Vold 介绍

Vold(volume Daemon)，即Volume守护进程，用来管理Android中存储类的热拔插事件，处于Kernel和Framework之间，是两个层级连接的桥梁。vold 代码路径为： system/vold 和 /system/core/libsysutils/src

Vold 分析

分析代码时，首先要看编译脚本即Android.bp，通过Android.bp 可以看出代码的组织关系，如何编译的。可以看出核心是 vold 这个可执行文件，主要入口为main.cpp，那我们就分析 main.cpp

Android.bp 文件
cc_binary {name: "vold",defaults: ["vold_default_flags","vold_default_libs",],srcs: ["main.cpp"],static_libs: ["libvold"],init_rc: ["vold.rc","wait_for_keymaster.rc",],
}

1. main.cpp

可以看出，主要实例化 VolumeManager NetlinkManager，并调用 VolumeManager NetlinkManager VoldNativeService onStart() 方法。

main.cpp
int main(int argc, char** argv) {// log初始化android::base::InitLogging(argv, android::base::LogdLogger(android::base::SYSTEM));VolumeManager *vm;NetlinkManager *nm;parse_args(argc, argv);//参数解析mkdir("/dev/block/vold", 0755);// 获取实例，并调用 start() 方法vm = VolumeManager::Instance();nm = NetlinkManager::Instance();vm->start();android::vold::VoldNativeService::start();nm->start();android::IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}

2. VolumeManager

system/vold/VolumeManager.cpp
int VolumeManager::start() {unmountAll();Devmapper::destroyAll();Loop::destroyAll();// 通过 EmulatedVolume 完成对 "/data/media" 初始化mInternalEmulated = std::shared_ptr<android::vold::VolumeBase>(new android::vold::EmulatedVolume("/data/media"));mInternalEmulated->create();updateVirtualDisk();
}

3. NetlinkManager

通过 Netlink 与 kernel 进行通信，并new NetlinkHandler对象，并调用 start()方法。

重点在 NetlinkHandler，该类集成关系如下：NetlinkHandler -> NetlinkListener -> SocketListener

system/vold/NetlinkManager.cpp
NetlinkManager *NetlinkManager::sInstance = NULL;
NetlinkManager *NetlinkManager::Instance() {if (!sInstance)sInstance = new NetlinkManager();return sInstance;
}int NetlinkManager::start() {//PF_NETLINK: Netlink 用于在内核模块与在用户地址空间中的进程之间传递消息mSock = socket(PF_NETLINK, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC,NETLINK_KOBJECT_UEVENT)setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz)；setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &sz, sizeof(sz);setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_PASSCRED, &on, sizeof(on)bind(mSock, (struct sockaddr *) &nladdr, sizeof(nladdr);//重点，new NetlinkHandler对象，并调用 start()方法mHandler = new NetlinkHandler(mSock);mHandler->start();
}

4. NetlinkHandler

NetlinkHandler 继承于 NetlinkListener，而NetlinkHandler start() 方法，调用 this->startListener();
该方法必然是父类 NetlinkListener 的方法，继续跟踪代码。

system/vold/NetlinkHandler.hclass NetlinkHandler: public NetlinkListener {public:int start(void);int stop(void);private:virtual void onEvent(NetlinkEvent *evt);}

system/vold/NetlinkHandler.cppNetlinkHandler::NetlinkHandler(int listenerSocket) :NetlinkListener(listenerSocket) {}int NetlinkHandler::start() {return this->startListener();}int NetlinkHandler::stop() {return this->stopListener();}void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt) {VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();const char *subsys = evt->getSubsystem();if (std::string(subsys) == "block") {vm->handleBlockEvent(evt);}}

5. NetlinkListener

NetlinkListener 继承于 NetlinkListener，而且NetlinkListener 没有实现 startListener方法，那么该方法应该是其父类实现，继续跟踪。

system/core/libsysutils/include/sysutils/NetlinkListener.hclass NetlinkListener : public SocketListener {virtual bool onDataAvailable(SocketClient *cli);virtual void onEvent(NetlinkEvent *evt) = 0;}system/core/libsysutils/src/NetlinkListener.cppNetlinkListener::NetlinkListener(int socket) :SocketListener(socket, false) {mFormat = NETLINK_FORMAT_ASCII;}bool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient *cli){int socket = cli->getSocket();count = TEMP_FAILURE_RETRY(uevent_kernel_recv(socket,mBuffer, sizeof(mBuffer), require_group, &uid));NetlinkEvent *evt = new NetlinkEvent();if (evt->decode(mBuffer, count, mFormat)) {onEvent(evt);}}

6. SocketListener

终于找到 startListener()方法的实现类。startListener() 方法通过 pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this) 创建单独线程，线程执行方法为 threadStart()，所以会走到 threadStart()方法。

threadStart() 方法有调用 SocketListener类的 runListener() 方法，runListener() 方法主要通过 select() read() 方法获取事件信息，并放入 pendingList 链表中，最后逐个调用链表元素中的 onDataAvailable() 方法，而该方法在 SocketListener 类中是纯虚函数，必须由子类进行实现，所以到 NetlinkListener 继续分析。

由 NetlinkListener 分析可知，其实现了 onDataAvailable() 方法，该方法通过uevent_kernel_recv 获取 kernel 的uevent 事件，并最终调用 onEvent() 方法。同样 onEvent() 方法在 NetlinkListener 类中是纯虚函数，所以必须由其子类 NetlinkHandler 实现，所以到 NetlinkHandler 继续分析。

由 NetlinkHandler 分析可知，其实现了 onEvent() 方法，并通过 VolumeManager实例调用其 handleBlockEvent() 方法，我们到 VolumeManager类继续分析。

system/core/libsysutils/include/sysutils/SocketListener.hclass SocketListener {public:int startListener();int stopListener();protected:virtual bool onDataAvailable(SocketClient *c) = 0;private:static void *threadStart(void *obj);void runListener();void init(const char *socketName, int socketFd, bool listen, bool useCmdNum);}

system/core/libsysutils/src/SocketListener.cppvoid SocketListener::runListener() {SocketClientCollection pendingList;while(1){for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {int fd = (*it)->getSocket();FD_SET(fd, &read_fds);}rc = select(max + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL)TEMP_FAILURE_RETRY(accept4(mSock, nullptr, nullptr, SOCK_CLOEXEC));mClients->push_back(new SocketClient(c, true, mUseCmdNum));for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {SocketClient* c = *it;int fd = c->getSocket();if (FD_ISSET(fd, &read_fds)) {pendingList.push_back(c);}}while (!pendingList.empty()) {it = pendingList.begin();SocketClient* c = *it;onDataAvailable(c))}}}void *SocketListener::threadStart(void *obj) {SocketListener *me = reinterpret_cast<SocketListener *>(obj);me->runListener();}int SocketListener::startListener(int backlog) {if (mListen && listen(mSock, backlog) < 0) mClients->push_back(new SocketClient(mSock, false, mUseCmdNum));pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this)}

7. VolumeManager

VolumeManager 类 handleBlockEvent 根据 NetlinkEvent 类型不同调用不同的方法。类型有kAdd，kChange，kRemove，分别对应设备新增，设备变更，设备移除操作。以kAdd 为例分析，其调用 handleDiskAdded() 方法，该方法调用 <android::vold::Disk> 的 create()方法，继续进行跟踪。

system/vold/VolumeManager.cppvoid VolumeManager::handleDiskAdded(const std::shared_ptr<android::vold::Disk>& disk) {disk->create();mDisks.push_back(disk);}void VolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt) {switch (evt->getAction()) {case NetlinkEvent::Action::kAdd: {auto disk = new android::vold::Disk(eventPath, device,source->getNickname(), flags);handleDiskAdded(std::shared_ptr<android::vold::Disk>(disk));}case NetlinkEvent::Action::kChange: {handleDiskChanged(device);}case NetlinkEvent::Action::kRemove: {handleDiskRemoved(device);}}}

8. Disk.cpp

其中 create() 方法通过 VolumeManager::Instance()->getListener() 获取 listener 并调用 onDiskCreated() 通知到 java StorageManagerService中，这是如何实现的我们继续分析。

system/vold/model/Disk.cppstatus_t Disk::create() {CHECK(!mCreated);mCreated = true;auto listener = VolumeManager::Instance()->getListener();if (listener) listener->onDiskCreated(getId(), mFlags);readMetadata();readPartitions();return OK;}

9. getListener 实现分析

可以看到 VolumeManager 中实现 getListener() 方法，但是也仅是返回了 mListerner 变量，该变量是在 setListener() 中设置的，通过函数参数可以看出其通过 AIDL 实现了这样的调用。

system/vold/VolumeManager.hvoid setListener(android::sp<android::os::IVoldListener> listener) { mListener = listener; }android::sp<android::os::IVoldListener> getListener() { return mListener; }void handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt);

10. IVold.aidl 接口

system/vold/binder/android/os/IVold.aidlpackage android.os;import android.os.IVoldListener;import android.os.IVoldTaskListener;interface IVold {void setListener(IVoldListener listener);void onUserAdded(int userId, int userSerial);void onUserRemoved(int userId);void mount(@utf8InCpp String volId, int mountFlags, int mountUserId);void unmount(@utf8InCpp String volId);void format(@utf8InCpp String volId, @utf8InCpp String fsType);void checkEncryption(@utf8InCpp String volId);void mkdirs(@utf8InCpp String path);void fbeEnable();void mountDefaultEncrypted();void unlockUserKey(int userId, int userSerial, @utf8InCpp String token, @utf8InCpp String secret);void lockUserKey(int userId);}

11. StorageManagerServie

StorageManagerServie 在connect() 方法中，通过ServiceManager获取 vold 服务，并获取到binder 对象，最后通过 setListener(mListener)方法，其中 mListener 为 private final IVoldListener mListener = new IVoldListener.Stub() ，所以在 Disk.cpp 中 listener 为 StorageManagerService 设置的 listener，其 listener->onDiskCreated(getId(), mFlags) 也会调用到 StorageManagerService 中 IVoldListener.Stub 中方法。

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/StorageManagerService.javaimport android.os.IVold;import android.os.IVoldListener;import android.os.IVoldTaskListener;private void connect() {IBinder binder = ServiceManager.getService("storaged");mStoraged = IStoraged.Stub.asInterface(binder);binder = ServiceManager.getService("vold");mVold = IVold.Stub.asInterface(binder);mVold.setListener(mListener);onDaemonConnected();}private final IVoldListener mListener = new IVoldListener.Stub() {@Overridepublic void onDiskCreated(String diskId, int flags) {synchronized (mLock) {final String value = SystemProperties.get(StorageManager.PROP_ADOPTABLE);switch (value) {case "force_on":flags |= DiskInfo.FLAG_ADOPTABLE;break;case "force_off":flags &= ~DiskInfo.FLAG_ADOPTABLE;break;}mDisks.put(diskId, new DiskInfo(diskId, flags));}}@Overridepublic void onDiskScanned(String diskId) {synchronized (mLock) {final DiskInfo disk = mDisks.get(diskId);if (disk != null) {onDiskScannedLocked(disk);}}}@Overridepublic void onDiskMetadataChanged(String diskId, long sizeBytes, String label,String sysPath) {synchronized (mLock) {final DiskInfo disk = mDisks.get(diskId);if (disk != null) {disk.size = sizeBytes;disk.label = label;disk.sysPath = sysPath;}}}@Overridepublic void onDiskDestroyed(String diskId) {synchronized (mLock) {final DiskInfo disk = mDisks.remove(diskId);if (disk != null) {mCallbacks.notifyDiskDestroyed(disk);}}}@Overridepublic void onVolumeCreated(String volId, int type, String diskId, String partGuid) {synchronized (mLock) {final DiskInfo disk = mDisks.get(diskId);final VolumeInfo vol = new VolumeInfo(volId, type, disk, partGuid);mVolumes.put(volId, vol);onVolumeCreatedLocked(vol);}}@Overridepublic void onVolumeStateChanged(String volId, int state) {synchronized (mLock) {final VolumeInfo vol = mVolumes.get(volId);if (vol != null) {final int oldState = vol.state;final int newState = state;vol.state = newState;onVolumeStateChangedLocked(vol, oldState, newState);}}}}

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