Android 7.0 存儲系統—Vold與MountService分析（一）（轉 Android 9.0 分析）

Android的存儲系統（一）

看了很長時間Vold存儲模塊的相關知識，也死扣了一段時間的Android源碼，發現Android存儲系統所涉及的函數調用，以及Kernel與上層之間的Socket傳輸真的是讓人頭疼，除了須要整理整個架構的原理之外，還要反覆看源碼，真真的鬱悶。 鬱悶之餘，仍是打算把本身看過的經驗之貼和參考資料進行整理，以帖子的形式發出來，供碼神們參考，有不對的地方請指正，咱們互相交流，下面就進入主題。

Android的存儲系統主要由：SystemServer進程中的MountService和Vold進程中的VolumeManager組成。

它們管理着系統的存儲設備，執行各類操做，如：mount、unmount、format等。

圖1 Android存儲系統架構圖

圖2 Android存儲系統原理圖

【重要組成分析】

一、NetlinkManager

     全稱是NetlinkManager.cpp位於Android 4.x 源碼位置/system/vold/NetlinkManager.cpp。

     該類的主要經過引用NetlinkHandler類中的onEvent()方法來接收來自內核的事件消息，NetlinkHandler位於/system/vold/NetlinkHandler.cpp。

二、VolumeManager

     全稱是VolumeManager.cpp位於Android 4.x源碼位置/system/vold/VolumeManager.cpp。該類的主要做用是接收通過NetlinkManager處理事後的事件消息。

     由於咱們這裏是SD的掛載，所以通過NetlinkManager處理事後的消息會分爲五種，分別是：block、switch、usb_composite、battery、power_supply。

     這裏SD卡掛載的事件是block。

三、DirectVolume

     位於/system/vold/DirectVolume.cpp。該類的是一個工具類，主要負責對傳入的事件進行進一步的處理。

     block事件又能夠分爲：Add、Removed、Change、Noaction這四種。

四、Volume

     位於/system/vold/Volume.cpp，該類是負責SD卡掛載的主要類。Volume.cpp主要負責檢查SD卡格式，以及對複合要求的SD卡進行掛載，並經過Socket將消息SD卡掛載的消息傳遞給NativeDaemonConnector。

五、CommandListener

     該類位於位於/system/vold/CommandListener.cpp，經過vold socket與NativeDaemonConnector通訊。

六、NativeDaemonConnector

     該類位於frameworks/base/services/java/com.android.server/NativeDaemonConnector.java。該類用於接收來自Volume.cpp 發來的SD卡掛載消息並向上傳遞。

七、MountService

     位於frameworks/base/services/java/com.android.server/MountService.java。

     MountService是一個服務類，該服務是系統服務，提供對外部存儲設備的管理、查詢等。在外部存儲設備狀態發生變化的時候，該類會發出相應的通知給上層應用。在Android系統中這是一個很是重要的類。

八、StorageManaer

     位於frameworks/base/core/java/andriod/os/storage/StorageManager.java。

     在該類的說明中有提到，該類是系統存儲服務的接口。在系統設置中，有Storage相關項，同時Setting也註冊了該類的監聽器。

     而StorageManager又將本身的監聽器註冊到了MountService中，所以該類主要用於上層應用獲取SD卡狀態。

 

【SD卡掛載流程】

一、Kernel發出SD卡插入uevent消息。

二、NetlinkHandler::onEvent()接收內核發出的uevent並進行解析。

三、VolumeManager::handleBlockEvent()處理通過第二步處理後的事件。

四、接下來調用DirectVolume::handleBlockEvent()。

在該方法中須要注意亮點： （1）程序首先會遍歷mPath容器，尋找與event對應的sysfs_path是否存在於mPath容器中； （2）針對event中的action有4種處理方式：Add、Removed、Change、Noaction。

 

 

 

 

五、通過上一步以後會調用DirectVolume::handleDiskAdded()方法，該方法中會廣播disk insert消息。

六、SocketListener::runListener()會接收DirectVolume::handleDiskAdded()廣播的消息。該方法主要完成對event中數據的獲取，經過Socket。

七、調用FrameworkListener::onDataAvailable()方法處理接收到的消息內容。

八、FrameworkListener::dispatchCommand()該方法用於分發指令。

九、在FrameworkListener::dispatchCommand()方法中，經過runCommand()方法去調用相應的指令。

十、在/system/vold/CommandListener.cpp中有runCommand()的具體實現。在該類中能夠找到這個方法：CommandListener::VolumeCmd::runCommand()，從字面意思上來看這個方法就是對Volume分發指令的解析。該方法中會執行「mount」函數：vm>mountVolume(arg[2])。

十一、mountVolume(arg[2])在VolumeManager::mountVolume()中實現，在該方法中調用v>mountVol()。

十二、mountVol()方法在Volume::mountVol()中實現，該函數是真正的掛載函數。(在該方法中，後續的處理都在該方法中，在Mount過程當中會廣播相應的消息給上層，經過setState()函數)。

1三、setState(Volume::Checking);廣播給上層，正在檢查SD卡，爲掛載作準備。

1四、Fat::check();SD卡檢查方法，檢查SD卡是不是FAT格式。

1五、Fat::doMount()掛載SD卡。

至此，SD的掛載已算初步完成，接下來應該將SD卡掛載後的消息發送給上層，在13中也提到過，在掛載以及檢查的過程當中其實也有發送消息給上層的。

 

1六、MountService的構造函數中會開啓監聽線程，用於監聽來自vold的socket信息。

     Thread thread = new Thread(mConnector,VOLD_TAG); thread.start();

1七、mConnector是NativeDaemonConnector的對象，NativeDaemonConnector繼承了Runnable並Override了run方法。在run方法中經過一個while(true)調用ListenToSocket()方法來實現實時監聽。

1八、在ListenToSocket()中，首先創建與Vold通訊的Socket Server端，而後調用MountService中的onDaemonConnected()方法。

1九、onDaemonConnected()方法是在接口INativeDaemonConnectorCallbacks中定義的，MountService實現了該接口並Override了onDaemonConnected()方法。該方法開啓一個線程用於更新外置存儲設備的狀態，主要更新狀態的方法也在其中實現。

20、而後回到ListenToSocket中，經過inputStream來獲取Vold傳遞來的event，並存放在隊列中。

2一、而後這些event會在onDaemonConnected()經過隊列的」隊列.take()」方法取出。並根據不一樣的event調用updatePublicVolumeState()方法，在該方法中調用packageManagerService中的updateExteralState()方法來更新存儲設備的狀態。

2二、更新是經過packageHelper.getMountService().finishMediaUpdate()方法來實現的。

2三、在updatePublicVolumeState()方法中，更新後會執行以下代碼：

       bl.mListener.onStorageStateChanged();

在Android源碼/packages/apps/Settings/src/com.android.settings.deviceinfo/Memory.java代碼中，實現了StorageEventListener 的匿名內部類，並Override了onStorageStateChanged()方法。所以在updatePublicVolumeState()中調用onStorageStateChanged()方法後，Memory.java中也會收到。在Memory.java中收到之後會在Setting界面進行更新,系統設置—存儲中會更新SD卡的狀態。從而SD卡的掛載從底層到達了上層。

 

在下一個帖子中我會對Vold模塊的源碼以及MountService服務進行分析，包括main函數、NetlinkManager、NetlinkHandler、處理block類型的uevent、處理MountService命令、VolumeManager、NativeDaemonConnector等源碼，很快就會與你們見面，感謝支持，歡迎交流與指正！