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();

}

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。

巴特西