Android磁盘管理-之vold源码分析(2)

作者：gzshun. 原创作品，转载请标明出处！

Vold是Android系统处理磁盘的核心部分，取代了原来Linux系统中的udev，主要用来处理Android系统的热插拔存储设备。在Android2.2以后的系统中，vold源码已经移到了system目录下，vold目录包含以下源码：
├── Android.mk
├── Asec.h
├── CleanSpec.mk
├── CommandListener.cpp
├── CommandListener.h
├── Devmapper.cpp
├── Devmapper.h
├── DirectVolume.cpp
├── DirectVolume.h
├── Fat.cpp
├── Fat.h
├── hash.h
├── logwrapper.c
├── Loop.cpp
├── Loop.h
├── main.cpp
├── NetlinkHandler.cpp
├── NetlinkHandler.h
├── NetlinkManager.cpp
├── NetlinkManager.h
├── Process.cpp
├── Process.h
├── ResponseCode.cpp
├── ResponseCode.h
├── vdc.c
├── VoldCommand.cpp
├── VoldCommand.h
├── Volume.cpp
├── Volume.h
├── VolumeManager.cpp
├── VolumeManager.h
├── Xwarp.cpp
└── Xwarp.h


先简要说明一下类的继承关系，vold中比较重要的有以下几个类：
三大管理类：VolumeManager,CommandListener,NetlinkManager
其他处理类：Volume,DirectVolume,NetlinkHandler,Fat,ResponseCode
其他相关的类：NetlinkListener,SocketListener

1.VolumeManager管理Volume类；
2.DirectVolume类继承于Volume类，保存着磁盘信息与操作函数；
3.NetlinkManager类负责与内核uevent事件通信，期间，使用到了NetlinkListener和SocketListener类的函数；
4.Fat是格式化sd卡的函数；
5.ResponseCode保存着vold向framework反馈的值。

本文讲解main.cpp文件的源代码：

int main() { /********************************************************************************** **以下三个类声明三个指针对象： **VolumeManager :管理所有存储设备(volume对象)； **CommandListener :监听Framework下发的消息，并分析命令，调用响应的操作函数； **NetlinkManager :监听Linux内核的热插拔事件，uevent事件 **********************************************************************************/ VolumeManager *vm; CommandListener *cl; NetlinkManager *nm; SLOGI("Vold 2.1 (the revenge) firing up"); /********************************************************************************** **在Linux系统，如scsi硬盘，U盘的设备节点默认生成在/dev/目录下，Android把这些设备 **节点改到了/dev/block/目录下。但随着热插拔事件的产生，设备节点(如sda,sdb)经常变换， **对于vold来说，可能有点麻烦，所以在/dev/block/下新建了一个名为vold的目录，存放sda, **sdb对应的设备节点，形如"8:0"。 **eg:sda 的主次设备号分别为8,0,于是vold就会在vold目录下创建名为"8:0"的节点，基于主次设备号 **命名，便于程序操作，增加了灵活性。 **********************************************************************************/ mkdir("/dev/block/vold", 0755); /********************************************************************************** **实例化vm对象，VolumeManager类调用自身的Instance函数，new了一个对象给vm。 **源码： VolumeManager *VolumeManager::Instance() { if (!sInstance) sInstance = new VolumeManager(); return sInstance; } **********************************************************************************/ if (!(vm = VolumeManager::Instance())) { SLOGE("Unable to create VolumeManager"); exit(1); }; /********************************************************************************** **实例化nm对象，NetlinkManager类调用自身的Instance函数，new了一个对象给nm。 **源码： NetlinkManager *NetlinkManager::Instance() { if (!sInstance) sInstance = new NetlinkManager(); return sInstance; } **********************************************************************************/ if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) { SLOGE("Unable to create NetlinkManager"); exit(1); }; /********************************************************************************** **实例化cl对象； **vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl); **setBroadcaster函数将VolumeManager的成员变量mBroadcaster设置成cl，这两个变量都是 **SocketListener的指针类型，命令执行状态广播函数就会调用这个SocketListener指针来调用 **SocketListener类的广播函数； **为什么SocketListener类能强制转换CommandListener类呢？ **原因：继承关系：CommandListener(子类) --> FrameworkListener(子类) --> SocketListener(父类) **将子类强制转换为父类是没错的。 **********************************************************************************/ cl = new CommandListener(); vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl); nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl); /********************************************************************************** **调用start函数启动存储设备的管理类，看了源码，这函数没干什么事，估计去哪打酱油了。 **源码： int VolumeManager::start() { return 0; } **********************************************************************************/ if (vm->start()) { SLOGE("Unable to start VolumeManager (%s)", strerror(errno)); exit(1); } /********************************************************************************** **process_config函数用来解析/etc/vold.fstab的配置文件，从代码可以看出，配置文件的参数 **以空格和制表格(Tab键)分隔；系统启动起来，分析该配置文件，挂载相应的分区，相当于 **Linux系统的/etc/fstab文件。 **********************************************************************************/ if (process_config(vm)) { SLOGE("Error reading configuration (%s)... continuing anyways", strerror(errno)); } /********************************************************************************** **nm对象调用start函数开启了一个线程，用来监听底层的uevent事件；这start函数干的事就 **多了，主要是打开一个udp套接字，循环监听底层事件。线程里面使用了Select函数来处理 **套接字，这设计到fd_set结构体等等的使用； **当捕获到uevent事件，vold会将该事件通知给Framework层，Framework进行判断，然后再 **下发操作命令。 **********************************************************************************/ if (nm->start()) { SLOGE("Unable to start NetlinkManager (%s)", strerror(errno)); exit(1); } coldboot("/sys/block"); /********************************************************************************** **下面是判断Android系统是否处于ums状态，ums是大容量存储的意思，这是Android系统 **的OTG功能。OTG是on-the-go的简称，主要提供与pc机的连接； **notifyUmsConnected函数将ums的状态通知给Framework层，于是Framework与UI配合，弹出 **一个与pc机连接的交互界面。 **********************************************************************************/ { FILE *fp; char state[255]; if ((fp = fopen("/sys/devices/virtual/switch/usb_mass_storage/state","r"))) { if (fgets(state, sizeof(state), fp)) { if (!strncmp(state, "online", 6)) { vm->notifyUmsConnected(true); } else { vm->notifyUmsConnected(false); } } else { SLOGE("Failed to read switch state (%s)", strerror(errno)); } fclose(fp); } else { SLOGW("No UMS switch available"); } } /********************************************************************************** **上面的准备工作已做完，现在是vold比较重要的一个处理线程； **startListener是CommandListener类的父类的函数，该函数用于开启监听线程，监听 **Framework层下发给vold的命令，然后调用相应的命令操作存储设备。 **********************************************************************************/ if (cl->startListener()) { SLOGE("Unable to start CommandListener (%s)", strerror(errno)); exit(1); } /********************************************************************************** **进入一个循环，让vold保持守护进程的状态； **vold的主要工作是由：nm->start()和cl->startListener()两个线程共同完成；这两个处理线程 **中间需要Framework来充当桥梁与boss的身份，Framework是管理这些磁盘的boss。 **********************************************************************************/ while(1) { sleep(1000); } SLOGI("Vold exiting"); exit(0); } /********************************************************************************** **以下这两个函数不重要，也就是打开/sys/block目录处理一些事情；这俩函数用来给vold打杂， **社会阶级比较低，o(∩_∩)o 哈哈。 **里面有几个函数是bionic库提供的，用得比较少。 **********************************************************************************/ static void do_coldboot(DIR *d, int lvl) { struct dirent *de; int dfd, fd; dfd = dirfd(d); fd = openat(dfd, "uevent", O_WRONLY); if(fd >= 0) { write(fd, "add\n", 4); close(fd); } while((de = readdir(d))) { DIR *d2; if (de->d_name[0] == '.') continue; if (de->d_type != DT_DIR && lvl > 0) continue; fd = openat(dfd, de->d_name, O_RDONLY | O_DIRECTORY); if(fd < 0) continue; d2 = fdopendir(fd); if(d2 == 0) close(fd); else { do_coldboot(d2, lvl + 1); closedir(d2); } } } static void coldboot(const char *path) { DIR *d = opendir(path); if(d) { do_coldboot(d, 0); closedir(d); } } /********************************************************************************** **该函数用来解析/etc/vold.fstab配置文件，文本的处理； **可能不同的源码版本，有点差异； **strsep是字符串的分割函数，可以看出该函数是以" \t"来分割(\t前面有一空格)，分割空格 **或制表格，所以配置文件里面空格与tab键来分割都行； **strsep不是ANSI C的函数，但它用来取代strtok函数，strtok是线程不安全的函数。 **********************************************************************************/ static int process_config(VolumeManager *vm) { FILE *fp; int n = 0; char line[255]; 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"))) { SLOGE("Error parsing type"); goto out_syntax; } if (!(label = strsep(&next, " \t"))) { SLOGE("Error parsing label"); goto out_syntax; } if (!(mount_point = strsep(&next, " \t"))) { SLOGE("Error parsing mount point"); goto out_syntax; } if (!strcmp(type, "dev_mount")) { DirectVolume *dv = NULL; char *part, *sysfs_path; if (!(part = strsep(&next, " \t"))) { SLOGE("Error parsing partition"); goto out_syntax; } if (strcmp(part, "auto") && atoi(part) == 0) { SLOGE("Partition must either be 'auto' or 1 based index instead of '%s'", part); goto out_syntax; } /********************************************************************************** **如果配置文件指定为auto，则为自动挂载存储设备，在实例化DirectVolume的对象，传递-1 **进去，否则将分区序数part传进去； **********************************************************************************/ if (!strcmp(part, "auto")) { dv = new DirectVolume(vm, label, mount_point, -1); } else { dv = new DirectVolume(vm, label, mount_point, atoi(part)); } while((sysfs_path = strsep(&next, " \t"))) { /********************************************************************************** **将存储设备在/sys/对应的路径添加进PathCollection容器，该容器为“char *”类型； **在/sys/里面可以获取到存储设备的热插拔事件，所以DirectVolume类的主要工作就是针对 **这里去获取uevent事件的； **DirectVolume::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt)函数去得到这些事件，主要还是 **NetlinkListener类从内核捕获到的。 **********************************************************************************/ if (dv->addPath(sysfs_path)) { SLOGE("Failed to add devpath %s to volume %s", sysfs_path, label); goto out_fail; } } /********************************************************************************** **如果在配置文件有找到正确的挂载参数，那么就会将DirectVolume的对象添加到VolumeCollection **容器中，该容器存放着Volume*类型的数据，VolumeManager的对象vm是用来管理这些存储设备的； **一块存储设备就会实例化一个Volume对象，但对于手机来说，一般只能识别到一张SD卡。 **********************************************************************************/ vm->addVolume(dv); } else if (!strcmp(type, "map_mount")) { } else { SLOGE("Unknown type '%s'", type); goto out_syntax; } } fclose(fp); return 0; /********************************************************************************** **从这个main函数的出错处理可以看出，系统源码经常使用到这种高效性的goto技巧，goto在 **系统中的出错处理用得很频繁，可以说几乎每个文件都使用到了goto跳转函数； **很多文章或者教材，经常反面性的批判goto的不规则，但从这些外国的开源代码可以看出， **那些牛人都很喜欢用goto，利用了goto来处理出错情况的技巧，显得很漂亮； **我觉得，要从实用性的角度来评论这些语言的优缺点，并不能用否认的说法来解释，这样才能 **不断地进步； **所以，如果在出错处理非常多的情况下，使用goto是使代码更可读，减少重复的出错判断的 **代码量。 **********************************************************************************/ out_syntax: SLOGE("Syntax error on config line %d", n); errno = -EINVAL; out_fail: fclose(fp); return -1; }

下篇文章开始从main函数的入口点深入分析流程。。