Android5.0 vold-啓動過程

概述

該篇文章主要講解vold是如何啓動的,以及內部組件間的關係javascript

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Android5.0 vold-總體架構
Android5.0 vold-註冊過程(上)
Android5.0 vold-註冊過程(下)java

啓動流程

vold總體架構能夠知道, vold是個native程序,而且有三部分組成,首先來看下這個程序的入口node

程序入口

android系統的啓動會先去解析init.rc文件,因此首先來看看init.rcandroid

service vold /system/bin/vold
    class core socket vold stream 0660 root mount ioprio be 2複製代碼

從init.rc (/system/core/rootdir/init.rc)裏面能夠看出,vold可執行文件位置在手機系統的/system/bin/vold.
那/system/bin/vold這個可執行程序是由哪些c文件編譯而成的,讓咱們再來看看它的mk文件,位於/system/vold/Android.mkapi

LOCAL_SRC_FILES := \
    main.cpp \
    $(common_src_files)
LOCAL_MODULE := libvold複製代碼

這樣就根據init.rc和Android.mk文件找到vold的入口是在源碼目錄system/vold/main.cpp裏面架構

對象實例化

首先來看看main.cpp的main函數socket

int main() {
   ...   
  /* Create our singleton managers */   
  if (!(vm = VolumeManager::Instance())) {       
      SLOGE("Unable to create VolumeManager");     
      exit(1);   
  };

  if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) {       
     SLOGE("Unable to create NetlinkManager");       
     exit(1);    
  };

  cl = new CommandListener();
  vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);    
  nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);

  if (vm->start()) {
       SLOGE("Unable to start VolumeManager (%s)", strerror(errno));       
       exit(1);   
  }

  if (process_config(vm)) {       
      SLOGE( "Error reading configuration (%s)... continuing anyways",strerror(errno));    
  }
  ...  
  if (nm->start()) {       
      SLOGE("Unable to start NetlinkManager (%s)", strerror(errno));
      exit(1);   
  }
  ... 
  if (cl->startListener()) {       
    SLOGE("Unable to start CommandListener (%s)", strerror(errno));       
    exit(1);   
  }
}複製代碼

看Instance方法名就能夠得知,vm和nm使用了單例模式實例化了對象,跳過他們,來看看new CommandListener作了些什麼事情.
在new CommandListener的時候,這裏會先調用父類FrameworkListener的構造方法,而後在註冊須要監聽的命令(registerCmd),若是沒有註冊,systemserver發過來的命令是沒法獲取的函數

CommandListener::CommandListener():FrameworkListener("vold", true) {    
    registerCmd(new DumpCmd());    
    ...  
    registerCmd(new FstrimCmd());
};複製代碼

由於FrameworkListener又是繼承自SocketListener,再來看看SocketListener的構造方法oop

FrameworkListener::FrameworkListener(constchar*socketName, boolwithSeq) : SocketListener(socketName, true, withSeq) {    
       init(socketName, withSeq);}

SocketListener::SocketListener(constchar*socketName, boollisten{    
       init(socketName, -1, listen, false);
}複製代碼

init函數並無作實際的事情,只是實例化了一些對象以備後面使用
接着日後看,查看源碼能夠發現,vm->start()並無作什麼事情,而是直接返回了0.
那咱們來看看process_config作了什麼事情post

加載配置

process_config函數以下

#define FSTAB_PREFIX "/fstab."
static int process_config(VolumeManager *vm) {  
    ...    
    property_get("ro.hardware", propbuf, "");    
    snprintf(fstab_filename, sizeof(fstab_filename), FSTAB_PREFIX"%s", propbuf);    
    fstab = fs_mgr_read_fstab(fstab_filename);  
      ... 
    /* Loop through entries looking for ones that vold manages */    
    for(i = 0; i < fstab->num_entries; i++) {       
          if (fs_mgr_is_voldmanaged(&fstab->recs[i])) {           
             DirectVolume *dv = NULL;           
               ...            
              vm->addVolume(dv);        
          }    
    }
}複製代碼

經過getprop命令能夠知道ro.hardware的值爲qcom,因此這裏fstab_filename爲fstab.qcom(注:這裏可能根據不一樣的廠商會有不一樣的fstab文件)。
經過調用fs_mgr_read_fstab函數,獲得一個fatab的結構體。而後遍歷fstab的每一行,把每個掛載分區實例化一個DirectVolume對象 而後加入到VolumeManager的管理中去。
來看看fstab長什麼樣子

# Android fstab file.
#<src>                                                  <mnt_point>         <type>    <mnt_flags and options>                              <fs_mgr_flags>
# The filesystem that contains the filesystem checker binary (typically /system) cannot
# specify MF_CHECK, and must come before any filesystems that do specify MF_CHECK
/dev/block/mtdblock0                                    /system             ext4      ro,barrier=1                                         wait
/dev/block/mtdblock1                                    /data               ext4      noatime,nosuid,nodev,barrier=1,nomblk_io_submit      wait,check
/dev/block/mtdblock2                                    /cache              ext4      noatime,nosuid,nodev  wait,check
/devices/platform/goldfish_mmc.0                        auto                vfat      defaults                                             voldmanaged=sdcard:auto複製代碼

開始監聽

VolumeManager

通過前面一系列的操做,該實例化的對象已經實例化好了,須要作的準備工做也已經完成了,如今是萬事俱備只欠東風了。
咱們來看下開啓整個系統運做的按鈕cl->startListener, startListener的實現是在父類SocketListener裏面

int SocketListener::startListener(intbacklog) {   
     ... 
    if ((mSock = android_get_control_socket(mSocketName)) < 0) {    
          ...    
          if (mListen && listen(mSock, backlog) < 0) {   
               ...    
               if(pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this)) {   
                        ...
               }
         }
   }
}複製代碼

這裏mSocketName的值爲vold,也就是前面FrameworkListener中傳進來的參數經過調用android_get_control_socket函數產生一個socket文件,而且調用listen方法監聽,這裏是基本的socket通訊的寫法。 而後啓用了一個線程pthread_create,而且執行了threadStart方法,threadStart方法也只是執行了runListener方法而已

void SocketListener::runListener() {    
    while(1) {
          ...        
          int fd = (*it)->getSocket();       
          ...
          if((rc = select(max + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL)) < 0 {            
                ...            
               sleep(1);           
                 continue;        
          } else if (!rc)        ...          
               c = accept(mSock, &addr, &alen);        
               ...
               mClients->push_back(newSocketClient(c, true,mUseCmdNum));       
         }        
                ...          
                SocketClient* c = *it;       
                ...
                if(!onDataAvailable(c)) {
                    release(c, false);          
                }
}複製代碼

這裏就是等待socket的寫端寫入數據,而後讀出相應的數據(eg 以前經過registerCmd註冊的一些命令)作相應的操做這個方法很簡單,當寫入端有數據寫入的時候,accept方法會獲得寫入的數據,封裝爲一個SocketClient對象而後調用onDataAvailable方法來處理獲得的數據值得一提的是爲了達到節省CPU的效果,這裏使用了select方法,該方法會使線程阻塞住,直到read_fds有數據的時候才喚醒.

onDataAvailable的實現是在子類FrameworkListener中,最終會調用dispatchCommand方法
該方法又最終會調用以前註冊的命令的runCommand方法這裏
vold的VolumeManager大體流程)已經講完了

NetlinkManager

NetlinkManager和VolumeManager十分類似,都只是作了一個監聽的動做,咱們來看看實現,從它的start方法看起仍是使用了socket方法創建一個socket,bind一個地址,在實例化一個NetlinkHandler對象

int NetlinkManager::start() {    
      ... 
       if((mSock = socket(PF_NETLINK, SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT)) < 0){    
        ...    
          if (setsockopt (mSock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz)) < 0) {    ...    
          if (setsockopt (mSock, SOL_SOCKET, SO_PASSCRED, &on, sizeof(on)) < 0) {    ...    
          if (bind (mSock, (structsockaddr *) &nladdr, sizeof(nladdr)) < 0) {   
               ...
              mHandler = new NetlinkHandler(mSock);   
               if(mHandler->start()) {   
               ...
}複製代碼

查看代碼能夠發現NetlinkHandler繼承自NetlinkHandler,而NetlinkHandler又是繼承自SocketListener的。這和VolumeManager的結構十分類似

NetlinkHandler::NetlinkHandler(intlistenerSocket) : NetlinkListener(listenerSocket){
}
NetlinkListener::NetlinkListener(intsocket) : SocketListener(socket, false) {    
      mFormat = NETLINK_FORMAT_ASCII;
}複製代碼

NetlinkHandler的start方法最終會調用到SocketListener的startListener方法
這個方法在以前已經作過介紹,這裏不在講解,主要做用就是監聽socket端口,當有信息的時候調用onDataAvailable方法
這裏會將mBuffer的值封裝爲一個NetlinkEvent對象,而後調用onEvent
onEvent最終會調用到VolumeManager的handleBlockEvent方法

bool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient *cli){   
     ...
     count =TEMP_FAILURE_RETRY(
                      uevent_kernel_multicast_uid_recv(  socket, mBuffer, sizeof(mBuffer), &uid));    
    ...    
    NetlinkEvent *evt = newNetlinkEvent();    
    if (evt->decode(mBuffer, count, mFormat)){       
           onEvent(evt);   
     }   
     ...
}

voidNetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt) {   
     VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();    
      ...   
     vm->handleBlockEvent(evt);
}複製代碼

咱們來看看VolumeManager的handleBlockEvent方法
這裏遍歷了mVolumes,分別調用每一個volume對象的handleBlockEvent方法
前面已經講過process_config方法會解析fstab.qcom文件,並調用VolumeManager的addVolume添加volume
每個volume都是DirectVolume,因此最後調用到DirectVolume的handleBlockEvent方法

static int process_config (VolumeManager *vm){ 
     ...  
     DirectVolume *dv = NULL;  
     ...  
     vm->addVolume(dv);
}
void VolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt) {   
     ... 
     for (it = mVolumes->begin(); it != mVolumes->end(); ++it) {       
          if(!(*it)->handleBlockEvent(evt)) {   
              ..
          }
      }
}複製代碼

handleBlockEvent會根據kernel傳遞過來的NetlinkEvent中的action作出相應的動做而後調用sendBroadcast通知上層kernel發出的信號

int DirectVolume::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt) {
    ...
    int action = evt->getAction();
    ...
    if (action == NetlinkEvent::NlActionAdd) {
          ...
    if (!strcmp(devtype, "disk")) {
        handleDiskAdded(dp, evt);
    } else {
        handlePartitionAdded(dp, evt);
    }s
    mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(ResponseCode::VolumeDiskInserted,msg, false);
      ...
    } else if (action == NetlinkEvent::NlActionRemove) {
        ...
    }else  if (action == NetlinkEvent::NlActionChange) {
    ...
   }
}複製代碼

流程圖

一圖勝千言,上文中有關鍵的代碼流程,能夠結合流程圖來看纔能有一個總體的概念

start_brief.jpeg
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