkHandler.cpp]
NetlinkHandler::NetlinkHandler(int listenerSocket):
NetlinkListener(listenerSocket) {
//调用基类NetlinkListener的构造函数。注意传入的参数是和Kernel通信的socket
//句柄。注意，文件描述符和句柄表示的是同一个东西，这里不再区分二者。
}
再看基类NetlinkListener的构造函数：
[-->NetlinkListener.cpp]
NetlinkListener::NetlinkListener(int socket) :
SocketListener(socket, false) {
//调用基类SocketListener的构造函数,第二个参数为false。
}
基类SocketListener的构造函数是：
[-->SocketListener.cpp]
SocketListener::SocketListener(int socketFd,bool listen) {
mListen = listen; //这个参数是false
mSocketName = NULL;
mSock = socketFd;//保存和Kernel通信的socket描述符
//初始化一个mutex，看来会有多个线程存在
pthread_mutex_init(&mClientsLock, NULL);
/*
SocketClientCollection的声明如下，它是一个列表容器。
typedef android::List
其中，SocketClient代表和Socket服务端通信的客户端。
*/
mClients = new SocketClientCollection();
}
NLH的创建分析完了。此过程中没有什么新鲜内容。下面看它的start函数。
本章内容会大量涉及Socket，所以读者应先了解与Socket有关的知识，如果需要深入研究，建议阅读《Unix NetworkingProgramming Volume I》①一书。
（2）start的分析
在分析前面的代码时，曾看到NetlinkHandler会创建一个同步互斥对象，这表明NLH会在多线程环境中使用，那么这个线程会在哪里创建呢？来看start的代码，如下所示：
[-->NetlinkHandler.cpp]
int NetlinkHandler::start() {
returnthis->startListener();//startListener由SocketListener实现。
}
[-->SocketListener.cpp]
int SocketListener::startListener() {
if(!mSocketName && mSock == -1) {
errno = EINVAL;
return -1;
} elseif (mSocketName) {
if((mSock = android_get_control_socket(mSocketName)) < 0) {
return -1;
}
}
/*
还记得构造NLH时的参数嘛？mListen为false，这表明NLH不是监听端（listen）。
这里为了代码和操作的统一，用mSock做参数构造了一个SocketClient对象，
并加入到mClients列表中，但这个SocketClient并不是真实客户端的代表。
*/
if(mListen && listen(mSock, 4) < 0) {
......
return -1;
} else if (!mListen)//以mSock为参数构造SocketClient对象，并加入到对应列表中
mClients->push_back(new SocketClient(mSock));
/*
pipe系统调用将创建一个匿名管道，mCtrlPipe是一个int类型的二元数组。
其中mCtrlPipe[0]用于从管道读数据，mCtrlPipe[1]用于往管道写数据
*/
if(pipe(mCtrlPipe)) {
......
return -1;
}
//创建一个工作线程，线程函数是threadStart。
if(pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this)) {
......
return -1;
}
return0;
}
如果熟悉Socket编程，理解上面的代码就非常容易了。下面来看NLH的工作线程。
（3）工作线程的分析
工作线程的线程函数threadStart的代码如下所示：
[-->SocketListener.cpp]
void *SocketListener::threadStart(void *obj) {
SocketListener *me = reinterpret_cast
me->runListener();//调用runListener。
pthread_exit(NULL);
returnNULL;
}
//直接分析runListener
void SocketListener::runListener() {
while(1) {
SocketClientCollection::iterator it;
fd_set read_fds;
int rc = 0;
int max = 0;
FD_ZERO(&read_fds);
if(mListen) {//mListen为false，所以不走这个if分支
max = mSock;
FD_SET(mSock, &read_fds);
}
/*
计算max，为什么要有这个操作？这是由select函数决定的，它的第一个参数的取值
必须为它所监视的文件描述符集合中最大的文件描述符加1。
*/
FD_SET(mCtrlPipe[0], &read_fds);
if(mCtrlPipe[0] > max)
max = mCtrlPipe[0];
//还是计算fd值最大的那个
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {
FD_SET((*it)->getSocket(), &read_fds);
if ((*it)->getSocket() > max)
max = (*it)->getSocket();
}
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
/*
注意select函数的第一个参数，为max+1。读者可以通过man select来查询
select的用法，注意，在Windows平台上的select对第一个参数没有要求。
*/
if((rc = select(max + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL)) < 0) {
sleep(1);
continue;
}else if (!rc)
continue;
//如果管道可读的话，表示需要退出工作线程。
if(FD_ISSET(mCtrlPipe[0], &read_fds))
break;
if(mListen && FD_ISSET(mSock, &read_fds)) {
//如果是listen端的话，mSock可读表示有客户端connect上
struct sockaddr addr;
socklen_t alen = sizeof(addr);
int c;
//调用accept接受客户端的连接，返回用于和客户端通信的Socket描述符
if ((c = accept(mSock, &addr, &alen)) < 0) {
SLOGE("accept failed (%s)", strerror(errno));
sleep(1);
continue;
}
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
//根据返回的客户端Socket描述符构造一个SocketClient对象，并加入到对应list
mClients->push_back(new SocketClient(c));
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
}
do{
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
for (it = mClients->begin(); it !=mClients->end(); ++it) {
int fd = (*it)->getSocket();
if (FD_ISSET(fd, &read_fds)) {
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
/*
有数据通过Socket发送过来，所以调用onDataAvailable进行处理。
如果在onDataAvailable返回false，表示需要关闭该连接。
*/
if (!onDataAvailable(*it)){
close(fd);
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
delete *it;
it =mClients->erase(it);
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
}
FD_CLR(fd, &read_fds);
continue;
}
}
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
}while (0);
}
}
从代码中可看到：
· 工作线程退出的条件是匿名管道可读，但在一般情况下不需要它退出，所以可以忽略此项内容。
· 不论是服务端还是客户端，收到数据后都会调用onDataAvailable进行处理。
下面就来看NLH的数据处理。
（4）数据处理
根据前面的分析，收到数据后首先调用onDataAvailable函数进行处理，这个函数由NLH的基类NetlinkListener实现。代码如下所示：
[-->NetlinkListener]
bool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient*cli)
{
intsocket = cli->getSocket();
intcount;
/*
调用recev接收数据，如果接收错误，则返回false，这样这个socket在
上面的工作线程中就会被close。
*/
if((count = recv(socket, mBuffer, sizeof(mBuffer), 0)) < 0) {
SLOGE("recv failed (%s)", strerror(errno));
return false;
}
//new一个NetlinkEvent，并调用decode来解析接收到的Uevent数据
NetlinkEvent *evt = new NetlinkEvent();
if(!evt->decode(mBuffer, count)) {
goto out;
}
//调用onEvent，并传递NetlinkEvent对象。
onEvent(evt);
out:
deleteevt;
return true;
decode函数就是将收到的Uevent信息填充到一个NetlinkEvent对象中，例如Action是什么，SUBSYSTEM是什么等，以后处理Uevent时就不用再解析字符串了。
看onEvent函数，此函数是由NLH自己实现的，代码如下所示：
[-->NetlinkHandler.cpp]
void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt){
VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();
constchar *subsys = evt->getSubsystem();
if(!subsys) {
return;
}
if (!strcmp(subsys, "block")) {
vm->handleBlockEvent(evt); //调用VM的handleBlockEvent
} elseif (!strcmp(subsys, "switch")) {
vm->handleSwitchEvent(evt);//调用VM的handleSwitchEvent
} else if (!strcmp(subsys, "battery")){
//这两个事件和外部存储系统没有关系，所以不处理
} elseif (!strcmp(subsys, "power_supply")) {
}
}
NLH的工作已介绍完，下面总结一下NM模块的工作。
5. NM模块的总结
NM模块的功能就是从Kernel接收Uevent消息，然后转换成一个NetlinkEvent对象，最后会调用VM的处理函数来处理这个NetlinkEvent对象。
9.2.4 VolumeManager模块的分析
Vold使用VM模块的流程是：
· 调用Instance创建一个VM对象。
· 调用setBroadcaster设置CL对象，这个函数和NM的setBroadcaster一样，所以本节不再介绍它。
· 调用start启动VM。
· 调用process_config配置VM。
现在来看除setBroadcaster之外的三个函数。
1. 创建VM和start的分析
VM的创建及start函数都非常简单，代码如下所示。
[-->VolumeManager.cpp]
VolumeManager *VolumeManager::Instance() {
if(!sInstance)
sInstance = new VolumeManager();
returnsInstance;
}
可以看到，VM也采用了单例的模式，所以全进程只会存在一个VM对象。
下面看VM的start：
[-->VolumeManager.cpp]
int VolumeManager::start() {
return 0;
}
start很简单，没有任何操作。
2. process_config的分析
process_config函数会根据配置文件配置VM对象，其代码如下所示：
[-->Main.cpp]
static int process_config(VolumeManager *vm) {
FILE*fp;
int n= 0;
charline[255];
//读取/etc/vold.fstab文件
if(!(fp = fopen("/etc/vold.fstab", "r"))) {
return -1;
}
while(fgets(line, sizeof(line), fp)) {
char *next = line;
char *type, *label, *mount_point;
n++;
line[strlen(line)-1] = '\0';
if(line[0] == '#' || line[0] == '\0')
continue;
if(!(type = strsep(&next, " \t"))) {
goto out_syntax;
}
if(!(label = strsep(&next, " \t"))) {
goto out_syntax;
}
if(!(mount_point = strsep(&next, " \t"))) {
goto out_syntax;
}
if(!strcmp(type, "dev_mount")) {
DirectVolume *dv = NULL;
char *part, *sysfs_path;
if (!(part = strsep(&next, " \t"))) {
......
goto out_syntax;
}
if (strcmp(part, "auto") && atoi(part) == 0) {
goto out_syntax;
}
if (!strcmp(part, "auto")) {
//①构造一个DirectVolume对象
dv = new DirectVolume(vm, label, mount_point, -1);
} else {
dv = new DirectVolume(vm, label, mount_point, atoi(part));
}
while((sysfs_path = strsep(&next, " \t"))) {
//②添加设备路径
if (dv->addPath(sysfs_path)) {
......
goto out_fail;
}
}
//为VolumeManager对象增加一个DirectVolume对象
vm->addVolume(dv);
}
......
}
......
return-1;
}
从上面代码中发现，process_config的主要功能就是解析/etc/vold.fstab。这个文件的作用和Linux系统中的fstab文件很类似，就是设置一些存储设备的挂载点，我的HTC G7手机上这个文件的内容如图9-3所示：
图9-3 我的手机上vold.fstab内容
从上图的红框中可知：
· sdcard为volume的名字。
· /mnt/sdcard表示mount的位置。
· 1表示使用存储卡上的第一个分区，auto表示没有分区。现在有很多定制的ROM要求SD卡上存在多个分区。
· /devices/xxxx等内容表示MMC设备在sysfs中的位置。
根据G7的vold.fstab文件，可以构造一个DirectVolume对象。
注意，根据手机刷的ROM的不同，vold.fstab文件会有较大差异。
3. DirectVolume的分析
DirectVolume从Volume类派生，可把它看成是一个外部存储卡（例如一张SD卡）在代码中的代表物。它封装了对外部存储卡的操作，例如加载/卸载存储卡、格式化存储卡等。
下面是process_config函数中和DirectVolume相关的地方：
· 一个是创建DirectVolume。
· 另一个是调用DirectVolume的addpath函数。
它们的代码如下所示：
[-->DirectVolume.cpp]
DirectVolume::DirectVolume(VolumeManager *vm,const char *label,
const char*mount_point, int partIdx) :
Volume(vm, label, mount_point) {//初始化基类
/*
注意其中的参数：
label为”sdcard”,mount_point为”/mnt/sdcard”,partIdx为1
*/
mPartIdx = partIdx;
//PathCollection定义为typedef android::List
//其实就是一个字符串list
mPaths= new PathCollection();
for(int i = 0; i < MAX_PARTITIONS; i++)
mPartMinors[i] = -1;
mPendingPartMap = 0;
mDiskMajor = -1; //存储设备的主设备号
mDiskMinor = -1; //存储设备的次设备号，一个存储设备将由主次两个设备号标识。
mDiskNumParts = 0;
//设置状态为NoMedia
setState(Volume::State_NoMedia);
}
//再来看addPath函数，它主要目的是添加设备在sysfs中的路径，G7的vold.fstab上有两个路
//径，见图9-3中的最后一行。
int DirectVolume::addPath(const char *path) {
mPaths->push_back(strdup(path));
return0;
}
这里简单介绍一下addPath的作用。addPath把和某个存储卡接口相关的设备路径与这个DirectVolume绑定到一起，并且这个设备路径和Uevent中的DEVPATH是对应的，这样就可以根据Uevent的DEVPATH找到是哪个存储卡的DirectVolume发生了变动。当然手机上目前只有一个存储卡接口，所以Vold也只有一个DirectVolume。
4. NM和VM交互
在分析NM模块的数据处理时发现，NM模块接收到Uevent事件后，会调用VM模块进行处理，下面来看这块的内容。
先回顾一下NM调用VM模块的地方，代码如下所示：
[-->NetlinkHandler.cpp]
void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt){
VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();
constchar *subsys = evt->getSubsystem();
......
if (!strcmp(subsys, "block")) {
vm->handleBlockEvent(evt); //调用VM的handleBlockEvent
} elseif (!strcmp(subsys, "switch")) {
vm->handleSwitchEvent(evt);//调用VM的handleSwitchEvent
}
......
}
在上面代码中，如果Uevent是block子系统，则调用handleBlockEvent；如果是switch，则调用handleSwitchEvent。handleSwitchEvent主要处理SD卡挂载磁盘的通知，比较简单。这里只分析handleBlockEvent事件。
[-->VolumeManager.cpp]
void VolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent*evt) {
constchar *devpath = evt->findParam("DEVPATH");
/*
前面在process_config中构造的DirectVolume对象保存在了mVolumes中，它的定义如下：
typedef android::List
注意它保存的是Volume指针，而我们的DirectVolume是从Volume派生的
*/
VolumeCollection::iterator it;
boolhit = false;
for (it = mVolumes->begin(); it !=mVolumes->end(); ++it) {
//调用每个Volume的handleBlockEvent事件，就我的G7手机而言，实际上将调用
//DirectVolume的handleBlockEvent函数。
if(!(*it)->handleBlockEvent(evt)) {
hit = true;
break;
}
}
}
NM收到Uevent消息后，DirectVolume也将应声而动，它的handleBlockEvent的处理是：
[-->DirectVolume.cpp]
int DirectVolume::handleBlockEvent(NetlinkEvent*evt) {
constchar *dp = evt->findParam("DEVPATH");
PathCollection::iterator it;
//将Uevent的DEVPATH和addPath添加的路径进行对比，判断属不属于自己管理的范围。
for(it = mPaths->begin(); it != mPaths->end(); ++it) {
if(!strncmp(dp, *it, strlen(*it))) {
int action = evt->getAction();
const char *devtype = evt->findParam("DEVTYPE");
if (action == NetlinkEvent::NlActionAdd) {
int major = atoi(evt->findParam("MAJOR"));
int minor = atoi(evt->findParam("MINOR"));
char nodepath[255];
snprintf(nodepath,
sizeof(nodepath),"/dev/block/vold/%d:%d",
major, minor);
//创建设备节点
if (createDeviceNode(nodepath, major, minor)) {
......
}
if (!strcmp(devtype, "disk")) {
handleDiskAdded(dp, evt);//添加一个磁盘
} else {
/*
对于有分区的SD卡，先收到上面的“disk”消息，然后每个分区就会收到
一个分区添加消息。
*/
handlePartitionAdded(dp,evt);
}
} else if (action == NetlinkEvent::NlActionRemove) {
......
} else if (action == NetlinkEvent::NlActionChange) {
......
}
......
return 0;
}
}
errno= ENODEV;
return-1;
}
关于DirectVolume针对不同Uevent的具体处理方式，后面将通过一个SD卡插入案例来分析。
5. VM模块的总结
从前面的代码分析中可知，VM模块的主要功能是管理Android系统中的外部存储设备。图9-4描述了VM模块的功能：
图9-4 VM模块的职责
通过对上图和前面代码的分析可知：
· SD卡的变动（例如热插拔）将导致Kernel发送Uevent消息给NM模块。
· NM模块调用VM模块处理这些Uevent消息。
· VM模块遍历它所持有的Volume对象，Volume对象根据addPath添加的DEVPATH和Uevent消息中的DEVPATH来判断，自己是否可以处理这个消息。
至于Volume到底如何处理Uevent消息，将通过一个实例来分析。
9.2.5 关于 CommandListener模块的分析
Vold使用CL模块的流程是：
· 使用new创建一个CommandListener对象；
· 调用CL的startListener函数。
来看这两个函数。
1. 创建CommandListener的分析
和NetlinkerHandler一样，CommandListener也有一个相对不简单的派生关系，它的家族图谱如图9-5所示：
图9-5 CommandListener家族图谱
根据上图可以知道：
· CL定义了一些和Command相关的内部类，这里采用了设计模式中的Command模式，每个命令的处理函数都是runCommand。注意，上图只列出了部分Command类。
· CL也是从SocketListener派生的，不过它是Socket的监听（listen）端。
下面看它的代码：
[-->CommandListener.cpp]
CommandListener::CommandListener() :
FrameworkListener("vold") {
//CL模块支持的命令
registerCmd(new DumpCmd());
registerCmd(new VolumeCmd());
registerCmd(new AsecCmd());
registerCmd(new ShareCmd());
registerCmd(new StorageCmd());
registerCmd(new XwarpCmd());
}
/*
registerCmd函数将Command保存到mCommands中，mCommands的定义为一个列表，如下：
typedef android::List
*/
voidFrameworkListener::registerCmd(FrameworkCommand *cmd) {
mCommands->push_back(cmd);
}
从上面的代码可知，CommandListener的基类是FrameworkListener，而FrameworkListener又从SocketListener类派生。之前在分析NM模块的NetLinkerHandler时，已介绍过SocketListener相关的知识了，所以此处不再赘述，只总结一下CL创建后的结果，它们是：
· CL会创建一个监听端的socket，这样就可以接收客户端的链接。
· 客户端发送命令给CL，CL则从mCommands中找到对应的命令，并交给该命令的runCommand函数处理。
下面来关注第二个函数startListener，这个函数由SocketListener实现。
2. startListener的分析和数据处理
其实在分析NetlinkerHandler时，已经介绍了startListener函数，这里再简单回顾一下，有些具体内容和本章对NetlinkerHandler的分析有关。
[-->SocketListener.cpp]
int SocketListener::startListener() {
if(!mSocketName && mSock == -1) {
......
errno = EINVAL;
return -1;
} else if (mSocketName) {
//mSOcketName为字符串“vold”。android_get_control_socket函数返回
//对应的socket句柄
if((mSock = android_get_control_socket(mSocketName)) < 0) {
......
return -1;
}
}
//CL模块是监听端
if(mListen && listen(mSock, 4) < 0) {
......
return -1;
} elseif (!mListen)
mClients->push_back(new SocketClient(mSock));
if(pipe(mCtrlPipe)) {
......
return -1;
}
//创建工作线程threadStart
if(pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this)) {
return -1;
}
return0;
}
当CL收到数据时，会调用onDataAvailable函数，它由FrameworkListener实现。
[-->FrameworkListener.cpp]
boolFrameworkListener::onDataAvailable(SocketClient *c) {
charbuffer[255];
intlen;
//读取数据
if((len = read(c->getSocket(), buffer, sizeof(buffer) -1)) < 0) {
......
return errno;
} elseif (!len)
return false;
intoffset = 0;
int i;
for (i= 0; i < len; i++) {
if(buffer[i] == '\0') {
//分发命令，最终会调用对应命令对象的runCommand进行函数处理。
dispatchCommand(c, buffer + offset);
offset = i + 1;
}
}
returntrue;
}
dispatchCommand最终会根据收到的命令名（如“Volume”，“Share”等）来调用对应的命令对象（如VolumeCmd,ShareCmd）的runCommand函数以处理请求。这一块非常简单，这里就不再详述了。
3. CL模块的总结
CL模块的主要工作是：
· 建立一个监听端的socket。
· 接收客户端的连接和请求，并调用对应Command对象的runComand函数处理。
目前，CL模块唯一的客户端就是MountService。来看看它。
9.2.6 Vold实例的分析
这一节将分析一个实际案例，即插入一张SD卡引发的事件及其处理过程。在分析之前，还是应先介绍MountService。
1. MountService的介绍
有些应用程序需要检测外部存储卡的插入/拔出事件，这些事件是由MountService通过Intent广播发出的，例如外部存储卡插入后，MountService就会发送ACTION_MEDIA_MOUNTED消息。从某种意义上说，可把MountService看成是Java世界的Vold。来简单认识一下这个MountService，它的代码如下所示：
[-->MountService.java]
class MountService extends IMountService.Stub
implements INativeDaemonConnectorCallbacks {
//MountService实现了INativeDaemonConnectorCallbacks接口
......
public MountService(Context context) {
mContext = context;
......
//创建一个HandlerThread，在第5章中曾介绍过。
mHandlerThread = new HandlerThread("MountService");
mHandlerThread.start();
/*
创建一个Handler，这个Handler使用HandlerThread的Looper,也就是说，派发给该Handler
的消息将在另外一个线程中处理。可回顾第5章的内容，以加深印象。
*/
mHandler = new MountServiceHandler(mHandlerThread.getLooper());
......
/*
NativeDaemonConnector用于Socket通信，第二个参数“vold”表示将和Vold通信，也就是
和CL模块中的那个socket建立通信连接。第一个参数为INativeDaemonConnectorCallbacks
接口。它提供两个回调函数：
onDaemonConnected：当NativeDaemonConnector连接上Vold后回调。
onEvent：当NativeDaemonConnector收到来自Vold的数据后回调。
*/
mConnector = new NativeDaemonConnector(this, "vold",
10, "VoldConnector");
mReady= false;
//再启动一个线程用于和Vold通信。
Threadthread = new Thread(mConnector,
NativeDaemonConnector.class.getName());
thread.start();
}
......
}
MountService通过NativeDaemonConnector和Vold的CL模块建立通信连接，这部分内容比较简单，读者可自行研究。下面来分析SD卡插入后所引发的一连串处理。
2. 设备插入事件的处理
（1）Vold处理Uevent事件
在插入SD卡后，Vold的NM模块接收到Uevent消息，假设此消息的内容是前面介绍Uevent知识时使用的add消息，它的内容如下所示：
[-->SD卡插入的Uevent消息]
add@/devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1/mmc1:c9f2/block/mmcblk0
ACTION=add //add表示设备插入动作，另外还有remove和change等动作
//DEVPATH表示该设备位于/sys目录中的设备路径
DEVPATH=/devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1/mmc1:c9f2/block/mmcblk0
/*
SUBSYSTEM表示该设备属于哪一类设备，block为块设备,磁盘也属于这一类设备，另外还有
character(字符)设备等类型。
*/
SUBSYSTEM=block
MAJOR=179//MAJOR和MINOR分别表示该设备的主次设备号，二者联合起来可以标识一个设备
MINOR=0
DEVNAME=mmcblk0
DEVTYPE=disk//设备Type为disk
NPARTS=3 //表示该SD卡上的分区，我的SD卡上有三块分区
SEQNUM=1357//序号
根据前文分析可知，NM模块中的NetlinkHandler会处理此消息，请回顾一下相关代码：
[-->NetlinkHandler.cpp]
void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt){
VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();
constchar *subsys = evt->getSubsystem();
......
//根据上面Uevent消息的内容可知，它的subsystem对应为block，所以我们会走下面这个if分支
if (!strcmp(subsys, "block")) {
vm->handleBlockEvent(evt); //调用VM的handleBlockEvent
}
......
}
[-->VolumeManager.cpp]
voidVolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt) {
constchar *devpath = evt->findParam("DEVPATH");
VolumeCollection::iterator it;
boolhit = false;
for(it = mVolumes->begin(); it != mVolumes->end(); ++it) {
//调用各个Volume的handleBlockEvent
if(!(*it)->handleBlockEvent(evt)) {
hit = true;
break;
}
}
......
}
我的G7手机只有一个Volume，其实际类型就是之前介绍过的DirectVolume。请看它是怎么对待这个Uevent消息的，代码如下所示：
[-->DirectVolume.cpp]
int DirectVolume::handleBlockEvent(NetlinkEvent*evt) {
constchar *dp = evt->findParam("DEVPATH");
PathCollection::iterator it;
for(it = mPaths->begin(); it != mPaths->end(); ++it) {
if(!strncmp(dp, *it, strlen(*it))) {
int action = evt->getAction();
const char *devtype =evt->findParam("DEVTYPE");
if (action == NetlinkEvent::NlActionAdd) {
int major = atoi(evt->findParam("MAJOR"));
int minor = atoi(evt->findParam("MINOR"));
char nodepath[255];
snprintf(nodepath,
sizeof(nodepath),"/dev/block/vold/%d:%d",
major, minor);
//内部调用mknod函数创建设备节点
if (createDeviceNode(nodepath, major, minor)) {
SLOGE("Error makingdevice node '%s' (%s)", nodepath,
strerror(errno));
}
if (!strcmp(devtype, "disk")) {
//对应Uevent消息的DEVTYPE值为disk，所以走这个分支
handleDiskAdded(dp, evt);
} else {
//处理DEVTYPE为Partition的情况
handlePartitionAdded(dp,evt);
}
} else if (action == NetlinkEvent::NlActionRemove) {
//对应Uevent的ACTION值为remove
......
} else if (action == NetlinkEvent::NlActionChange) {
//对应Uevent的ACTION值为change
......
}
......
return 0;
}
}
errno= ENODEV;
return-1;
}
插入SD卡，首先收到的Uevent消息中DEVTYPE的值是“disk”，这将导致DirectVolume的handleDiskInserted被调用。下面来看它的工作。
[-->DirectVolume.cpp]
void DirectVolume::handleDiskAdded(const char*devpath, NetlinkEvent *evt) {
mDiskMajor = atoi(evt->findParam("MAJOR"));
mDiskMinor = atoi(evt->findParam("MINOR"));
constchar *tmp = evt->findParam("NPARTS");
if(tmp) {
mDiskNumParts = atoi(tmp);//这个disk上的分区个数。
} else{
......
mDiskNumParts = 1;
}
charmsg[255];
intpartmask = 0;
inti;
/*
Partmask会记录这个Disk上分区加载的情况，前面曾介绍过，如果一个Disk有多个分区，
它后续则会收到多个分区的Uevent消息。
*/
for (i= 1; i <= mDiskNumParts; i++) {
partmask |= (1 << i);
}
mPendingPartMap = partmask;
if(mDiskNumParts == 0) {
......//如果没有分区，则设置Volume的状态为Idle。
setState(Volume::State_Idle);
}else {
......//如果还有分区未加载，则设置Volume状态为Pending
setState(Volume::State_Pending);
}
/*
设置通知内容，snprintf调用完毕后msg的值为：
“Volume sdcard/mnt/sdcard disk inserted (179:0)”
*/
snprintf(msg, sizeof(msg), "Volume %s %s disk inserted(%d:%d)",
getLabel(), getMountpoint(), mDiskMajor, mDiskMinor);
/*
getBroadcaster函数返回setBroadcaster函数设置的那个Broadcaster，也就是CL对象。
然后调用CL对象的sendBroadcast给MountService发送消息，注意它的第一个参数是ResponseCode::VolumeDiskInserted。
*/
mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(ResponseCode::VolumeDiskInserted,
msg, false);
}
handleDiskAdded把Uevent消息做一些转换后发送给了MountService，实际上可认为CL模块和MountService通信使用的是另外一套协议。那么，MountService会做什么处理呢？
（2）MountService的处理
[-->MountService.javaonEvent函数]
publicboolean onEvent(int code, String raw, String[] cooked) {
Intent in = null;
//关于onEvent函数，MountService的介绍中曾提过，当NativeDaemonConnector收到
//来自vold的数据后都会调用这个onEvent函数。
......
if(code == VoldResponseCode.VolumeStateChange) {
......
}else if (code == VoldResponseCode.ShareAvailabilityChange) {
......
}else if ((code == VoldResponseCode.VolumeDiskInserted) ||
(code ==VoldResponseCode.VolumeDiskRemoved) ||
(code ==VoldResponseCode.VolumeBadRemoval)) {
final String label = cooked[2]; //label值为”sdcard”
final String path = cooked[3]; //path值为”/mnt/sdcard”
int major = -1;
int minor = -1;
try {
String devComp = cooked[6].substring(1, cooked[6].length() -1);
String[] devTok = devComp.split(":");
major = Integer.parseInt(devTok[0]);
minor = Integer.parseInt(devTok[1]);
} catch (Exception ex) {
......
}
if (code == VoldResponseCode.VolumeDiskInserted) {
//收到handleDiskAdded发送的VolumeDiskInserted消息了
//然后单独启动一个线程来处理这个消息。
new Thread() {
public void run() {
try {
int rc;
//调用doMountVolume处理。
if ((rc =doMountVolume(path)) !=
StorageResultCode.OperationSucceeded) {
}
} catch (Exception ex){
......
}
}
}.start();
}
doMountVolume函数的代码如下所示：
[-->MountService.java]
private int doMountVolume(String path) {
int rc = StorageResultCode.OperationSucceeded;
try {
//通过NativeDaemonConnector给Vold发送请求，请求内容为：
//volume mount /mnt/sdcard
mConnector.doCommand(String.format("volume mount %s", path));
}catch (NativeDaemonConnectorException e) {
......//异常处理
}
走了一大圈，最后又回到Vold了。CL模块将收到这个来自MountService的请求，请求的内容为字符串“volume mount/mnt/sdcard”，其中的volume表示命令的名字，CL会根据这个名字找到VolumeCmd对象，并交给它处理这个命令。
（3）Vold处理MountService的命令
Vold处理MountService命令的代码如下所示：
[-->CommandListener.cppVolumeCmd类]
intCommandListener::VolumeCmd::runCommand(SocketClient *cli,
int argc, char **argv) {
......
VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();
int rc= 0;
if(!strcmp(argv[1], "list")) {
return vm->listVolumes(cli);
} elseif (!strcmp(argv[1], "debug")) {
......
} elseif (!strcmp(argv[1], "mount")) {
......//调用VM模块的mountVolume来处理mount命令，参数是“/mnt/sdcard”
rc= vm->mountVolume(argv[2]);
} elseif (!strcmp(argv[1], "unmount")) {
......
rc= vm->unmountVolume(argv[2], force);
} elseif (!strcmp(argv[1], "format")) {
......
rc = vm->formatVolume(argv[2]);
} elseif (!strcmp(argv[1], "share")) {
......
rc= vm->shareVolume(argv[2], argv[3]);
} elseif (!strcmp(argv[1], "unshare")) {
......
rc= vm->unshareVolume(argv[2], argv[3]);
}
......
if(!rc) {
//发送处理结果给MountService
cli->sendMsg(ResponseCode::CommandOkay, "volume operationsucceeded", false);
}
......
return0;
}
看mountVolume函数：
[-->VolumeManager.cpp]
int VolumeManager::mountVolume(const char*label) {
/*
根据label找到对应的Volume。label这个参数的名字含义上有些歧义，根据loopupVolume
的实现来看，它其实比较的是Volume的挂载路径，也就是vold.fstab中指定的那个
/mnt/sdcard。而vold.fstab中指定的label叫sdcard。
*/
Volume*v = lookupVolume(label);
......
returnv->mountVol();//mountVol由Volume类实现。
}
找到对应的DirectVolume后，也就找到了代表真实存储卡的对象。它是如何处理这个命令的呢？代码如下所示：
[-->Volume.cpp]
int Volume::mountVol() {
dev_tdeviceNodes[4];
int n,i, rc = 0;
charerrmsg[255];
......
//getMountpoint返回挂载路径，即/mnt/sdcard
//isMountpointMounted判断这个路径是不是已经被mount了
if(isMountpointMounted(getMountpoint())) {
setState(Volume::State_Mounted);//设置状态为State_Mounted
return 0;//如果已经被mount了，则直接返回
}
n =getDeviceNodes((dev_t *) &deviceNodes, 4);
......
for (i= 0; i < n; i++) {
char devicePath[255];
sprintf(devicePath, "/dev/block/vold/%d:%d",MAJOR(deviceNodes[i]),
MINOR(deviceNodes[i]));
......
errno = 0;
setState(Volume::State_Checking);
//默认SD卡为FAT分区，只有这样，当加载为磁盘的时候才能被Windows识别。
if(Fat::check(devicePath)) {
......
return -1;
}
/*
先把设备mount到/mnt/secure/staging，这样/mnt/secure/staging下的内容
就是该设备的存储内容了
*/
errno = 0;
if(Fat::doMount(devicePath, "/mnt/secure/staging", false, false, 1000,
1015, 0702,true)) {
......
continue;
}
/*
下面这个函数会把存储卡中的autorun.inf文件找出来并删掉，这个文件就是“臭名昭著”的
自动运行文件，在Windows系统上，把SD卡挂载为磁盘后，双击这个磁盘就会自动运行
这个文件，很多病毒和木马都是通过它传播的。为了安全起见，要把这个文件删掉。
*/
protectFromAutorunStupidity();
//①下面这个函数比较有意思，需要看看：
if(createBindMounts()) {
......
return -1;
}
//将存储卡mount路径从/mnt/secure/staging移到/mnt/sdcard
if(doMoveMount("/mnt/secure/staging", getMountpoint(), false)) {
......
return -1;
}
//②设置状态为State_Mounted，这个函数将发送状态信息给MountService
setState(Volume::State_Mounted);
mCurrentlyMountedKdev = deviceNodes[i];
return 0;
}
......
setState(Volume::State_Idle);
return-1;
}
上面代码中有个比较有意思的函数，就是createBindMounts，其代码如下所示：
[-->Volume.cpp]
int Volume::createBindMounts() {
unsigned long flags;
/*‘
将/mnt/secure/staging/android_secure目录名改成
/mnt/secure/staging/.android_secure，SEC_STG_SECIMGDIR的值就是
/mnt/secure/staging/.android_secure，也就是把它变成Linux平台上的隐藏目录
*/
if(!access("/mnt/secure/staging/android_secure", R_OK | X_OK)&&
access(SEC_STG_SECIMGDIR, R_OK | X_OK)) {
if(rename("/mnt/secure/staging/android_secure", SEC_STG_SECIMGDIR)) {
SLOGE("Failed to rename legacy asec dir (%s)",strerror(errno));
}
}
......
/*
使用mount命令的bind选项，可将/mnt/secure/staging/.android_secure这个目录
挂载到/mnt/secure/asec目录下。/mnt/secure/asec目录是一个secure container，
目前主要用来保存一些安装在SD卡上的APP信息。APP2SD是Android 2.2引入的新机制，它
支持将APP安装在SD卡上，这样可以节约内部的存储空间。
mount的bind选项允许将文件系统的一个目录挂载到另外一个目录下。读者可以通过man mount
查询具体信息。
*/
if(mount(SEC_STG_SECIMGDIR, SEC_ASECDIR, "", MS_BIND, NULL)) {
......
return -1;
}
......
/*
将tempfs设备挂载到/mnt/secure/staging/.android_secure目录，这样之前
.android_secure目录中的内容就只能通过/mnt/secure/asec访问了。由于那个目录只能
由root访问，所以可以起到安全和保护的作用。
*/
if(mount("tmpfs", SEC_STG_SECIMGDIR, "tmpfs", MS_RDONLY,
"size=0,mode=000,uid=0,gid=0")){
......
umount("/mnt/asec_secure");
return -1;
}
return0;
}
createBindMounts的作用就是将存储卡上的.android_secure目录挂载到/mnt/secure/asec目录下，同时对.android_secure进行一些特殊处理，这样，没有权限的用户就不能更改或破坏.android_secure目录中的内容了，因此它起到了一定的保护作用。
在手机上，受保护的目录内容，只能在用adb shell登录后，进入/mnt/secure/asec目录来查看。注意，这个asec目录的内容就是.android_secure未挂载tmpfs时的内容（亦即它保存着那些安装在存储卡上的应用程序的信息）。另外，可把SD卡拔出来，通过读卡器直接插到台式机上，此时，这些信息就能在.android_secure目录中被直接看到了。
（4）MountService处理状态通知
volume的mountVol完成相关工作后，就通过下面的函数，发送信息给MountService：
setState(Volume::State_Mounted); //感兴趣的读者可自行分析此函数的实现。
MountService依然会在onEvent函数中收到这个消息。
[-->MountService.java]
public boolean onEvent(int code, String raw,String[] cooked) {
Intent in = null;
......
if(code == VoldResponseCode.VolumeStateChange) {
/*
状态变化由notifyVolumeStateChange函数处理，由于Volume的状态
被置成Mounted，所以下面这个notifyVolumeStateChange会发送
ACTION_MEDIA_MOUNTED这个广播。我们就不再分析这个函数了，读者
可自行研究。
*/
notifyVolumeStateChange(
cooked[2], cooked[3],Integer.parseInt(cooked[7]),
Integer.parseInt(cooked[10]));
}
实例分析就到这里。中间略去了一些处理内容，例如对分区的处理等，读者可自行研读，相信已没有太大难度了。另外，在上述处理过程中，稍微难懂的是mountVol这个函数在挂载方面的处理过程。用图9-6来总结一下这个处理过程：
图9-6 SD卡插入事件处理流程图
由上图可知，Vold在安全性上还是做了一定考虑的。如果没有特殊需要，读者了解上面这些知识也就够了。
9.2.7 Vold总结
Vold和MountService之间的通信使用了Socket。之前在第6章介绍Binder时也提到过它。除了Binder外，Socket是Android系统中最常用的IPC通信机制了。本章介绍的Vold和Rild都是使用Socket进行IPC通信的。
Vold及Java层的MountService都比较简单，所以我在工作中碰到这两位出问题的几率基本为零。虽然二者比较简单，这里还是要提个小小的问题，以帮助大家加深印象：
当SD卡拔出，或者挂载到磁盘上时，都会导致sd卡被卸载，在这个切换过程中，有一些应用程序会被系统kill掉，这是为什么？
请读者阅读相关代码寻找答案，这样或许能解释很多测试人员在做测试时提出这种Bug的原因了：为什么SD卡mount到电脑后，有些应用程序突然退出了？
9.3 Rild的的原理与机制分析
这里，先回顾一下智能手机的架构。目前，很多智能手机的硬件架构都是两个处理器：一个处理器用来运行操作系统，上面可以跑应用程序，这个处理器称作Application Processor，简称AP；另一个处理器负责和射频无线通信相关的工作，叫Baseband Processor，简称BP。AP和BP芯片之间采用串口进行通信，通信协议使用的是AT指令。
什么是AT指令呢？AT指令最早用在Modem上，后来几大手机厂商如摩托罗拉、爱立信、诺基亚等为GSM通信又设计了一整套AT指令。AT指令的格式比较简单，是一个以AT开头，后跟字母和数字表示具体功能的字符串。了解具体的AT指令，可参考相关的规范参考或手机厂商提供的手册，这里就不再多说了。
在Android系统中，Rild运行在AP上，它是AP和BP在软件层面上通信的中枢，也就是说，AP上的应用程序将通过Rild发送AT指令给BP，而BP的信息通过Rild传送给AP上的应用程序。
现介绍在Rild代码中常会碰到的两个词语：
· 第一个solicited Respose，即经过请求的回复。它代表的应用场景是AP发送一个AT请求指令给BP进行处理，处理后，BP会对应回复一个AT指令告知处理结果。这个回复指令是针对之前的那个请求指令的，此乃一问一答式，所以叫solicitedResponse。
· 第二个unsolicited Response，即未经请求的回复。很多时候，BP主动给AP发送AT指令，这种指令一般是BP通知AP当前发生的一些事情，例如一路电话打了过来，或者网络信号中断等。从AP的角度来看，这种指令并非由它发送的请求所引起的，所以称之为unsolicited Response。
上面这两个词语，实际指明了AP和BP两种交互类型：
· AP发送请求BP，BP响应并回复AP。
· BP发送通知给AP。
这两种类型对软件而言有什么意义呢？先来看Rild在软件架构方面遇到的挑战：
· 有很多把AP和BP集成在一块芯片上的智能手机，它们之间的通信可能就不是AT指令了。
· 另外，即使AP和BP通信使用的是AT指令，不同的手机厂商在AT指令上也会有很大的不同，而且这些都属于商业秘密，所以手机厂商不可能共享源码，它只能给出二进制的库。
Rild是怎么解决这个问题的呢？结合前面提到的AP/BP交互的两种类型，大体可以勾画出图9-7：
图9-7 Rild解决问题的方法
从上图中可以看出：
· Rild会动态加载厂商相关的动态库，这个动态库加载在Linux平台上则使用dlopen系统调用。
· Rild和动态库之间通过接口进行通信，也就是说Rild输出接口供动态库使用，而动态库也输出对应的接口供Rild使用。
· AP和BP交互的工作由动态库去完成。
Rild和动态库运行在同一个进程上，为了方便理解，可把这两个东西分离开来。
根据上面的分析可知，对Rild的分析包括两部分：
· 对Rild本身的分析。
· 对动态库的分析。Android提供了一个用作参考的动态库叫libReference_ril.so，这个库实现了一些标准的AT指令。另外，它的代码结构也颇具参考价值，所以我们的动态库分析就以它为主。
分析Rild时，为书写方便起见，将这个动态库简称为RefRil库。
9.3.1 初识Rild
Rild的代码在Rild.c中，它是一个应用程序。从它的main开始分析，代码如下所示：
[-->Rild.c]
int main(int argc, char **argv)
{
//动态库的位置由rilLibPath决定
constchar * rilLibPath = NULL;
char**rilArgv;
void*dlHandle;
/*
Rild规定动态库必须实现一个叫Ril_init函数，这个函数的第一个参数指向结构体
RIL_Env，而它的返回值指向结构体RIL_ RadioFunctions。这两个结构体就是在
图9-7中提到的接口。这两个接口的具体内容，后文再做分析。
*/
constRIL_RadioFunctions *(*rilInit)(const struct RIL_Env *, int, char **);
constRIL_RadioFunctions *funcs;
charlibPath[PROPERTY_VALUE_MAX];
unsigned char hasLibArgs = 0;
int i;
//Rild由init启动，没有对应的启动参数，所以这个for循环不会进来。
for (i= 1; i < argc ;) {
if(0 == strcmp(argv[i], "-l") && (argc - i > 1)) {
rilLibPath = argv[i + 1];
i += 2;
}else if (0 == strcmp(argv[i], "--")) {
i++;
hasLibArgs = 1;
break;
}else {
usage(argv[0]);
}
}
if(rilLibPath == NULL) {
/*
读取系统属性，LIB_PATH_PROPERTY的值为"rild.libpath“,模拟器上
和RIL相关的属性值有两个，分别是：
rild.libpath=/system/lib/libreference-ril.so
rild.libargs=-d /dev/ttyS0
上面这些值都定义在build/target/board/generic/system.prop文件中
不同厂商可以有自己对应的实现。
*/
if( 0 == property_get(LIB_PATH_PROPERTY, libPath, NULL)) {
goto done;
}else {
/*
这里，使用参考的动态库进行分析，它的位置为
/system/lib/libreference-ril.so。
*/
rilLibPath = libPath;
}
}
...... //和模拟器相关的一些内容
switchUser();//设置Rild的组用户为radio
//通过dlopen系统加载动态库
dlHandle = dlopen(rilLibPath, RTLD_NOW);
......
//① 启动EventLoop，事件处理
RIL_startEventLoop();
//得到RefRil库中RIL_Init函数的地址
rilInit= (const RIL_RadioFunctions *(*)(const struct RIL_Env *, int,
char **))dlsym(dlHandle, "RIL_Init");
......
rilArgv[0]= argv[0];
//②调用RefRil库输出的RIL_Init函数，注意传入的第一个参数和它的返回值。
funcs= rilInit(&s_rilEnv, argc, rilArgv);
//③注册上面rilInit函数的返回值（一个RIL_RadioFunctions类型的结构体）到Rild中。
RIL_register(funcs);
done:
while(1) {
//主线程sleep，具体工作交给工作线程完成。
sleep(0x00ffffff);
}
}
将上面的代码和分析结合起来，就知道了Rild解决问题的方法，代码中列出了三个关键点。我们将逐一对其进行分析。
9.3.2 RIL_startEventLoop的分析
第一个关键点是RIL_startEventLoop函数，这个函数实际上是由libRil.so实现的，它的代码在Ril.cpp中，代码如下所示：
[-->Ril.cpp]
extern "C" void RIL_startEventLoop(void){
intret;
pthread_attr_t attr;
s_started= 0;
pthread_mutex_lock(&s_startupMutex);
pthread_attr_init (&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
//创建工作线程eventLoop
ret =pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL);
/*
工作线程eventLoop运行后会设置s_started为1，并触发s_startupCond。
这几个语句的目的是保证在RIL_startEventLoop返回前，工作线程一定是已经创建并运行了
*/
while(s_started == 0) {
pthread_cond_wait(&s_startupCond, &s_startupMutex);
}
pthread_mutex_unlock(&s_startupMutex);
if(ret < 0) {
return;
}
}
从上面代码中可知，RIL_startEventLoop会等待工作线程创建并运行成功。这个线程为什么会如此重要呢？下面就来了解一下工作线程eventLoop。
1. 工作线程eventLoop
工作线程eventLoop的代码如下所示：
[-->Ril.cpp]
static void * eventLoop(void *param) {
intret;
intfiledes[2];
//①初始化请求队列
ril_event_init();
//下面这几个操作告诉RIL_startEventLoop函数本线程已经创建并成功运行了。
pthread_mutex_lock(&s_startupMutex);
s_started = 1;
pthread_cond_broadcast(&s_startupCond);
pthread_mutex_unlock(&s_startupMutex);
//创建匿名管道
ret =pipe(filedes);
......
s_fdWakeupRead = filedes[0];
s_fdWakeupWrite = filedes[1];
//设置管道读端口的属性为非阻塞
fcntl(s_fdWakeupRead, F_SETFL, O_NONBLOCK);
//②下面这两句话将匿名管道的读写端口加入到event队列中。
ril_event_set (&s_wakeupfd_event, s_fdWakeupRead, true,
processWakeupCallback, NULL);
rilEventAddWakeup (&s_wakeupfd_event);
//③进入事件等待循环中，等待外界触发事件并做对应的处理。
ril_event_loop();
returnNULL;
}
工作线程的工作并不复杂，主要有三个关键点。
（1）ril_event_init的分析
工作线程，顾名思义就是用来干活的。要让它干活，是否得有一些具体的任务呢？它是如何管理这些任务的呢？对这两问题的回答是：
· 工作线程使用了一个叫ril_event的结构体，来描述一个任务，并且它将多个任务按时间顺序组织起来，保存在任务队列中。这个时间顺序是指该任务的执行时间，由外界设定，可以是未来的某时间。
ril_event_init函数就是用来初始化相关队列和管理结构的，代码如下所示：
在代码中，“任务”也称为“事件”，如没有特殊说明必要，这两者以后不再做区分。
[-->Ril.cpp]
void ril_event_init()
{
MUTEX_INIT();//初始化一个mutex对象listMutex
FD_ZERO(&readFds);//初始化readFds，看来Ril会使用select来做多路IO复用
//下面的timer_list和pending_list分别是两个队列
init_list(&timer_list);//初始化timer_list，任务插入的时候按时间排序
init_list(&pending_list);//初始化pendling_list，保存每次需要执行的任务
/*
watch_table（监控表）定义如下：
static struct ril_event * watch_table[MAX_FD_EVENTS];
其中MAX_FD_EVENTS的值为8。监控表主要用来保存那些FD已经加入到readFDs中的
任务。
*/
memset(watch_table, 0, sizeof(watch_table));
}
此ril_event_init函数没什么新鲜的内容。任务在代码中的对等物Ril_event结构的代码，如下所示：
[-->Ril_event.h]
struct ril_event {
structril_event *next;
structril_event *prev;//next和prev将ril_event组织成了一个双向链表
intfd; //该任务对应的文件描述符，以后简称FD。
intindex; //这个任务在监控表中的索引
/*
是否永久保存在监控表中，一个任务处理完毕后将根据这个persist参数来判断
是否需要从监控表中移除。
*/
boolpersist;
structtimeval timeout; //该任务的执行时间
ril_event_cb func; //任务函数
void*param; //传给任务函数的参数
};
ril_event_init刚初始化完任务队列，下面就有地方添加任务了。
（2）任务加入队列
下面这两行代码初始化一个FD为s_wakeupfd_event的任务，并将其加入到监控表中：
/*
s_wakeupfd_event定义为一个静态的ril_event，ril_event_set函数将初始化它的
FD为管道的读端，任务函数ril_event_cb对应为processWakeupCallback，
并设置persist为true
*/
ril_event_set (&s_wakeupfd_event, s_fdWakeupRead,true,
processWakeupCallback, NULL);
//来看这个函数：
rilEventAddWakeup (&s_wakeupfd_event);
rilEventAddWakeup比较有意思，来看这个函数;
[-->Ril.cpp]
static void rilEventAddWakeup(struct ril_event*ev) {
ril_event_add(ev);//ev指向一条任务
triggerEvLoop();
}
//直接看ril_event_add函数和triggerEvLoop函数。
void ril_event_add(struct ril_event * ev)
{
......
MUTEX_ACQUIRE();//锁保护
for (int i =0; i < MAX_FD_EVENTS; i++) {
//从监控表中找到第一个空闲的索引，然后把这个任务加到监控表中，
//index表示这个任务在监控中的索引
if(watch_table[i] == NULL) {
watch_table[i] = ev;
ev->index = i;
......
//将任务的FD加入到readFds中，这是select使用的标准方法
FD_SET(ev->fd, &readFds);
if (ev->fd >= nfds) nfds = ev->fd+1;
......
break;
}
}
MUTEX_RELEASE();
......
}
//再来看triggerEvLoop函数，这个更简单了:
static void triggerEvLoop() {
intret;
/*
s_tid_dispatch是工作线程eventLoop的线程ID，pthread_self返回调用线程的线程ID。
由于这里调用triggerEvLoop的就是eventLoop自己，所以不会走if 分支。但是可以看看
里面的内容。
*/
if(!pthread_equal(pthread_self(), s_tid_dispatch)) {
do{
//s_fdWakeupWrite为匿名管道的写端口，看来触发eventLoop工作的条件就是
//往这个端口写一点数据了。
ret = write (s_fdWakeupWrite, " ", 1);
}while (ret < 0 && errno == EINTR);
}
}
一般的线程间通信使用同步对象来触发，而rild是通过往匿名管道写数据来触发工作线程工作的。
（3）ril_event_loop的分析
来看最后一个关键函数ril_event_loop，其代码如下所示：
[-->Ril.cpp]
void ril_event_loop()
{
int n;
fd_setrfds;
structtimeval tv;
structtimeval * ptv;
for(;;) {
memcpy(&rfds, &readFds,sizeof(fd_set));
/*
根据timer_list来计算select函数的等待时间，timer_list已经
按任务的执行时间排好序了。
*/
if(-1 == calcNextTimeout(&tv)) {
ptv = NULL;
}else {
ptv = &tv;
}
......;
//调用select进行多路IO复用
n= select(nfds, &rfds, NULL, NULL, ptv);
......
//将timer_list中那些执行时间已到的任务移到pending_list队列。
processTimeouts();
//从监控表中转移那些有数据要读的任务到pending_list队列，如果任务的persisit不为
//true，则同时从监控表中移除这些任务
processReadReadies(&rfds, n);
//遍历pending_list，执行任务的任务函数。
firePending();
}
}
根据对ril_event_Loop函数的分析可知，Rild支持两种类型的任务：
· 定时任务。它的执行由执行时间决定，和监控表没有关系，在Ril.cpp中由ril_timer_add函数添加。
· 非定时任务，也叫Wakeup Event。这些任务的FD将加入到select的读集合（readFDs）中，并且在监控表中存放了对应的任务信息。它们触发的条件是这些FD可读。对于管道和Socket来说，FD可读意味着接收缓冲区中有数据，这时调用recv不会因为没有数据而阻塞。
对于处于listen端的socket来说，FD可读表示有客户端连接上了，此时需要调用accept接受连接。
2. RIL_startEventLoop小结
总结一下RIL_startEventLoop的工作。从代码中看，这个函数将启动一个比较重要的工作线程eventLoop，该线程主要用来完成一些任务处理，而目前还没有给它添加任务。
9.3.3 RIL_Init的分析
下面看第二个关键函数RIL_Init。这个函数必须由动态库实现，对于下面这个例子来说，它将由RefRil库实现，这个函数定义在Reference_ril.c中：
[-->Reference_ril.c]
pthread_t s_tid_mainloop;//看来又会创建一个线程
//动态库必须实现的RIL_Init函数。
const RIL_RadioFunctions *RIL_Init(const structRIL_Env *env,
int argc, char **argv)
{
intret;
int fd= -1;
intopt;
pthread_attr_t attr;
s_rilenv = env; //将外部传入的env保存为s_rilenv。
......//一些参数处理，不必管它
pthread_attr_init (&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
//创建一个工作线程mainLoop
ret =pthread_create(&s_tid_mainloop, &attr, mainLoop, NULL);
/*
s_callbacks也为一个结构体
staticconst RIL_RadioFunctions s_callbacks = {
RIL_VERSION, //RIL的版本
onRequest, //下面是一些函数指针
currentState,
onSupports,
onCancel,
getVersion
};
*/
return&s_callbacks;
}
RefRil的RIL_Init函数比较简单，主要有三项工作要做：
· 保存Rild传入的RIL_Env结构体。
· 创建一个叫mainLoop的工作线程。
· 返回一个RIL_RadioFunctions的结构体。
上面的RIL_Env和RIL_RadioFunctions结构体，就是Rild架构中用来隔离通用代码和厂商相关代码的接口。先来看RIL_RadioFunctions，这个结构体由厂商的动态库实现，它的代码如下：
//函数指针定义
typedef void (*RIL_RequestFunc) (int request,void *data,
size_tdatalen, RIL_Token t);
typedef RIL_RadioState(*RIL_RadioStateRequest)();
typedef int (*RIL_Supports)(int requestCode);
typedef void (*RIL_Cancel)(RIL_Token t);
typedef void (*RIL_TimedCallback) (void *param);
typedef const char * (*RIL_GetVersion) (void);
typedef struct {
intversion; //RIL的版本
//通过这个接口可向BP提交一个请求，注意这个函数的返回值为空，这是为什么？
RIL_RequestFunc onRequest;
RIL_RadioStateRequest onStateRequest;//查询BP的状态
RIL_Supports supports;
RIL_CancelonCancel;
//查询动态库的版本，RefRil库中该函数的实现将返回字符串”android reference-ril 1.0”
RIL_GetVersion getVersion;
} RIL_RadioFunctions;
对于上面的结构体，应重点关注函数onRequest，它被Rild用来向动态库提交一个请求，也就是说，AP向BP发送请求的接口就是它，但是这个函数却没有返回值，那么该请求的执行结果是怎么得到的呢？
这里不卖关子，直接告诉大家。Rild架构中最大的特点就是采用了异步请求/处理的方式。这种方式和异步I/O有异曲同工之妙。那么什么是异步请求/处理呢？它的执行流程如下：
· Rild通过onRequest向动态库提交一个请求，然后返回去做自己的事情。
· 动态库处理这个请求，请求的处理结果通过回调接口通知。
这种异步请求/处理的流程和酒店的MorningCall服务很类似，具体相似之处如下所示：
· 在前台预约了一个Morning Call，这好比向酒店提交了一个请求。预约完后，就可以放心地做自己的事情了。
· 酒店登记了这个请求，记录是哪个房间申请的服务，然后由酒店安排工作人员值班，这些都是酒店对这个请求的处理，作为房客则无须知道处理细节。
· 第二天早上，约好的时间一到，酒店给房客打电话，房客就知道这个请求被处理了。为了检查一下宾馆服务的效果，最好是拿表看看接到电话的时间是不是之前预约的时间。
这时，读者对异步请求/处理机制或许有了一些直观的感受。那么，动态库是如何通知请求的处理结果的呢？这里用到了另外一个接口RIL_Env结构，它的定义如下所示：
[-->Ril.h]
struct RIL_Env {
//动态库完成一个请求后，通过下面这个函数通知处理结果，其中第一个参数标明是哪个请求
//的处理结果
void(*OnRequestComplete)(RIL_Token t, RIL_Errno e,
void *response,size_t responselen);
//动态库用于进行unsolicited Response通知的函数
void(*OnUnsolicitedResponse)(int unsolResponse, const void *data,
size_t datalen);
//给Rild提交一个超时任务
void*(*RequestTimedCallback) (RIL_TimedCallback callback,
void *param,const struct timeval *relativeTime);
//从Rild的超时任务队列中移除一个任务
void(*RemoveTimedCallback) (void *callbackInfo);
};
结合图9-7和上面的分析可以发现，Rild在设计时将请求的应答接口和动态库的通知接口都放在了RIL_Env结构体中。
关于Rild和动态库的交互接口就分析到这里。相信读者已经明白其中的原理了。下面来看RefRil库创建的工作线程mainLoop。
1. 工作线程mainLoop的分析
RefRil库的RIL_Init函数会创建一个工作线程mainLoop，其代码如下所示：
[-->Reference_Ril.c]
static void *
mainLoop(void *param)
{
intfd;
intret;
......
/*
为AT模块设置一些回调函数，AT模块用来和BP交互，对于RefRil库来说,AT模块就是对
串口设备通信的封装，这里统称为AT模块。
*/
at_set_on_reader_closed(onATReaderClosed);
at_set_on_timeout(onATTimeout);
for(;;) {
fd= -1;
//下面这个while循环的目的是为了得到串口设备的文件描述符，我们省略其中的一些内容
while (fd < 0) {
if (s_port > 0) {
fd = socket_loopback_client(s_port, SOCK_STREAM);
} else if (s_device_socket) {
if (!strcmp(s_device_path, "/dev/socket/qemud")) {
......
} else if (s_device_path != NULL) {
fd = open (s_device_path, O_RDWR);
if ( fd >= 0 && !memcmp( s_device_path,"/dev/ttyS", 9 ) ) {
struct termios ios;
tcgetattr( fd, &ios );
ios.c_lflag = 0;
tcsetattr( fd, TCSANOW,&ios );
}
}
......
}
s_closed = 0;
//①打开AT模块，传入一个回调函数onUnsolicited
ret = at_open(fd, onUnsolicited);
......
//②下面这个函数向Rild提交一个超时任务，该任务的处理函数是initializeCallback
RIL_requestTimedCallback(initializeCallback,NULL, &TIMEVAL_0);
sleep(1);
/*
如果AT模块被关闭，则waitForClose返回，但是该线程并不会退出，而是从for循环那
开始重新执行一次。所以这个mainLoop工作线程是用来监控AT模块的，一旦它被关闭，就
需要重新打开。也就是说不允许AT模块被关闭。
*/
waitForClose();
......
}
}
可以看到，mainLoop的工作其实就是初始化AT模块，并监控AT模块，一旦AT模块被关闭，那么mainLoop就要重新打开并初始化它。这几项工作主要由at_open和超时任务的处理函数initializeCallback完成。
（1）at_open分析
来看at_open这个函数，其代码如下所示：
[-->Atchannle.c]
int at_open(int fd, ATUnsolHandler h)
{
//at_open的第一个参数是一个代表串口设备的文件描述符。
intret;
pthread_t tid;
pthread_attr_t attr;
s_fd =fd;
s_unsolHandler = h;
s_readerClosed = 0;
s_responsePrefix = NULL;
s_smsPDU = NULL;
sp_response = NULL;
......//和电源管理相关的操作
pthread_attr_init (&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
//创建一个工作线程readerLoop，这个线程的目的就是从串口设备读取数据
ret =pthread_create(&s_tid_reader, &attr, readerLoop, &attr);
......
return0;
}
at_open函数会另外创建一个工作线程readerLoop，从名字上看，它会读取串口设备。下面来看它的工作，代码如下所示：
[-->Atchannle.c]
static void *readerLoop(void *arg)
{
for(;;) {
const char * line;
line = readline(); //从串口设备读取数据
......
if(isSMSUnsolicited(line)) {
char *line1;
const char *line2;
line1 = strdup(line);
line2 = readline();
if (line2 == NULL) {
break;
}
if (s_unsolHandler != NULL) {
s_unsolHandler (line1, line2);//调用回调，处理SMS的通知
}
free(line1);
}else {
//处理接收到的数据，也就是根据line中的AT指令调用不同的回调
processLine(line);
}
......//电源管理相关
//这个线程退出前会调用通过at_set_on_reader_closed设置的回调函数，以通知
//AT模块关闭
onReaderClosed();
returnNULL;
}
readerLoop工作线程比较简单，就是从串口设备中读取数据，然后进行处理。这些数据有可能是solicited response，也有可能是unsolicited response，具体的处理函数我们在后续的实例分析中再来介绍，下面我们看第二个函数RIL_requestTimedCallback。
（2）initializeCallback的分析
在分析initializeCallback函数前，我们先看看RefRil向Rild提交超时任务的RIL_requestTimedCallback函数，它其实是一个宏，不过这个宏比较简单，就是封装了RIL_Env结构体中对RequestTimedCallback函数的调用，代码如下所示：
#define RIL_requestTimedCallback(a,b,c) \
s_rilenv->RequestTimedCallback(a,b,c)
//向Rild提交一个超时处理函数
下面我们看看Rild实现的这个RequestTimedCallback函数，代码如下所示。
[-->Ril.cpp]
extern "C" void *
RIL_requestTimedCallback (RIL_TimedCallbackcallback, void *param,
const structtimeval *relativeTime) {
returninternalRequestTimedCallback (callback, param, relativeTime);
}
/*
调用internalRequestTimedCallback，其实就是构造一个Ril_event事件然后加入到
timer_list，并触发event_loop工作线程执行
*/
static UserCallbackInfo * internalRequestTimedCallback(
RIL_TimedCallback callback, void *param,
const structtimeval *relativeTime)
{
structtimeval myRelativeTime;
UserCallbackInfo *p_info;
p_info= (UserCallbackInfo *) malloc (sizeof(UserCallbackInfo));
p_info->p_callback = callback;
p_info->userParam = param;
if(relativeTime == NULL) {
memset (&myRelativeTime, 0, sizeof(myRelativeTime));
} else{
memcpy (&myRelativeTime, relativeTime, sizeof(myRelativeTime));
}
ril_event_set(&(p_info->event), -1, false, userTimerCallback,p_info);
//将该任务添加到timer_list中去
ril_timer_add(&(p_info->event), &myRelativeTime);
triggerEvLoop(); //触发eventLoop线程
returnp_info;
}
从上面的代码可知，RIL_requestTimedCallback函数就是向eventLoop提交一个超时任务，这个任务的处理函数则为initialCallback，下面直接来看该函数的内容，如下所示。
[-->Reference_ril.c]
static void initializeCallback(void *param)
{
/*
这个函数就是通过发送一些AT指令来初始化BP中的无线通信Modem，不同的modem可能有
不同的AT指令。这里仅列出部分代码。
*/
ATResponse *p_response = NULL;
interr;
setRadioState (RADIO_STATE_OFF);
at_handshake();
......
err =at_send_command("AT+CREG=2", &p_response);
......
at_response_free(p_response);
at_send_command("AT+CGREG=1", NULL);
at_send_command("AT+CCWA=1", NULL);
......
if(isRadioOn() > 0) {
setRadioState (RADIO_STATE_SIM_NOT_READY);
}
......
}
2. RIL_Init的总结
RIL_Init函数由动态库提供，以上面RefRil库的代码为参考，这个函数执行完后，将完成RefRil库的几项重要工作，它们是：
· 创建一个mainLoop工作线程，mainLoop线程的任务是初始化AT模块，并监控AT模块，一旦AT模块被关闭，则会重新初始化AT模块。
· AT模块内部会创建一个工作线程readerLoop，该线程的作用是从串口设备中读取信息，也就是直接和BP打交道。
· mainLoop通过向Rild提交超时任务，完成了对Modem的初始化工作。
在Rild的main函数中还剩下最后一个关键函数RIL_register没有分析了，下面来看看它。
9.3.4 RIL_register的分析
1. 建立对外通信的链路
RIL_register函数将创建两个监听端socket，它们的名字分别是：
· “rild”：这个socket用来和Java层的应用通信。这一点与Vold中的MountService类似。
· “rild-debug”：这个socket用来接收测试程序的测试命令。
下面来看RIL_register函数的代码，如下所示：
[-->Ril.cpp]
extern "C" void RIL_register (constRIL_RadioFunctions *callbacks) {
//RIL_RadioFunctions结构体由RefRil库输出
intret;
intflags;
......//版本检测
if(s_registerCalled > 0) {
return;
}
//拷贝这个结构体的内容到s_callbacks变量中。
memcpy(&s_callbacks, callbacks, sizeof (RIL_RadioFunctions));
s_registerCalled = 1;
//Rild定义了一些Command，这里做一个小小的检查
for(int i = 0; i < (int)NUM_ELEMS(s_commands); i++) {
assert(i == s_commands[i].requestNumber);
}
for(int i = 0; i < (int)NUM_ELEMS(s_unsolResponses); i++) {
assert(i + RIL_UNSOL_RESPONSE_BASE
== s_unsolResponses[i].requestNumber);
}
......
//start listen socket
#if 0
......
#else
//SOCKET_NAME_RIL的值为“Ril”，这个socket由init进程根据init.rc的配置创建
s_fdListen = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL);
......
//监听
ret =listen(s_fdListen, 4);
......
#endif
/*
构造一个非超时任务，处理函数是listenCallback。这个任务会保存在监控表中，一旦它的FD
可读就会导致eventLoop的select函数返回。根据前面的介绍可知，listen端的socket
可读表示有客户connect上。由于该任务的persist被设置为false，待listenCallback
处理完后，这个任务就会从监控表中移除。也就是说下一次select的readFDs中将不会有
这个监听socket了，这表明Rild只支持一个客户端的连接。
*/
ril_event_set (&s_listen_event, s_fdListen, false,
listenCallback, NULL);
//触发eventLoop工作
rilEventAddWakeup (&s_listen_event);
#if 1
/*
Rild为了支持调试，还增加了一个Ril_debug的socket，这个socket专门用于
测试程序发送测试命令
*/
s_fdDebug = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL_DEBUG);
ret =listen(s_fdDebug, 4);
......
//添加一个非超时任务，该任务对应的处理函数是debugCallback，它是专门用来处理测试命令的。
ril_event_set (&s_debug_event, s_fdDebug, true,
debugCallback, NULL);
rilEventAddWakeup (&s_debug_event);
#endif
}
根据上面的分析，如果有一个客户端connect上Rild，eventLoop就会被触发，并且对应的处理函数listenCallback会被调用，下面就去看看这个函数的实现。
[-->Ril.cpp]
static void listenCallback (int fd, short flags,void *param) {
intret;
interr;
intis_phone_socket;
RecordStream *p_rs;
structsockaddr_un peeraddr;
socklen_t socklen = sizeof (peeraddr);
structucred creds;
socklen_t szCreds = sizeof(creds);
structpasswd *pwd = NULL;
//接收一个客户端的连接，并将返回的socket保存在s_fdCommand中
s_fdCommand = accept(s_fdListen, (sockaddr *) &peeraddr,&socklen);
......
errno= 0;
is_phone_socket = 0;//权限控制，判断连接的客户端有没有对应的权限。
......//如果没有对应的权限则中止后面的流程
//设置这个socket为非阻塞，所以后续的send/recv调用都不会阻塞
ret =fcntl(s_fdCommand, F_SETFL, O_NONBLOCK);
......
/*
p_rs为RecordStream类型，它内部会分配一个缓冲区来存储客户端发来的数据，
这些都是socket编程常用的做法。
*/
p_rs =record_stream_new(s_fdCommand, MAX_COMMAND_BYTES);
/*
构造一个新的非超时任务，这样在收到来自客户端的数据后就会由eventLoop调用对应的
处理函数processCommandsCallback了。
*/
ril_event_set (&s_commands_event, s_fdCommand, 1,
processCommandsCallback, p_rs);
rilEventAddWakeup (&s_commands_event);
onNewCommandConnect();//作一些后续处理，有兴趣的读者可以看看。
}
2. RIL_register小结
RIL_register函数的主要功能是初始化了两个用来和外部进程通信的socket，并且向eventLoop添加了对应的任务。
至此，Rild的main函数就都分析完了。下面对main函数进行总结。
9.3.5 Rild main函数的总结
前面所有的内容都是在main函数中处理的，下面给出main函数执行后的结果，如图9-9所示：
图9-9 Rild main函数执行后的结果示意图
其中：
· Rild和RefRil库的交互通过RIL_Env和RIL_RadioFunctions这两个结构体来完成。
· Rild的eventLoop处理任务。对于来自客户端的任务，eventLoop调用的处理函数是processCommandsCallback。
· RefRil库的readerLoop用来从串口设备中读取数据。
· RefRil库中的mainLoop用来监视readerLoop。
上图画出的模块都是静态的，前面提到的异步请求/处理的工作方式不能体现出来。那么，来分析一个实例，看看这些模块之间是如何配合与联动的。
9.3.6 Rild实例的分析
其实，Rild没什么难度，相信见识过Audio和Surface系统的读者都会有同感。但Java层的Phone应用及相关的Telephony模块却相当复杂，这里不去讨论Phone的实现，而是通过实例来分析一个电话是如何拨打出去的。这个例子和Rild有关的东西比较简单，但在分析代码的路途上，读者可以领略到Java层Phone代码的复杂。
1. 创建Phone
Android支持GSM和CDMA两种Phone，到底创建哪种Phone呢？来看PhoneApp.java是怎么做的：
[-->PhoneApp.java]
public void onCreate() {
......
if(phone == null) {
//创建一个Phone，这里使用了设计模式中的Factory（工厂）模式
PhoneFactory.makeDefaultPhones(this);
phone = PhoneFactory.getDefaultPhone();
......
}
工厂模式的好处在于，将Phone（例如代码中的GSMPhone或CDMAPhone）创建的具体复杂过程屏蔽起来了，因为用户只关心工厂的产出物Phone，而不关心创建过程。通过工厂模式可降低使用者和创建者代码之间的耦合性，即使以后增加TDPhone，使用者也不需要修改太多的代码。
下面来看这个Phone工厂：
[-->PhoneFactory.java]
public static void makeDefaultPhones(Context context){
makeDefaultPhone(context);//调用makeDefaultPhone函数，直接去看看
}
public static void makeDefaultPhone(Contextcontext) {
synchronized(Phone.class) {
......
//根据系统设置获取通信网络的模式
intnetworkMode = Settings.Secure.getInt(context.getContentResolver(),
Settings.Secure.PREFERRED_NETWORK_MODE,preferredNetworkMode);
intcdmaSubscription =
Settings.Secure.getInt(context.getContentResolver(),
Settings.Secure.PREFERRED_CDMA_SUBSCRIPTION,
preferredCdmaSubscription);
//RIL这个对象就是rild socket的客户端，AT命令由它发送给Rild
sCommandsInterface= new RIL(context, networkMode,cdmaSubscription);
int phoneType =getPhoneType(networkMode);
if(phoneType == Phone.PHONE_TYPE_GSM) {
//先创建GSMPhone，然后创建PhoneProxy，这里使用了设计模式中的Proxy模式
sProxyPhone = new PhoneProxy(newGSMPhone(context,
sCommandsInterface,sPhoneNotifier));
}else if (phoneType == Phone.PHONE_TYPE_CDMA) {
//创建CDMAPhone
sProxyPhone = new PhoneProxy(new CDMAPhone(context,
sCommandsInterface,sPhoneNotifier));
}
sMadeDefaults = true;
}
}
}
假设创建的是GSMPhone，makeDefaultPhones函数将返回PhoneProxy对象，不过这是一个代理Phone，具体工作还是会由GSMPhone完成。
Phone创建完后，就要拨号了。
2. Dial拨号
Phone应用提供了一个PhoneUtils类，最终的拨号是由它完成的：
[-->PhoneUtils.java]
static int placeCall(Phone phone, String number,Uri contactRef) {
int status = CALL_STATUS_DIALED;
try {
//调用Phone的dial函数，这个Phone的真实类型是PhoneProxy,number就是电话号码
Connectioncn = phone.dial(number);
......
}
......
}
前面说过，PhoneProxy代理的对象是GSMPhone，直接去看它的dial函数：
[-->GSMPhone.java]
public Connection
dial(String dialString) throws CallStateException {
returndial(dialString, null);//调用另外一个dial函数
}
public Connection dial (String dialString,UUSInfo uusInfo)
throws CallStateException {
StringnewDialString = PhoneNumberUtils.stripSeparators(dialString);
if (mmi== null) {
//mCT是GsmCallTrack类型，调用它的dial函数。
returnmCT.dial(newDialString, uusInfo);
} elseif (mmi.isTemporaryModeCLIR()) {
returnmCT.dial(mmi.dialingNumber, mmi.getCLIRMode(), uusInfo);
}
......
}
又调用GSMCallTrack的dial函数，它的代码如下所示：
[-->GSMCallTrack.java]
Connection dial (String dialString, intclirMode, UUSInfo uusInfo)
throws CallStateException {
......
//构造一个GsmConnection对象
pendingMO = newGsmConnection(phone.getContext(), dialString,
this, foregroundCall);
hangupPendingMO = false;
/*
cm对象的真实类型就是我们前面提到的RIL类，它实现了CommandInterface。
下面将调用它的dial函数。
*/
cm.dial(pendingMO.address, clirMode, uusInfo,
obtainCompleteMessage());
......
returnpendingMO;
}
3. Java层RIL类的分析
Phone应用是不是很复杂？从创建Phone开始，颇费周折才来到了Java层的RIL类，RIL将是Rild中rild socket的唯一客户端。下面来认识一下RIL。
（1）RIL的架构
RIL的构造函数的代码如下所示。
[-->RIL.java]
public RIL(Context context, int networkMode, intcdmaSubscription) {
super(context);
mCdmaSubscription =cdmaSubscription;
mNetworkMode = networkMode;
//创建一个HandlerThread，从名字上看它是用来发送消息的
mSenderThread = new HandlerThread("RILSender");
mSenderThread.start();
Looper looper = mSenderThread.getLooper();
mSender = new RILSender(looper);
mReceiver = new RILReceiver();
//创建一个RILReceiver线程，从名字上看它是用来接收消息的
mReceiverThread = new Thread(mReceiver, "RILReceiver");
mReceiverThread.start();
......
}
那么和Rild中rild socket通信的socket是在哪创建的呢？答案是在接收线程中，其代码：
[-->RIL.java]
class RILReceiver implements Runnable {
byte[] buffer;
......
public void
run() {
int retryCount = 0;
try
mSocket = s;
int length = 0;
try {
InputStream is =mSocket.getInputStream();
for (;;) {
Parcel p;
//读数据
length = readRilMessage(is,buffer);
//解析数据
p = Parcel.obtain();
p.unmarshall(buffer, 0,length);
p.setDataPosition(0);
//处理请求，以后再看
processResponse(p);
p.recycle();
}
}
......
}
从上面代码中可知，RIL封装了两个线程：
· mSenderThread，用来向Rild发送消息。
· mReceiverThread，用来从Rild中接收消息。
待RIL创建后，dail函数该干什么呢？
（2）发送dail请求
dial的处理过程，其代码如下所示：
[-->RIL.java]
public void dial(String address, int clirMode,UUSInfo uusInfo, Message result) {
//创建一个Java层的RIL请求包
RILRequest rr =RILRequest.obtain(RIL_REQUEST_DIAL, result);
rr.mp.writeString(address);
rr.mp.writeInt(clirMode);
rr.mp.writeInt(0);
if(uusInfo == null) {
rr.mp.writeInt(0); // UUS information is absent
}else {
rr.mp.writeInt(1); // UUS information is present
rr.mp.writeInt(uusInfo.getType());
rr.mp.writeInt(uusInfo.getDcs());
rr.mp.writeByteArray(uusInfo.getUserData());
}
//发送数据
send(rr);
}
private void send(RILRequest rr) {
Messagemsg;
//发送EVENT_SEND消息，由mSender这个Handler处理
msg= mSender.obtainMessage(EVENT_SEND, rr);
acquireWakeLock();
msg.sendToTarget();//由发送线程处理
}
下面看handleMessage函数：
[-->RIL.java]
public void handleMessage(Message msg) {
RILRequest rr = (RILRequest)(msg.obj);//请求消息
RILRequestreq = null;
......
switch (msg.what) {
caseEVENT_SEND:
booleanalreadySubtracted = false;
try{
LocalSocket s;
s = mSocket; //这个mSocket就是和Rild通信的socket
/*
执行异步请求/处理时，请求方需要将请求包保存起来，待收到完成通知后再从请求队列
中找到对应的那个请求包并做后续处理。请求包一般会保存请求时的上下文信息。
以酒店的Morning Call服务为例。假设预约了7、8、9点的服务，那么当7点钟
接到电话时，一看表便知道是7点的那个请求完成了，而不是8点或9点的请求完成了。
这个7便是请求号的标示，而且完成通知必须回传这个请求号。至于上下文信息，则
保存在请求包中。例如酒店会在电话中通知说7点钟要开一个会，这个开会的信息是
预约服务的时候由你提供给酒店的。
保存请求包是异步请求/处理或异步I/O中常见的做法，不过这种做法有一个
很明显的缺点，就是当请求量比较大的时候，会占用很多内存来保存请求包信息。
*/
synchronized (mRequestsList) {
mRequestsList.add(rr);
}
byte[] data;
data = rr.mp.marshall();
rr.mp.recycle();
rr.mp = null;
......
s.getOutputStream().write(dataLength);
s.getOutputStream().write(data); //发送数据
}
......
}
至止，应用层已经通过RIL对象将请求数据发送了出去。由于是异步模式，请求数据发送出去后应用层就直接返回了，而且目前还不知道处理结果。那么Rild是如何处理这个请求的呢？
4. Rild处理请求的分析
根据前面对Rild的分析可知，当收到客户端的数据时会由eventLoop调用对应的任务处理函数进行处理，而这个函数就是processCommandsCallback。看它的代码：
（1）Rild接收请求
Rild接收请求的代码如下所示：
[-->Ril.cpp]
static void processCommandsCallback(int fd,short flags, void *param) {
RecordStream *p_rs;
void*p_record;
size_trecordlen;
intret;
//RecordStream为processCommandsCallback的参数，里面维护了一个接收缓冲区并
//有对应的缓冲读写位置控制
p_rs =(RecordStream *)param;
for(;;) {
/*
下面这个函数将从socket中read数据到缓冲区，并从缓冲区中解析命令。
注意，该缓冲区可能累积了多条命令，也就是说，客户端可能发送了多个命令，而
Rild通过一次read就全部接收到了。这个特性是由TCP的流属性决定的。
所以这里有一个for循环来接收和解析命令。
*/
ret = record_stream_get_next(p_rs, &p_record, &recordlen);
if(ret == 0 && p_record == NULL) {
/* end-of-stream */
break;
}else if (ret < 0) {
break;
}else if (ret == 0) {
//处理一条命令
processCommandBuffer(p_record, recordlen);
}
}
if(ret == 0 || !(errno == EAGAIN || errno == EINTR)) {
......//出错处理，例如socket read出错
}
}
每解析出一条命令，就调用processCommandBuffer函数进行处理，看这个函数：
[-->Ril.cpp]
static int processCommandBuffer(void *buffer,size_t buflen) {
Parcelp;
status_t status;
int32_t request;
int32_t token;
RequestInfo *pRI;
intret;
p.setData((uint8_t *) buffer, buflen);
status= p.readInt32(&request);
status= p.readInt32 (&token);
......
//s_commands定义了Rild支持的所有命令及其对应的处理函数
if(request < 1 || request >= (int32_t)NUM_ELEMS(s_commands)) {
......
return 0;
}
//Rild内部处理也是采用的异步模式，所以它也会保存请求，又分配一次内存。
pRI =(RequestInfo *)calloc(1, sizeof(RequestInfo));
pRI->token= token;
//s_commands是什么？
pRI->pCI = &(s_commands[request]);
//请求信息保存在一个单向链表中。
ret =pthread_mutex_lock(&s_pendingRequestsMutex);
pRI->p_next = s_pendingRequests;//p_next指向链表的后继结点
s_pendingRequests = pRI;
ret =pthread_mutex_unlock(&s_pendingRequestsMutex);
//调用对应的处理函数
pRI->pCI->dispatchFunction(p, pRI);
return0;
}
上面的代码中，出现了一个s_commands数组，它保存了一些CommandInfo结构，这个结构封装了Rild对AT指令的处理函数。另外Rild还定义了一个s_unsolResponses数组，它封装了unsolicited Response对应的一些处理函数。这两个数组，如下所示：
[-->Ril.cpp]
typedef struct {//先看看CommandInfo的定义
intrequestNumber; //请求号，一个请求对应一个请求号
//请求处理函数
void(*dispatchFunction) (Parcel &p, struct RequestInfo *pRI);
//结果处理函数
int(*responseFunction) (Parcel &p, void *response, size_tresponselen);
} CommandInfo;
//下面是s_commands的定义
static CommandInfo s_commands[] = {
#include "ril_commands.h"
};
//下面是s_unsolResponses的定义
static UnsolResponseInfo s_unsolResponses[] = {
#include "ril_unsol_commands.h" //这个头文件读者可以自己去看看
};
再来看ril_commands.h的定义：
[-->ril_commands.h]
, //除了第一条外，一共定义了103条CommandInfo
,
......
,//打电话的处理
......
, //发短信的处理
......
根据上面的内容可知，在Rild中打电话的处理函数是dispatchDial，它的结果处理函数是responseVoid。
（2）Rild处理请求
Rild处理请求的代码如下所示：
[-->Ril.c]
static void dispatchDial (Parcel &p,RequestInfo *pRI) {
RIL_Dial dial; //创建一个RIL_Dial对象，它存储打电话时所需要的一些参数。
RIL_UUS_Info uusInfo;
int32_t sizeOfDial;
int32_tt;
int32_t uusPresent;
status_t status;
memset(&dial, 0, sizeof(dial));
dial.address = strdupReadString(p);
status= p.readInt32(&t);
dial.clir = (int)t;
...... //中间过程我们略去
//调用RIL_RadioFunctions的onRequest函数，也就是向RefRil库发送一个请求。
s_callbacks.onRequest(pRI->pCI->requestNumber, &dial,sizeOfDial, pRI);
......
return;
}
下面去RefRil库，看这个onRequest的处理：
[-->Reference_Ril.c]
static void onRequest (int request, void *data,size_t datalen, RIL_Token t)
{
ATResponse *p_response;
interr;
......
switch(request) {
......
case RIL_REQUEST_DIAL: //打电话处理
requestDial(data, datalen, t);
break;
......
caseRIL_REQUEST_SEND_SMS: //发短信处理
requestSendSMS(data, datalen, t);
break;
default:
RIL_onRequestComplete(t, RIL_E_REQUEST_NOT_SUPPORTED, NULL, 0);
break;
}
}
//我们看看requestDial函数
static void requestDial(void *data, size_tdatalen, RIL_Token t)
{
RIL_Dial*p_dial;
char*cmd;
constchar *clir;
intret;
p_dial= (RIL_Dial *)data;
......
//at_send_command将往串口设备发送这条AT指令
ret =at_send_command(cmd, NULL);
free(cmd);
/*
对于dail请求，把数据发送给串口就算完成了，所以dial发送完数据后直接调用
RIL_onRequestComplete函数来通知请求处理的结果。而有一些请求需要先由
AT模块的readLoop线程从串口中读取BP的处理结果后再行通知。
*/
RIL_onRequestComplete(t, RIL_E_SUCCESS, NULL, 0);
}
看RIL_onRequestComplete函数，这个函数的实现由RIL_Env提供。
[-->Ril.c]
extern "C" void
RIL_onRequestComplete(RIL_Token t, RIL_Errno e,void *response,
size_t responselen) {
RequestInfo *pRI;
intret;
size_terrorOffset;
pRI= (RequestInfo *)t;
//由于已经收到了请求的处理结果，这表明该请求已经完成，所以需要从请求队列中去掉这个请求。
if(!checkAndDequeueRequestInfo(pRI)) {
}
......
if(pRI->cancelled == 0) {
Parcel p;
p.writeInt32 (RESPONSE_SOLICITED);
p.writeInt32 (pRI->token);
errorOffset = p.dataPosition();
p.writeInt32 (e);
if(response != NULL) {
//dial请求的responseFunction函数是responseVoid，读者可以看这个函数
ret =pRI->pCI->responseFunction(p, response, responselen);
if (ret != 0) {
p.setDataPosition(errorOffset);
p.writeInt32 (ret);
}
}
......
sendResponse(p);//将结果发送给Java的RIL
}
done:
free(pRI);
}
Rild内部也采用了异步请求/处理的结构，这样做有它的道理，因为有一些请求执行的时间较长，例如在信号不好的地方搜索网络信号往往会花费较长的时间。采用异步的方式，能避免工作线程阻塞在具体的请求函数中，从而腾出手来做一些别的工作。
（3）Java RIL处理完成的通知
Rild将dial请求的结果，通过socket发送给Java中的RIL对象。前面说过，RIL中有一个接收线程，它收到数据后会调用processResponse函数进行处理，看这个函数：
[-->RIL.java]
private void processResponse (Parcel p) {
int type;
type = p.readInt();
if(type == RESPONSE_UNSOLICITED) {
processUnsolicited (p);
}else if (type == RESPONSE_SOLICITED) {
processSolicited (p); //dial是应答式的，所以走这个分支
}
releaseWakeLockIfDone();
}
private void processSolicited (Parcel p) {
int serial, error;
boolean found = false;
serial= p.readInt();
error= p.readInt();
RILRequestrr;
//根据完成通知中的请求包编号从请求队列中去掉对应的请求，以释放内存
rr= findAndRemoveRequestFromList(serial);
Objectret = null;
if(error == 0 || p.dataAvail() > 0) {
try {
switch (rr.mRequest) {
......
//调用responseVoid函数处理结果
caseRIL_REQUEST_DIAL: ret = responseVoid(p);break;
......
if (rr.mResult != null) {
/*
RILReceiver线程将处理结果投递到一个Handler中，这个Handler属于
另外一个线程，也就是处理结果最终将交给另外一个线程做后续处理，例如切换界面显示等工作，
具体内容就不再详述了。为什么要投递到别的线程进行处理呢？因为RILReceiver
负责从Rild中接收数据，而这个工作是比较关键的，所以这个线程除了接收数据外，最好
不要再做其他的工作了。
*/
AsyncResult.forMessage(rr.mResult, ret,null);
rr.mResult.sendToTarget();
}
rr.release();
}
实例分析就到此为止。相信读者已经掌握了Rild的精髓。
9.3.7 Rild总结
从整体来说，Rild并不复杂，其程序框架非常清晰，它和其他系统惟一不同的是，Rild采用了异步请求/处理的工作方式，而异步方式对代码编写能力的要求是几种I/O模式中最高的。读者在阅读Rild这一节内容时，要牢记异步处理模式的流程。
另外，和Rild对应的Java中的Phone程序非常复杂，个人甚至觉得有些过于复杂了。读者如有兴趣，可以看看Phone的代码，写得很漂亮，其中也使用了很多设计模式方面的东西，但我觉得这个Phone应用在设计上，还有很多地方可以改进。这一点，在拓展思考部分再来讨论。
9.4 拓展思考
本章的拓展思考包括，嵌入式系统的存储知识介绍以及Phone应用改进探讨两部分。
9.4.1 嵌入式系统的存储知识介绍
用adb shell登录到我的G7手机上，然后用mount查看信息后，会得到如图9-10所示的结果：
图9-10 mount命令的执行结果
其中，可以发现系统的几个重要的分区，例如/system对应的设备是mtdblock3，那么mtdblock是什么呢？
1. MTD的介绍②
Linux系统提供了MTD（Memory Technology Device，内存技术设备）系统来建立针对Flash设备的统一、抽象的接口，也就是说，有了MTD，就可以不用考虑不同Flash设备带来的差异了，这一点和FBD（FrameBuffer Device）的作用很类似。下面看Linux MTD的系统层次图，如图9-11所示。
图9-11 Linux MTD系统层次图
从上图中可以看出：
· MTD将文件系统与底层的Flash存储器进行了隔离，这样应用层就无须考虑真实的硬件情况了。
· 图9-11中的mtdblock表示MTD块设备。
有了MTD后，就不用关心Flash是NOR还是NAND了。另外，我们从图9-10“mount命令的执行结果”中还可看见mount指定的文件系统中有一个yaffs2，它又是什么呢？
2. Flash文件系统③
先来说说Flash的特性。常见的文件系统（例如FAT32、NTFS、Ext2等）是无法直接用在Flash设备上的，因为无法重复地在Flash的同一块存储位置上做写入操作（必须事先擦除该块后才能写入）。为了能够在Flash设备上使用这些文件系统，必须透过一层转换层（TranslationLayer），将逻辑块地址对应到Flash存储器的物理地址上，以便系统能把Flash当做普通的磁盘处理，可称这一层为FTL（Flash Translation Layer）。Flash转换层的示意图如图9-12所示：
图9-12 FTL和NFTL
从上图中可以看到：
· 如果想使用FAT32或NTFS文件系统，必须通过FTL或NTFL进行转换，其中FTL针对NORFlash，而NTFL针对NAND Flash。
· 尽管有了FTL，但毕竟多了一层处理，这样对I/O效率的影响较大，所以人们开发了专门针对Flash的文件系统，其中YAFFS就是应用比较广泛的一种。
YAFFS是Yet Another Flash File System的简称，目前有YAFFS和YAFFS2两个版本。这两个版本的主要区别是，YAFFS2可支持大容量的NADN Flash，而YAFFS只支持页的大小为512字节的NAND Flash。YAFFS使用OOB（Out Of Bind）来组织文件的结构信息，所以在Vold代码中，可以见到OOB相关的字样。
关于嵌入式存储方面的知识就介绍到这里。有兴趣深入了解的读者可阅读有关驱动开发方面的书籍。
3. Android mtd设备的介绍
这里以我的HTC G7手机为例，分析Android系统中MTD设备的使用情况。
通过adb cat /proc/mtd，得到图9-13所示的MTD设备的使用情况：
图9-13 G7 MTD设备使用情况
这几个设备对应存储空间的大小和作用如下：
· MTD0，主要用于存储开机画面。此开机画面在Android系统启动前运行，由Bootloader调用，大小为1MB。
· MTD1，存储恢复模式的镜像，大小为4.5MB。
· MTD2，存储kernel镜像，大小为3.25MB。
· MTD3，存储sytem镜像，该分区挂载在/system目录下，大小为250MB。
· MTD4，缓冲临时文件，该分区挂载在/cache目录下，大小为40MB。
· MTD5，存储用户安装的软件和一些数据，我的G7把这个设备挂载在/mnt/asec/mtddata目录下，大小为150.75MB。
注意，上面的设备和挂载点与具体的机器及所刷的ROM有关。
9.4.2 Rild和Phone改进探讨
在使用G7的时候，最不满意的就是，群发短信的速度太慢，而且有时会出现ANR的情况，就G7的硬件配置来说，按理不至于发生这种情况。原因究竟何在？通过对Rild和Phone的分析认为，原因和Rild以及Phone的设计有些许关系，下面来探讨一下这个问题。
以Rild和RefRil库为例，来分析Rild和Phone的设计上有哪些特点和问题。注意，这里，将短信程序和Phone程序统称为Phone。
· Rild没有使用Binder通信机制和Phone进行交互，这一点，虽感觉较奇怪，不过也好理解，因为实现一个用Socket进行IPC通信的架构，比用Binder要简单，至少代码量要少一些。
· Rild使用了异步请求/处理的模式，这种模式对于Rild来说是合适的。因为一个请求的处理可能耗时很长，另外一点就是Rild会收到来自BP的unsolicited Response。
· Phone这个应用也使用了异步模式。其实，这也好理解，因为Phone和Rild采用了Socket进行通信，如把Phone中的Socket看做是Rild中的串口设备，就发现这个Phone竟然是Rild在Java层的翻版。这样设计有问题吗？其明显缺陷就是一个请求消息在Java层的Phone中要保存一个，传递到Rild中还要保存一个。另外，Phone和Rild交互的是AT命令。这种直接使用AT命令的方式，对以后的扩展和修改都会造成不少麻烦。
· 再来看群发短信问题。群发短信的实现，就是同一个信息发送到不同的号码。对于目前Phone的实现而言，就是一个for循环中调用一个发送函数，参数中仅有号码不同，而短信内容是一样的。这种方式是否太浪费资源了呢？假设群发目标人数为二百个，那么Java层要保存二百个请求信息，而Rild层也要保存二百个请求信息。并且Rild每处理一个命令就会来一个完成通知。对于群发短信功能来说，本人更关心的是，所有短信发送完后的统一结果，而非单条短信发送的结果。
以上是我关于Rild和Phone设计特点的一些总结。如果由我来实现Phone，该怎么做呢？这里，愿将自己的一些想法与读者分享。
· 在Phone和Rild的进程间通信上，将使用Binder机制。这样，需首先定义一个Phone和Rild通信的接口，这个接口的内容和Rild提供的服务有关，例如定义一个dial函数，定义一个sendSMS函数。除此之外，需要定义Rild向Phone回传Response的通知接口。也就是说，Rild直接利用Binder回调Phone进程中的函数，把结果传过去。采用Binder至少有三个好处。第一，Phone和Rild的交互基于接口函数，就不用在Phone中做AT命令的转换了，另外基于接口的交互使得程序的可扩展性也得到了提高。第二，可以定义自己的函数，例如提供一个函数用来实现群发短信，通过这个函数可将一条短信内容和多个群发目标打包传递给Rild，然后由Rild自己去解析成多条AT命令进行处理。第三，Phone代码将会被精简不少。
· 在内存使用方面，有可能Phone和Rild都需保存请求，这时可充分利用共享内存的优势，将请求信息保存在共享内存中。这样，可减少一部分内存使用。另外，这块内存中存储的信息可能需要使用一定的结构来组织，例如采用优先级队列。这样，那些优先级高的请求就能首先得到处理了。
以上是本人在研究Rild和Phone代码过程中一些不成熟的想法，希望能引起读者共同的思考。读者还可以参考网上名为《RIL设计思想解析》的一篇文章。
9.5 本章小结
本章对Vold和Rild两个重要的daemon程序进行了分析。其中：
· Vold负责Android平台上存储系统的管理和控制。重点关注Vold的两方面的内容，一是它如何接收和处理来自内核的Uevent事件，一是如何处理来自Java层MountService的请求。
· Rild是Android平台上的射频通信控制中枢，接打电话、收发短信等，都需要Rild的参与。对Rild的架构进行了重点分析，尤其对异步请求/响应的知识进行了较详细的介绍。另外，还分析了Phone中拨打电话的处理流程。
本章拓展部分，首先介绍了嵌入式系统中和存储，文件系统相关的知识。另外，还探讨了Phone和Rild设计的特点以及可以改进的某些地方。
① 该书中文版名为《UNIX网络编程第3版.第1卷,套接字联网API》，人民邮电出版社，2009年版
② 参考资料为《Linux设备驱动开发详解》，宋宝华，第530页-531页，人民邮电出版社，2008年。
③ 参考资料为《Linux设备驱动开发详解》，宋宝华，第556页-560页，人民邮电出版社，2008年。