Android SDCard Mount 流程分析

前段时间对Android 的SDCard unmount 流程进行了几篇简短的分析,由于当时只是纸上谈兵,没有实际上的跟进,可能会有一些误导人或者小错误。今天重新梳理了头绪,针对mount的流程再重新分析一次。

 本篇大纲

  • android 系统如何开机启动监听mount服务
  • 默认设备节点在Android 系统的哪个目录
  • vold.fstab 配置文件的分析
  • vold 里面启动页面main做了些什么

android 系统如何开机启动监听mount服务

android sdcard 热插拔监测和执行操作是由一个启动文件vold  所统领的,系统开机会读取初始化配置文件init.rc,该文件位于比如我的板子是:device/ti/omap3evm/init.rc,具体根据自己平台查找。里面有一个是默认启动vold 服务的代码,如下:

service vold /system/bin/vold
socket vold stream 0660 root mount
ioprio be 2

如果要对该文件做出修改之类,要重新编一下boot.img 镜像文件,烧录进android 系统,之后可以在android的文件系统根目录找到init.rc文件。上述代码为启动vold 启动文件,也可以在init.rc 增加多一些我们想要的文件目录,比如增加一个可以存放多分区挂载的目录等,这个是后话。

 默认设备节点在Android 系统的哪个目录

usbdisk 或者 sdcard 热插拔的时候,kernel 会发出命令执行mount或者unmount 操作,但这都是驱动级的。而mount 目录会在android 的文件系统目录下:/dev/block/vold 这个目录由vold 生成,用来存放所有的usbdisk 或者 sdcard 的设备节点。代码位于main里面最优先执行:

mkdir(“/dev/block/vold”, 0755);

可以根据这个目录找到如下节点:

sh-4.1# ls /dev/block/vold/
179:0  179:1  8:0    8:1    8:2    8:3    8:4

节点的小介绍:

0代表当前的整个设备,1代码当前设备的分区名称代号。

所以你会发现,sdcard只有一个分区它却生成了两个如:179:0 179:1

而usbdisk 有四个分区,它会生成五个设备节点: 8:0    8:1    8:2    8:3    8:4  就是这个原因。

 vold.fstab 配置文件的分析

vold 里面会通过指定文件来读取预先配置好的sdcard或者多分区配置文件,该文件位于

/system/core/rootdir/etc/vold.fstab

如以下的配置文件为:

dev_mount sdcard /mnt/sdcard auto /devices/platform/goldfish_mmc.0 /devices/platform/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc1

dev_mount 代表挂载格式

sdcard 代表挂载的标签

/mnt/sdcard 代表挂载点

auto 为自定义选项可以为任何,但必须在main 里面自己判断比如这里的意思为自动挂载

后面两个目录为设备路径,第一个如果被占用会选择第二个

配置文件可以根据自己的需要编写,并不是固定的,但最好遵循google vold 启动文件代码的格式编写,要不然会给我们修改代码或者增加多分区功能带来不小的麻烦,如以下我自己编写的多分区挂载支持vold.fstab 配置文件:

 dev_mount sdcard external /mnt/sdcard auto /devices/platform/mmci-omap-hs.0/mmc_host/mmc0 /devices/platform/mmci-omap-hs.0/mmc_host/mmc1
dev_mount usb1 external /mnt/usbdisk/usb1-disk%d all /devices/platform/ehci-omap.0/usb1/1-2/1-2.1/
dev_mount usb2 external /mnt/usbdisk/usb2-disk%d all /devices/platform/ehci-omap.0/usb1/1-2/1-2.2/
dev_mount usb3 external /mnt/usbdisk/usb3-disk%d all /devices/platform/ehci-omap.0/usb1/1-2/1-2.3/

该文件修改后经系统编译会在android 系统目录里/system/etc/vold.fstab找到。

/devices/platform/ehci-omap.0/usb1/1-2/1-2.1/  代表要挂载的USB口。

vold.fstab 只是一个单纯的配置文件,具体的读取和取数据还 是要靠main里面的process_config函数。看代码,里面正有一段用来读取配置文件:

  if (!(fp = fopen(“/etc/vold.fstab”, “r”))) {
return -1;
}

在这个函数里面会根据读取到的数据存放起来,然后满足条件时执行操作。比如代码里面的:

if (!strcmp(type, “dev_mount”)) {
DirectVolume *dv = NULL;
char *part;

if (!(part = strtok_r(NULL, delim, &save_ptr))) {
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;
}

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 = strtok_r(NULL, delim, &save_ptr))) {
if (*sysfs_path != ‘/’) {
/* If the first character is not a ‘/’, it must be flags */
break;
}
if (dv->addPath(sysfs_path)) {
SLOGE(“Failed to add devpath %s to volume %s”, sysfs_path,
label);
goto out_fail;
}
}

/* If sysfs_path is non-null at this point, then it contains
* the optional flags for this volume
*/
if (sysfs_path)
flags = parse_mount_flags(sysfs_path);
else
flags = 0;

            dv->setFlags(flags);
            vm->addVolume(dv);
        }

DirectVolume后面会讲到,执行mount 和unmount 都是它在做。

另外,有时后读取配置文件会有问题,这是因为它读取是通过指标下标递增的方式在读,如果有问题可以跟踪打印一下配置文件,看哪里需要修改。

上一篇关于Mount的分析,分析了main的作用和一些挂载系统的分析。下面深入分析Mount的流程走法。

Mount流程分为两个部分

  • 主动挂载(插入SDCARD或者USB硬盘时系统自动挂载)
  • 手动挂载(卸载SDCARD或者USB硬盘后,再点击加载设备的手动挂载)
不同挂载走的流程并不相同,比如手动挂载是由上层发命令给vold 执行挂动作,而主动挂载是由kernel 分命令给vold 再由vold 发挂载消息给上层,上层得到挂载消息和状态后再发命令给vold 执行挂载。主动挂载较之复杂些。不过虽然流程不一样,但最终还是要调用Volume的挂载函数,下面将详细介绍两者的行走的流程。

由于会涉及SDCARD或者USB硬盘,其中调用的方法就不详细说明,这里只说出当插入SDCARD或者USB硬盘会走的流程。

 主动挂载

主动挂载时,会走向DirectVolume类,调用DirectVolume::mountVol方法,代码如下:

int DirectVolume::mountVol() {
char errmsg[255];
dev_t deviceNodes[64];

int i, n = 0;

if (getState() == Volume::State_NoMedia) {
snprintf(errmsg, sizeof(errmsg),
“Volume %s %s mount failed – no media”,
getLabel(), getMountpoint());
mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(
ResponseCode::VolumeMountFailedNoMedia,
errmsg, false);
errno = ENODEV;
return -1;
} else if (getState() != Volume::State_Idle) {
errno = EBUSY;
return -1;
}

n = getDeviceNodes((dev_t *) &deviceNodes, 64);

if (!n) {
SLOGE(“Failed to get device nodes (%s)\n”, strerror(errno));
return -1;
}
bool mounted = false;

for (i = 0; i < n; i++) {
mDevNodeIndex = deviceNodes[i];
//XXX: hack mountpoint
if ( mMountpointParsed ) { free(mMountpointParsed); mMountpointParsed = NULL; }
mMountpointParsed = getParsedMountPoint(mMountpoint, i);

if (isMountpointMounted(getMountpoint())) {
SLOGW(“Volume is idle but appears to be mounted – fixing”);
setState(Volume::State_Mounted);
// mCurrentlyMountedKdev = XXX
errno = EBUSY;
continue;
}

if (!Volume::mountVol()) {
mounted = true;
}

mState = Volume::State_Idle;
}

if ( mMountpointParsed ) { free(mMountpointParsed); mMountpointParsed = NULL; }

if ( mounted ) {
// at least on partition has been mounted successful, mark disk as mounted
setState(Volume::State_Mounted);
return 0;
}

SLOGE(“Volume %s found no suitable devices for mounting :(\n”, getLabel());
setState(Volume::State_Idle);

return -1;

}

代码加亮部分,蓝色部分,会循环整个设备节点系统目录位于(/dev/block/vold),然后调用红色部分代码,调用Volume的挂载方法。

这里,无论是SDCARD或者USB硬盘在主动挂载时,都会走DirectVolume。

 手动挂载

手动挂载是由上层发Mount 命令,代码位于MountService里面的doMountVolume方法,具体如何实现我们先不深究,它这里通过发送socket(mount)命令到Vold 的CommandListener里面的CommandListener::VolumeCmd::runCommand方法进入代码这里:

else if (!strcmp(argv[1], “mount”)) {
if (argc != 3) {
cli->sendMsg(ResponseCode::CommandSyntaxError, “Usage: volume mount <path>”, false);
return 0;
}

if(!strcmp(argv[2],”firstMount”)){
VolumeCollection::iterator i;
if(mVolumes!=NULL){
for (i = mVolumes->begin(); i != mVolumes->end(); ++i) {
if (strcmp(“/sdcard”, (*i)->getMountpoint())) {
vm->mountVolume((*i)->getMountpoint());
}
}
}
}else{
vm->mountVolume(argv[2]);
}

    }

这里执行挂载动作,看上面蓝色代码是为了系统第一次启动上层发送命令firstMount给CommandListener执行挂载USB硬盘的动作,红色代码即是核心要挂载的方法,调用的VolumeManage的mountVolume 方法,只需传入挂载点。该方法代码是:

int VolumeManager::mountVolume(const char *label) {
Volume *v = lookupVolume(label);

if (!v) {
errno = ENOENT;
return -1;
}

return v->mountVol();

}
复制代码

可以看出,这里同样调用的是Volume的mountVol方法,殊途同归,接下来着重看一下Volume类里面这个mountVol方法,究竟干了些啥。

Volume::mountVol 方法深究

别的先不管,来看一下代码

 int Volume::mountVol() {
int rc = 0;
char errmsg[255];
const char *mountPath;

char devicePath[255];

sprintf(devicePath, “/dev/block/vold/%d:%d”, MAJOR(mDevNodeIndex),
MINOR(mDevNodeIndex));//得到设备节点,如:/dev/block/vold/8:1

SLOGI(“%s being considered for volume %s …major : %d minor: %d\n”, devicePath, getLabel(),
MAJOR(mDevNodeIndex),MINOR(mDevNodeIndex));

errno = 0;
setState(Volume::State_Checking);//设置状态为checking整型为3

// TODO: find a way to read the filesystem ID
bool isFatFs = true;
bool isNtfsFS = true;
//检查设备格式是否为Fat32
if (Fat::check(devicePath)) {
if (errno == ENODATA) {
SLOGW(“%s does not contain a FAT filesystem\n”, devicePath);
isFatFs = false;
} else {
errno = EIO;
/* Badness – abort the mount */
SLOGE(“%s failed FS checks (%s)”, devicePath, strerror(errno));
setState(Volume::State_Idle);
return -1;
}
}

//创建挂载目录
// create mountpoint
if (mkdir(getMountpoint(), 0755)) {
if (errno != EEXIST) {
SLOGE(“Failed to create mountpoint %s (%s)”, getMountpoint(), strerror(errno));
return -1;
}
}

/*
* Mount the device on our internal staging mountpoint so we can
* muck with it before exposing it to non priviledged users.
*/
errno = 0;
//如果为sdcard则挂载到/mnt/secure/staging,否则挂载到挂载点
if(!strcmp(getLabel(),”sdcard”))
mountPath=”/mnt/secure/staging”;
else
mountPath=getMountpoint();
//接下来就是不同格式不同的挂载,这里支持两种格式:fat32,Ntfs
if ( isFatFs ) {
if (Fat::doMount(devicePath,mountPath, false, false, 1000, 1015, 0702, true)) {
SLOGE(“%s failed to mount via VFAT (%s)\n”, devicePath, strerror(errno));

isFatFs = false;
}
isNtfsFS = false;
}

if ( isNtfsFS ) {
if (Ntfs::doMount(devicePath, mountPath, true)) {
SLOGE(“%s failed to mount via NTFS (%s)\n”, devicePath, strerror(errno));
isNtfsFS = false;
}
}

if ( !isFatFs && !isNtfsFS ) {
// unsupported filesystem
return -1;
}

SLOGI(“Device %s, target %s mounted @ /mnt/secure/staging”, devicePath, getMountpoint());

if ( !strcmp(getLabel(), “sdcard”) ) {

protectFromAutorunStupidity();

if (createBindMounts()) {
SLOGE(“Failed to create bindmounts (%s)”, strerror(errno));
umount(“/mnt/secure/staging”);
setState(Volume::State_Idle);
return -1;
}
}

/*
* Now that the bindmount trickery is done, atomically move the
* whole subtree to expose it to non priviledged users.
* 如果为sdcard则将/mnt/secure/staging 目录移动到挂载点,并将该目录unmount
*/
if(!strcmp(getLabel(),”sdcard”)){
if (doMoveMount(“/mnt/secure/staging”, getMountpoint(), false)) {
SLOGE(“Failed to move mount (%s)”, strerror(errno));
umount(“/mnt/secure/staging”);
setState(Volume::State_Idle);
return -1;
}
}
setState(Volume::State_Mounted);//设置状态到MountService
mCurrentlyMountedKdev = mDevNodeIndex;

return 0;

}

注意:原生的代码可能跟上面贴出来的代码有点不同,上面的代码是增加了Ntfs-3g挂载的支持和多分区挂载的支持,但基本流程是相同的。

代码有详细的注释,这里要注意的是:sdcard和USB的支持不同,sdcard 挂载时需要先挂载到临时目录/mnt/secure/staging,然后再移动到最终需要挂载的挂载点,而USB硬盘特别是多分区的支持,不用先挂载到临时目录,而是可以支持挂载到想要挂载的挂载点,这里是比较需要注意到的地方(在这里栽过跟头,会出现“随机性的挂载失败”)。

ok.

 vold 里面启动页面main做了些什么

main 主要是初始化socket 连接监听数据变化,在系统起来时第一时间启动,并且通过读取配置文件来识别usb口或者sdcard 的设备地址,来mount 或者unmount 。其它执行mount 、 unmount  或者删除节点等操作都是由上层或者framework 发送命令给main让其通知volumeManage 执行相应的操作。

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