Android的存儲系統—Vold與MountService分析（三）

Android的存儲系統（三）回顧：前帖分析了Vold的main()函數和NetlinkManager的函數調用流程，截止到NetlinkHandler的創建和start()調用，本帖繼續分析源碼 1、處理block類型的uevent main()函數創建了CommandListener對象，Ne

Android的存儲系統（三）

回顧：前帖分析了Vold的main()函數和NetlinkManager的函數調用流程，截止到NetlinkHandler的創建和start()調用，本帖繼續分析源碼

1、處理block類型的uevent

　　main()函數創建了CommandListener對象，NetlinkManager的start()函數又創建了NetlinkHandler對象，如果將CommandListener類和NetlinkHandler類的繼承關係圖畫出來，會發現它們都是從SocketListener類派生出來的，如下圖所示：

圖1 NetlinkHandler和CommandListener的繼承關係

　　原理：處於最底層的SocketListener類的作用是監聽socket的數據，接收到數據後分別交給FrameworkListener類和NetlinkListener類的函數，並分別對來自Framework和驅動的數據進行分析，分析後根據命令再分別調用CommandListener和NetlinkHandler中的函數。

　　觀察NetlinkHandler類的構造方法，代碼如下：

NetlinkHandler::NetlinkHandler(int listenerSocket) :
                NetlinkListener(listenerSocket) {
｝

　　這個構造方法很簡單，再看看它的start()方法，代碼如下：

int NetlinkHandler::start() {
    return this->startListener();
｝

　　可以發現，start()方法調用了SocketListener的startListener()函數，代碼如下：

 1 int SocketListener::startListener(int backlog) {
 2      if (!mSocketName && mSock == -1) {
 3          SLOGE("Failed to start unbound listener");
 4          errno = EINVAL;
 5          return -1;
 6      } else if (mSocketName) {            // 只有CommandListener中會設置mSocketName
 7            if ((mSock = android_get_control_socket(mSocketName)) < 0) {
 8                SLOGE("Obtaining file descriptor socket '%s' failed: %s",mSocketName, strerror(errno));
 9                return -1;
10            }
11            SLOGV("got mSock = %d for %s", mSock, mSocketName);
12      }
13 
14      if (mListen && listen(mSock, backlog) < 0) {
15          SLOGE("Unable to listen on socket (%s)", strerror(errno));
16          return -1;
17      } else if (!mListen)
18           mClients->push_back(new SocketClient(mSock, false, mUseCmdNum));
19 
20      if (pipe(mCtrlPipe)) {                          // 創建管道，用於退出監聽線程
21          SLOGE("pipe failed (%s)", strerror(errno));
22          return -1;
23      }
24 
25      if (pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this)) {         // 創建一個監聽線程
26          SLOGE("pthread_create (%s)", strerror(errno));
27          return -1;
28      }
29 
30      return 0;
31 }

　　startListener()函數開始監聽socket，這個函數在NetlinkHandler中會被調用，在CommandListener也會被調用。

　　startListener()函數首先判斷變數mSocketName是否有值，只有CommandListener對象會對這個變數賦值，它的值就是在init.rc中定義的socket字元串。

調用函數 android_get_control_socket()的目的是從環境變數中取得socket的值，這樣CommandListener對象得到了它需要監聽的socket，

　　而對於NetlinkHandler對象而言，它的mSocket不為NULL，前面已經創建了socket。

　　startListener()函數接下來會根據成員變數mListener的值來判斷是否需要調用Listen()函數來監聽socket。這個mListen的值在對象構造時根據參數來初始化。

　　對於CommandListener對象，mListener的值為ture，對於NetlinkHandler對象，mListener的值為false，這是因為CommandListener對象和SystemServer通信，需要監聽socket連接，而NetlinkHandler對象則不用。

　　接下來startListener()函數會創建一個管道，這個管道的作用是通知線程停止監聽，這個線程就是startListener()函數最後創建的監聽線程，它的運行函數是threadStart()，在前貼的NetlinkManager家族圖系中我們可以清晰的發現，其代碼如下：

void *SocketListener::threadStart(void *obj) {
     SocketListener *me = reinterpret_cast<SocketListener *>(obj);
     me->runListener();                                             // 調用runListener()方法
     pthread_exit(NULL);
     return NULL;
｝

　　threadStart()中又調用了runListener()函數，代碼如下：

 1 void SocketListener::runListener() {
 2 
 3       SocketClientCollection pendingList;
 4 
 5       while(1) {             // 無限迴圈，一直監聽
 6             SocketClientCollection::iterator it;
 7             fd_set read_fds;
 8             int rc = 0;
 9             int max = -1;
10 
11             FD_ZERO(&read_fds);       // 清空文件描述符集read_fds
12 
13             if (mListen) {            // 如果需要監聽
14                 max = mSock;
15                 FD_SET(mSock, &read_fds);               // 把mSock加入到read_fds
16             }
17 
18             FD_SET(mCtrlPipe[0], &read_fds);                 // 把管道mCtrlPipe[0]也加入到read_fds
19             if (mCtrlPipe[0] > max)
20                 max = mCtrlPipe[0];
21 
22             pthread_mutex_lock(&mClientsLock);               // 對容器mClients的操作需要加鎖
23             for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {    // mClient中保存的是NetlinkHandler對象的socket，或者CommandListener接入的socket
24                   int fd = (*it)->getSocket();
25                   FD_SET(fd, &read_fds);      // 遍歷容器mClients的所有成員，調用內聯函數getSocket()獲取文件描述符，並添加到文件描述符集read_fds
26                   if (fd > max) {                                     // 也加入到read_fds
27                       max = fd;
28                   }
29             }
30             pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
31             SLOGV("mListen=%d, max=%d, mSocketName=%s", mListen, max, mSocketName);
32             if ((rc = select(max + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL)) < 0) {              // 執行select調用，開始等待socket上的數據到來
33                  if (errno == EINTR)                                              // 因為中斷退出select，繼續
34                      continue;
35                  SLOGE("select failed (%s) mListen=%d, max=%d", strerror(errno), mListen, max);
36                  sleep(1);                               // select出錯，休眠1秒後繼續
37                  continue;
38             } else if (!rc)
39                  continue;                           // 如果fd上沒有數據到達，繼續
40 
41             if (FD_ISSET(mCtrlPipe[0], &read_fds)) {
42                 char c = CtrlPipe_Shutdown;
43                 TEMP_FAILURE_RETRY(read(mCtrlPipe[0], &c, 1));
44                 if (c == CtrlPipe_Shutdown) {
45                     break;
46                 }
47                 continue;
48             }
49             if (mListen && FD_ISSET(mSock, &read_fds)) {           // 如果是CommandListener對象上有連接請求
50                 struct sockaddr addr;
51                 socklen_t alen;
52                 int c;
53 
54                 do {
55                       alen = sizeof(addr);
56                       c = accept(mSock, &addr, &alen);             // 接入連接請求
57                       SLOGV("%s got %d from accept", mSocketName, c);
58                 } while (c < 0 && errno == EINTR);                 // 如果是中斷導致失敗，重新接入
59                 if (c < 0) {
60                     SLOGE("accept failed (%s)", strerror(errno));
61                     sleep(1);
62                     continue;                                      // 接入發生錯誤，繼續迴圈
63                 }
64                 pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
65                 mClients->push_back(new SocketClient(c, true, mUseCmdNum));   // 把接入的socket連接加入到mClients，這樣再迴圈時就會監聽到它的數據到達
66                 pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
67             }
68             
69             /* Add all active clients to the pending list first */
70             pendingList.clear();
71             pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
72             for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {
73                  SocketClient* c = *it;
74                  int fd = c->getSocket();
75                  if (FD_ISSET(fd, &read_fds)) {
76                      pendingList.push_back(c);             // 如果mClients中的某個socket上有數據了，把它加入到pendingList列表中
77                      c->incRef();
78                  }
79             }
80             pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
81 
82             /* Process the pending list, since it is owned by the thread,* there is no need to lock it */
83             while (!pendingList.empty()) {                 // 處理pendingList列表
84                   /* Pop the first item from the list */
85                   it = pendingList.begin();
86                   SocketClient* c = *it;
87                   pendingList.erase(it);                   // 把處理了的socket從pendingList列表中刪除
88                   /* Process it, if false is returned, remove from list */
89                   if (!onDataAvailable(c)) {
90                       release(c, false);   // 調用release()函數-->調用onDataAvailable()方法
91                   }
92                   c->decRef();
93             }
94       }
95 }

　　SocketListener::runListener是線程真正執行的函數。

　　以上runListener()函數雖然比較長，但這是一段標準的處理混合socket連接的代碼，對於我們編寫socket的程式大有幫助，這裡先做簡單瞭解。

　　<--------接下來，我們繼續分析......-------->

　　runListener()函數收到從驅動傳遞的數據或者MountService傳遞的數據後，調用onDataAvailable()函數來處理，FrameworkListener類和NetlinkListener類都會重載這個函數。

　　首先來分析一下NetlinkListener類的onDataAvailable()函數是如何實現的！

　　直接上代碼：

 1 bool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient *cli)
 2 {
 3       int socket = cli->getSocket();
 4       ssize_t count;
 5       uid_t uid = -1;
 6       /*從socket中讀取kernel發送來的uevent消息*/
 7       count = TEMP_FAILURE_RETRY(uevent_kernel_multicast_uid_recv(socket, mBuffer, sizeof(mBuffer), &uid));
 8       if (count < 0) {                     // 如果count<0，進行錯誤處理
 9           if (uid > 0)
10               LOG_EVENT_INT(65537, uid);
11           return false;
12       }
13 
14       NetlinkEvent *evt = new NetlinkEvent();     // 創建NetlinkEvent對象
15       if (evt->decode(mBuffer, count, mFormat)) {     // 調用decode()函數
16           onEvent(evt);                           // 在NetlinkHandler中實現17       } else if (mFormat != NETLINK_FORMAT_BINARY) {
18           SLOGE("Error decoding NetlinkEvent");
19       }
20       delete evt;
21       return true;
22 }

　　NetlinkListener類的onDataAvailable()函數首先調用uevent_kernel_multicast_uid_recv()函數來接收uevent消息。

　　接收到消息後，會創建NetlinkEvent對象，然後調用它的decode()函數對消息進行解碼，然後用得到的消息數據給NetlinkEvent對象的成員變數賦值。

　　最後onDataAvailable()函數調用了onEvent()函數繼續處理消息，onEvent()函數的代碼如下：

void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt) {
      VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();
      const char *subsys = evt->getSubsystem();

      if (!subsys) {
          SLOGW("No subsystem found in netlink event");
          return;
      }

      if (!strcmp(subsys, "block")) {
          vm->handleBlockEvent(evt);           // 調用VolumeManager的handleBlockEvent()函數來處理
      }
}

　　NetlinkHandler的onEvent()函數中會判斷event屬於哪個子系統的，如果屬於“block”（SD熱插拔），則調用VolumeManager的handleBlockEvent()函數來處理，代碼如下：

void VolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt) {
      const char *devpath = evt->findParam("DEVPATH");
      VolumeCollection::iterator it;
      bool hit = false;
      for (it = mVolumes->begin(); it != mVolumes->end(); ++it) {
           if (!(*it)->handleBlockEvent(evt)) {        // 對每個DirectVolume對象，調用它handleBlockEvent來處理這個event
               hit = true;                             // 如果某個Volume對象處理了Event，則返回
               break;
           }
      }
.....
}

總結：本帖的源碼分析先到這裡為止，下一貼再分析DirectVolume對象的handleBlockEvent()函數以及CommandListener對象如何處理從MountService發送的命令數據，即我們之前還沒有討論的關於FrameworkListener的onDataAvailable()函數的代碼！

PS：希望對Android手機開發、IOS、以及游戲（純興趣，白菜）和Java EE感興趣的碼友們互粉，這樣我也能及時的看到你們的大神之作和經驗之貼，感謝感謝！