Android 9.0 Voldマウントプロセス分析
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Androidシステムでは、すべてのホットスワップデバイスがVoldプロセスでマウントされています.kernel->vold->StorageManagerServiceのようなアーキテクチャを使用して、ホットスワップイベントを段階的に報告します.
一、Vold入口
main関数では、1、NetLinkManagerオブジェクトの作成2、VolumeManagerオブジェクトの作成3、process_config関数の解析fstabファイル
二、NetLinkManager
NetLinkManagerはUeventイベントの報告を受け、最終的にはNetlinkHandlerが働いています.
三、VolumeManager
Voulemanagerはすべてのマウントイベントを処理し、ここではイベントのタイプに応じて配布するように統一されています.
四、fstabファイルの解析
4.1、fstabファイルはシステム中のファイルシステム情報が格納されており、一般的にソースコード中のdeviceディレクトリの下にあり、デバイスのvendor/etc/fstab.xxx下.以下に示す2行はusbデバイスのマウント情報である.srcは、マウントされるデバイスノードパスmount pointを表すマウントポイント、すなわちマウントされるディレクトリfilesystem typeは、マウントされるディスクのファイルシステムタイプmount flags parametersが、マウントされるファイルシステムを指定するパラメータの一部を表す.
4.2、USBデバイスを挿入すると/sys/devices/platform/5 b 0 d 0000になる.usb/ci_hdrc.0以下、対応するusbデバイスノードを生成する.次はプロセスを見てみましょうconfig解析関数
4.3、追跡fs_mgr_read_fstab_default()関数では、解析されたfstabファイルのパスが「/etc/recovery.fstab」であることがわかります.
4.4、解析関数process_に戻るconfig,ここでvoldmanaged属性を判断する
印刷されたロゴは、nickname対応のfastabファイルのvoldmanaged=usbがデバイスタイプであることがわかります.ここではusb、あるものはusbotgタイプで、voldでは異なる処理が区別されます.
解析が完了すると、次に各デバイスのマウント情報をDiskSourceとしてaddDiskSourceを介してvolumemanagerのlist配列に追加し、次に任意のueventイベントがここでクエリー処理されます.
五、Uディスク挿抜事件のプロセス分析
5.1、次にUディスク挿入と抜去イベントを例に次の2回のイベントの流れを分析する.voldとkernelの通信はNetLink方式であり、NetLinkは本質的にsocket方式であり、ここでネットワークモジュールのnetdとkernel通信も同様である.
前のmain関数のNetLinkManagerの初期化を覚えていますか.この中には実際にsocketスレッドを開いてkerneから送られてきたueventイベントを傍受しています.呼び出しプロセスは次のとおりです.
5.2、pthread_createでスレッドを開いてsocketつまりkernelのイベントレポートをループしてリスニングし、onDataAvailableに処理します.
5.3、SocketListenerの親NetlinkListenerはonDataAvailable処理ueventイベントを書き換えます.ここではNetlinkEventオブジェクトにカプセル化され、decode法でイベントのタイプを解析した後、NetlinkListenerを呼び出した親NetlinkHandler onEventはbool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient*cli){int socket=cli->getSocket();ssize_t count;uid_t uid=-1を処理し続けます.
}
5.4、NetlinkHandlerのonEvent処理は実際にはVolumeManagerに渡されるhandleBlockEvent処理であり、ここではVolumeManagerの役割も説明しており、どんなイベントでもここまでは各volume処理に統一的に配布される.
5.5、VolumeManagerはNetlinkEventのイベントによってactionタイプが違う.ここで、Uディスク挿入イベントaction値は1で、Uディスク抜去actionイベントは2である.NetlinkEventからデバイスタイプとデバイスパスを同時に取得できます.プライマリスレーブデバイス番号major minorは、Uディスクデバイスかsdcardデバイスかを区別し、flags値を設定するデバイスを一意に識別することができる.ここではUディスク挿入イベントhandleDiskAddedを解析する
5.6、VolumeManagerのhandleBlockEventは、Uディスク挿入イベントの処理中にdiskオブジェクトを作成し、そのオブジェクトreadMetadataとreadPartitionsを通じてUディスクのデータと分析情報を読み取る.最後にPublicVolumeオブジェクトを作成して、StorageManagerServiceとの通信を含むUディスクの特定のビジネスロジックを処理します.
5.7、PublicVolumeとは、具体的な処理Uディスクのマウント、アンインストール、これらの具体的な業務をフォーマットし、framework層のStorageManagerServiceと通信することであり、ここではBindによってプロセスをまたいで実現される.前に2つのUディスクを区別する問題をしました.NetlinkEvent時間のデバイスパスに基づいて区別することができ、デバイスパスは異なるデバイスを唯一区別する方法です.
六、締めくくり
本編ブログはここまでで終わりますので、次回はタイムチャートに加えます.その後、frameworkレイヤのStorageManagerSeviceの処理ロジックを分析し続けます.
一、Vold入口
--> /system/vold/main.c
int main(int argc, char** argv) {
atrace_set_tracing_enabled(false);
setenv("ANDROID_LOG_TAGS", "*:v", 1);
android::base::InitLogging(argv, android::base::LogdLogger(android::base::SYSTEM));
LOG(INFO) << "Vold 3.0 (the awakening) firing up";
ATRACE_BEGIN("main");
LOG(VERBOSE) << "Detected support for:"
<< (android::vold::IsFilesystemSupported("ext4") ? " ext4" : "")
<< (android::vold::IsFilesystemSupported("f2fs") ? " f2fs" : "")
<< (android::vold::IsFilesystemSupported("vfat") ? " vfat" : "");
VolumeManager *vm;
NetlinkManager *nm;
parse_args(argc, argv);
sehandle = selinux_android_file_context_handle();
if (sehandle) {
selinux_android_set_sehandle(sehandle);
}
mkdir("/dev/block/vold", 0755);
/* For when cryptfs checks and mounts an encrypted filesystem */
klog_set_level(6);
/* Create our singleton managers */
if (!(vm = VolumeManager::Instance())) {
LOG(ERROR) << "Unable to create VolumeManager";
exit(1);
}
if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) {
LOG(ERROR) << "Unable to create NetlinkManager";
exit(1);
}
if (android::base::GetBoolProperty("vold.debug", false)) {
vm->setDebug(true);
}
if (vm->start()) {
PLOG(ERROR) << "Unable to start VolumeManager";
exit(1);
}
bool has_adoptable;
bool has_quota;
bool has_reserved;
// fstab
if (process_config(vm, &has_adoptable, &has_quota, &has_reserved)) {
PLOG(ERROR) << "Error reading configuration... continuing anyways";
}
ATRACE_BEGIN("VoldNativeService::start");
if (android::vold::VoldNativeService::start() != android::OK) {
LOG(ERROR) << "Unable to start VoldNativeService";
exit(1);
}
ATRACE_END();
LOG(DEBUG) << "VoldNativeService::start() completed OK";
ATRACE_BEGIN("NetlinkManager::start");
if (nm->start()) {
PLOG(ERROR) << "Unable to start NetlinkManager";
exit(1);
}
ATRACE_END();
// This call should go after listeners are started to avoid
// a deadlock between vold and init (see b/34278978 for details)
android::base::SetProperty("vold.has_adoptable", has_adoptable ? "1" : "0");
android::base::SetProperty("vold.has_quota", has_quota ? "1" : "0");
android::base::SetProperty("vold.has_reserved", has_reserved ? "1" : "0");
// Do coldboot here so it won't block booting,
// also the cold boot is needed in case we have flash drive
// connected before Vold launched
coldboot("/sys/block");
ATRACE_END();
android::IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
LOG(INFO) << "vold shutting down";
exit(0);
}
main関数では、1、NetLinkManagerオブジェクトの作成2、VolumeManagerオブジェクトの作成3、process_config関数の解析fstabファイル
二、NetLinkManager
NetLinkManagerはUeventイベントの報告を受け、最終的にはNetlinkHandlerが働いています.
三、VolumeManager
Voulemanagerはすべてのマウントイベントを処理し、ここではイベントのタイプに応じて配布するように統一されています.
四、fstabファイルの解析
4.1、fstabファイルはシステム中のファイルシステム情報が格納されており、一般的にソースコード中のdeviceディレクトリの下にあり、デバイスのvendor/etc/fstab.xxx下.以下に示す2行はusbデバイスのマウント情報である.srcは、マウントされるデバイスノードパスmount pointを表すマウントポイント、すなわちマウントされるディレクトリfilesystem typeは、マウントされるディスクのファイルシステムタイプmount flags parametersが、マウントされるファイルシステムを指定するパラメータの一部を表す.
#<src> <mnt_point> <type> <mnt_flags and options> <fs_mgr_flags>
/devices/platform/passthrough/5b0d0000.usb/ci_hdrc.0/* auto auto defaults voldmanaged=usb:auto
/devices/platform/5b0d0000.usb/ci_hdrc.0/* auto auto defaults voldmanaged=usb:auto
4.2、USBデバイスを挿入すると/sys/devices/platform/5 b 0 d 0000になる.usb/ci_hdrc.0以下、対応するusbデバイスノードを生成する.次はプロセスを見てみましょうconfig解析関数
static int process_config(VolumeManager* vm, bool* has_adoptable, bool* has_quota,
bool* has_reserved) {
ATRACE_NAME("process_config");
fstab_default = fs_mgr_read_fstab_default();
if (!fstab_default) {
PLOG(ERROR) << "Failed to open default fstab";
return -1;
}
/* Loop through entries looking for ones that vold manages */
*has_adoptable = false;
*has_quota = false;
*has_reserved = false;
for (int i = 0; i < fstab_default->num_entries; i++) {
auto rec = &fstab_default->recs[i];
if (fs_mgr_is_quota(rec)) {
*has_quota = true;
}
if (rec->reserved_size > 0) {
*has_reserved = true;
}
if (fs_mgr_is_voldmanaged(rec)) {
if (fs_mgr_is_nonremovable(rec)) {
LOG(WARNING) << "nonremovable no longer supported; ignoring volume";
continue;
}
std::string sysPattern(rec->blk_device);
std::string nickname(rec->label);
int flags = 0;
if (fs_mgr_is_encryptable(rec)) {
flags |= android::vold::Disk::Flags::kAdoptable;
*has_adoptable = true;
}
if (fs_mgr_is_noemulatedsd(rec)
|| android::base::GetBoolProperty("vold.debug.default_primary", false)) {
flags |= android::vold::Disk::Flags::kDefaultPrimary;
}
vm->addDiskSource(std::shared_ptr<VolumeManager::DiskSource>(
new VolumeManager::DiskSource(sysPattern, nickname, flags)));
}
}
return 0;
}
4.3、追跡fs_mgr_read_fstab_default()関数では、解析されたfstabファイルのパスが「/etc/recovery.fstab」であることがわかります.
-->system/core/fs_mgr/fs_mgr_fstab.cpp
struct fstab *fs_mgr_read_fstab_default()
{
std::string default_fstab;
// Use different fstab paths for normal boot and recovery boot, respectively
if (access("/sbin/recovery", F_OK) == 0) {
default_fstab = "/etc/recovery.fstab";
} else { // normal boot
default_fstab = get_fstab_path();
}
...
get_fstab_path ：
static std::string get_fstab_path()
{
for (const char* prop : {"hardware", "hardware.platform"}) {
std::string hw;
if (!fs_mgr_get_boot_config(prop, &hw)) continue;
for (const char* prefix : {"/odm/etc/fstab.", "/vendor/etc/fstab.", "/fstab."}) {
std::string fstab_path = prefix + hw;
if (access(fstab_path.c_str(), F_OK) == 0) {
return fstab_path;
}
}
}
return std::string();
}
4.4、解析関数process_に戻るconfig,ここでvoldmanaged属性を判断する
if (fs_mgr_is_voldmanaged(rec)) {
if (fs_mgr_is_nonremovable(rec)) {
LOG(WARNING) << "nonremovable no longer supported; ignoring volume";
continue;
}
std::string sysPattern(rec->blk_device);
std::string nickname(rec->label);
// log fastab
LOG(DEBUG) << "sysPattern="<<rec->blk_device<<",nickname="<<rec->label<<",mountPoint="<<rec->mount_point;
int flags = 0;
if (fs_mgr_is_encryptable(rec)) {
flags |= android::vold::Disk::Flags::kAdoptable;
*has_adoptable = true;
}
if (fs_mgr_is_noemulatedsd(rec)
|| android::base::GetBoolProperty("vold.debug.default_primary", false)) {
flags |= android::vold::Disk::Flags::kDefaultPrimary;
}
vm->addDiskSource(std::shared_ptr<VolumeManager::DiskSource>(
new VolumeManager::DiskSource(sysPattern, nickname, flags)));
}
印刷されたロゴは、nickname対応のfastabファイルのvoldmanaged=usbがデバイスタイプであることがわかります.ここではusb、あるものはusbotgタイプで、voldでは異なる処理が区別されます.
04-23 16:03:26.405 1582 1582 D vold ：sysPattern=/devices/platform/passthrough/5b0d0000.usb/ci_hdrc.0/*,nickname=usb,mountPoint=auto
04-23 16:03:26.405 1582 1582 D vold : sysPattern=/devices/platform/5b0d0000.usb/ci_hdrc.0/*,nickname=usb,mountPoint=auto
04-23 16:03:26.405 1582 1582 D vold : sysPattern=/devices/platform/5b110000.usb3/xhci-cdns3/usb1/1-1/1-1.1/*,nickname=usb,mountPoint=auto
解析が完了すると、次に各デバイスのマウント情報をDiskSourceとしてaddDiskSourceを介してvolumemanagerのlist配列に追加し、次に任意のueventイベントがここでクエリー処理されます.
五、Uディスク挿抜事件のプロセス分析
5.1、次にUディスク挿入と抜去イベントを例に次の2回のイベントの流れを分析する.voldとkernelの通信はNetLink方式であり、NetLinkは本質的にsocket方式であり、ここでネットワークモジュールのnetdとkernel通信も同様である.
前のmain関数のNetLinkManagerの初期化を覚えていますか.この中には実際にsocketスレッドを開いてkerneから送られてきたueventイベントを傍受しています.呼び出しプロセスは次のとおりです.
NetlinkManager::start() -> NetlinkHandler.start()->SocketListener.startListener()
->pthread_create->runListener()
5.2、pthread_createでスレッドを開いてsocketつまりkernelのイベントレポートをループしてリスニングし、onDataAvailableに処理します.
void SocketListener::runListener() {
SocketClientCollection pendingList;
while(1) {
SocketClientCollection::iterator it;
fd_set read_fds;
int rc = 0;
int max = -1;
FD_ZERO(&read_fds);
if (mListen) {
max = mSock;
FD_SET(mSock, &read_fds);
}
FD_SET(mCtrlPipe[0], &read_fds);
if (mCtrlPipe[0] > max)
max = mCtrlPipe[0];
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {
// NB: calling out to an other object with mClientsLock held (safe)
int fd = (*it)->getSocket();
FD_SET(fd, &read_fds);
if (fd > max) {
max = fd;
}
}
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
SLOGV("mListen=%d, max=%d, mSocketName=%s", mListen, max, mSocketName);
if ((rc = select(max + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL)) < 0) {
if (errno == EINTR)
continue;
SLOGE("select failed (%s) mListen=%d, max=%d", strerror(errno), mListen, max);
sleep(1);
continue;
} else if (!rc)
continue;
if (FD_ISSET(mCtrlPipe[0], &read_fds)) {
char c = CtrlPipe_Shutdown;
TEMP_FAILURE_RETRY(read(mCtrlPipe[0], &c, 1));
if (c == CtrlPipe_Shutdown) {
break;
}
continue;
}
if (mListen && FD_ISSET(mSock, &read_fds)) {
int c = TEMP_FAILURE_RETRY(accept4(mSock, nullptr, nullptr, SOCK_CLOEXEC));
if (c < 0) {
SLOGE("accept failed (%s)", strerror(errno));
sleep(1);
continue;
}
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
mClients->push_back(new SocketClient(c, true, mUseCmdNum));
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
}
/* Add all active clients to the pending list first */
pendingList.clear();
pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) {
SocketClient* c = *it;
// NB: calling out to an other object with mClientsLock held (safe)
int fd = c->getSocket();
if (FD_ISSET(fd, &read_fds)) {
pendingList.push_back(c);
c->incRef();
}
}
pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
/* Process the pending list, since it is owned by the thread,
* there is no need to lock it */
while (!pendingList.empty()) {
/* Pop the first item from the list */
it = pendingList.begin();
SocketClient* c = *it;
pendingList.erase(it);
/* Process it, if false is returned, remove from list */
if (!onDataAvailable(c)) {
release(c, false);
}
c->decRef();
}
}
}
5.3、SocketListenerの親NetlinkListenerはonDataAvailable処理ueventイベントを書き換えます.ここではNetlinkEventオブジェクトにカプセル化され、decode法でイベントのタイプを解析した後、NetlinkListenerを呼び出した親NetlinkHandler onEventはbool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient*cli){int socket=cli->getSocket();ssize_t count;uid_t uid=-1を処理し続けます.
bool require_group = true;
if (mFormat == NETLINK_FORMAT_BINARY_UNICAST) {
require_group = false;
}
count = TEMP_FAILURE_RETRY(uevent_kernel_recv(socket,
mBuffer, sizeof(mBuffer), require_group, &uid));
if (count < 0) {
SLOGE("recvmsg failed (%s)", strerror(errno));
return false;
}
NetlinkEvent *evt = new NetlinkEvent();
if (evt->decode(mBuffer, count, mFormat)) {
onEvent(evt);
} else if (mFormat != NETLINK_FORMAT_BINARY) {
// Don't complain if parseBinaryNetlinkMessage returns false. That can
// just mean that the buffer contained no messages we're interested in.
SLOGE("Error decoding NetlinkEvent");
}
delete evt;
return true;
}
5.4、NetlinkHandlerのonEvent処理は実際にはVolumeManagerに渡されるhandleBlockEvent処理であり、ここではVolumeManagerの役割も説明しており、どんなイベントでもここまでは各volume処理に統一的に配布される.
void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt) {
VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance();
const char *subsys = evt->getSubsystem();
if (!subsys) {
LOG(WARNING) << "No subsystem found in netlink event";
return;
}
if (std::string(subsys) == "block") {
vm->handleBlockEvent(evt);
}
5.5、VolumeManagerはNetlinkEventのイベントによってactionタイプが違う.ここで、Uディスク挿入イベントaction値は1で、Uディスク抜去actionイベントは2である.NetlinkEventからデバイスタイプとデバイスパスを同時に取得できます.プライマリスレーブデバイス番号major minorは、Uディスクデバイスかsdcardデバイスかを区別し、flags値を設定するデバイスを一意に識別することができる.ここではUディスク挿入イベントhandleDiskAddedを解析する
void VolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent *evt) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mLock);
if (mDebug) {
LOG(VERBOSE) << "----------------";
LOG(VERBOSE) << "handleBlockEvent with action " << (int) evt->getAction();
evt->dump();
}
std::string eventPath(evt->findParam("DEVPATH")?evt->findParam("DEVPATH"):"");
std::string devType(evt->findParam("DEVTYPE")?evt->findParam("DEVTYPE"):"");
if (devType != "disk") return;
int major = std::stoi(evt->findParam("MAJOR"));
int minor = std::stoi(evt->findParam("MINOR"));
dev_t device = makedev(major, minor);
switch (evt->getAction()) {
case NetlinkEvent::Action::kAdd: {
for (const auto& source : mDiskSources) {
if (source->matches(eventPath)) {
// For now, assume that MMC and virtio-blk (the latter is
// emulator-specific; see Disk.cpp for details) devices are SD,
// and that everything else is USB
int flags = source->getFlags();
if (major == kMajorBlockMmc
|| (android::vold::IsRunningInEmulator()
&& major >= (int) kMajorBlockExperimentalMin
&& major <= (int) kMajorBlockExperimentalMax)) {
flags |= android::vold::Disk::Flags::kSd;
} else {
flags |= android::vold::Disk::Flags::kUsb;
}
auto disk = new android::vold::Disk(eventPath, device,
source->getNickname(), flags);
LOG(DEBUG) << "VolumeManager::handleBlockEvent="<<eventPath<<", nickname="<<source->getNickname();
handleDiskAdded(std::shared_ptr<android::vold::Disk>(disk));
break;
}
}
break;
}
case NetlinkEvent::Action::kChange: {
LOG(DEBUG) << "Disk at " << major << ":" << minor << " changed";
handleDiskChanged(device);
break;
}
case NetlinkEvent::Action::kRemove: {
handleDiskRemoved(device);
break;
}
default: {
LOG(WARNING) << "Unexpected block event action " << (int) evt->getAction();
break;
}
}
}
5.6、VolumeManagerのhandleBlockEventは、Uディスク挿入イベントの処理中にdiskオブジェクトを作成し、そのオブジェクトreadMetadataとreadPartitionsを通じてUディスクのデータと分析情報を読み取る.最後にPublicVolumeオブジェクトを作成して、StorageManagerServiceとの通信を含むUディスクの特定のビジネスロジックを処理します.
void VolumeManager::handleDiskAdded(const std::shared_ptr<android::vold::Disk>& disk) {
// For security reasons, if secure keyguard is showing, wait
// until the user unlocks the device to actually touch it
if (mSecureKeyguardShowing) {
LOG(INFO) << "Found disk at " << disk->getEventPath()
<< " but delaying scan due to secure keyguard";
mPendingDisks.push_back(disk);
} else {
disk->create();
mDisks.push_back(disk);
}
}
-->system/vold/model/Disk.cpp
status_t Disk::create() {
LOG(DEBUG) << "Disk::create";
CHECK(!mCreated);
mCreated = true;
auto listener = VolumeManager::Instance()->getListener();
if (listener) listener->onDiskCreated(getId(), mFlags);
readMetadata();
readPartitions();
return OK;
}
....
U ， PublicVolume
switch (type) {
case 0x06: // FAT16
case 0x07: // HPFS/NTFS/exFAT
case 0x0b: // W95 FAT32 (LBA)
case 0x0c: // W95 FAT32 (LBA)
case 0x0e: // W95 FAT16 (LBA)
createPublicVolume(partDevice);
break;
}
5.7、PublicVolumeとは、具体的な処理Uディスクのマウント、アンインストール、これらの具体的な業務をフォーマットし、framework層のStorageManagerServiceと通信することであり、ここではBindによってプロセスをまたいで実現される.前に2つのUディスクを区別する問題をしました.NetlinkEvent時間のデバイスパスに基づいて区別することができ、デバイスパスは異なるデバイスを唯一区別する方法です.
六、締めくくり
本編ブログはここまでで終わりますので、次回はタイムチャートに加えます.その後、frameworkレイヤのStorageManagerSeviceの処理ロジックを分析し続けます.