Android热插拔事件处理详解
一、Android热插拔事件处理流程图
Android热插拔事件处理流程如下图所示:
二、组成
1. NetlinkManager:
全称是NetlinkManager.cpp位于Android 4.x 源码位置/system/vold/NetlinkManager.cpp。该类的主要通过引用NetlinkHandler类中的onEvent()方法来接收来自内核的事件消息,NetlinkHandler位于/system/vold/NetlinkHandler.cpp。
2. VolumeManager:
全称是VolumeManager.cpp位于Android 4.x源码位置/system/vold/VolumeManager.cpp。该类的主要作用是接收经过NetlinkManager处理过后的事件消息。因为我们这里是SD的挂载,因此经过NetlinkManager处理过后的消息会分为五种,分别是:block,switch,usb_composite,battery,power_supply。这里SD卡挂载的事件是block。
3. DirectVolume:
位于/system/vold/DirectVolume.cpp。该类的是一个工具类,主要负责对传入的事件进行进一步的处理,block事件又可以分为:Add,Removed,Change,Noaction这四种。后文通过介绍Add事件展开。
4. Volume:
位于/system/vold/Volume.cpp,该类是负责SD卡挂载的主要类。Volume.cpp主要负责检查SD卡格式,以及对复合要求的SD卡进行挂载,并通过Socket将消息SD卡挂载的消息传递给NativeDaemonConnector。
5. CommandListener:
该类位于位于/system/vold/CommandListener.cpp。通过vold socket与NativeDaemonConnector通信。
6. NativeDaemonConnector:
该类位于frameworks/base/services/java/com.android.server/NativeDaemonConnector.java。该类用于接收来自Volume.cpp 发来的SD卡挂载消息并向上传递。
7. MountService:
位于frameworks/base/services/java/com.android.server/MountService.java。MountService是一个服务类,该服务是系统服务,提供对外部存储设备的管理、查询等。在外部存储设备状态发生变化的时候,该类会发出相应的通知给上层应用。在Android系统中这是一个非常重要的类。
8.StorageManaer:
位于frameworks/base/core/java/andriod/os/storage/StorageManager.java。在该类的说明中有提到,该类是系统存储服务的接口。在系统设置中,有Storage相关项,同时Setting也注册了该类的监听器。而StorageManager又将自己的监听器注册到了MountService中,因此该类主要用于上层应用获取SD卡状态。
三、典型流程描述 (SD卡挂载流程)
整个过程从Kernel检测到SD卡插入事件开始,之前的一些硬件中断的触发以及driver的加载这里并不叙述,一直到SD卡挂载消息更新到“Android——系统设置——存储”一项中。
1. Kernel发出SD卡插入uevent。
2.NetlinkHandler::onEvent()接收内核发出的uevent并进行解析。
3. VolumeManager::handlBlockEvent()处理经过第二步处理后的事件。
4. 接下来调用DirectVolume:: handleBlockEvent()。
在该方法中主要有两点需要注意:
第一,程序首先会遍历mPath容器,寻找与event对应的sysfs_path是否存在与mPath容器中。
第二,针对event中的action有4种处理方式:Add,Removed,Change,Noaction 。
例如:在Add action中会有如下操作(因为我们这里所讲的是SD卡的挂载流程,因此以Add来说明),首先创建设备节点,其次对disk和partition两种格式的设备分别进行处理。SD卡属于disk类型。
5. 经过上一步之后会调用DirectVolume::handleDiskAdded()方法,在该方法中会广播disk insert消息。
6. SocketListener::runListener会接收DirectVolume::handleDiskAdded()广播的消息。该方法主要完成对event中数据的获取,通过Socket。(PS:这里的SocketListener.cpp位于Android源码/system/core/libsysutils/src/中,后文的FramworkListener.cpp也是,之前自己找了很久 T_T)
7. 调用FrameworkListener::onDataAvailable()方法处理接收到的消息内容。
8. FrameworkListener::dispatchCommand()该方法用于分发指令。
9. 在FrameworkListener::dispatchCommand()方法中,通过runCommand()方法去调用相应的指令。
10. 在/system/vold/CommandListener.cpp中有runCommand()的具体实现。在该类中可以找到这个方法:CommandListener::VolumeCmd::runCommand(),从字面意思上来看这个方法就是对Volume分发指令的解析。该方法中会执行“mount”函数:vm->mountVolume(arg[2])。
11. mountVolume(arg[2])在VolumeManager::mountVolume()中实现,在该方法中调用v->mountVol()。
12. mountVol()方法在Volume::mountVol()中实现,该函数是真正的挂载函数。(在该方法中,后续的处理都在该方法中,在Mount过程中会广播相应的消息给上层,通过setState()函数。)
13. setState(Volume::Checking);广播给上层,正在检查SD卡,为挂载做准备。
14. Fat::check();SD卡检查方法,检查SD卡是否是FAT格式。
15. Fat::doMount()挂载SD卡。
至此,SD的挂载已算初步完成,接下来应该将SD卡挂载后的消息发送给上层,在13中也提到过,在挂载以及检查的过程中其实也有发送消息给上层的。
16. MountService的构造函数中会开启监听线程,用于监听来自vold的socket信息。
Thread thread = new Thread(mConnector,VOLD_TAG); thread.start();
17. mConnector是NativeDaemonConnector的对象,NativeDaemonConnector继承了Runnable并Override了run方法。在run方法中通过一个while(true)调用ListenToSocket()方法来实现实时监听。
18. 在ListenToSocket()中,首先建立与Vold通信的Socket Server端,然后调用MountService中的onDaemonConnected()方法。(PS:Java与Native通信可以通过JNI,那么Native与Java通信就需要通过Socket来实现了。Android中Native与Frameworks通信 这篇文章中有简介,感兴趣的朋友可以参考一下)
19. onDaemonConnected()方法是在接口INativeDaemonConnectorCallbacks中定义的,MountService实现了该接口并Override了onDaemonConnected()方法。该方法开启一个线程用于更新外置存储设备的状态,主要更新状态的方法也在其中实现。
20. 然后回到ListenToSocket中,通过inputStream来获取Vold传递来的event,并存放在队列中。
21. 然后这些event会在onDaemonConnected()通过队列的”队列.take()”方法取出。并根据不同的event调用updatePublicVolumeState()方法,在该方法中调用packageManagerService中的updateExteralState()方法来更新存储设备的状态。(注:这里不太理解packageManagerService中的unloadAllContainers(args)方法)
22. 更新是通过packageHelper.getMountService().finishMediaUpdate()方法来实现的。
23. 在updatePublicVolumeState()方法中,更新后会执行如下代码:
bl.mListener.onStorageStateChanged();
在Android源码/packages/apps/Settings/src/com.android.settings.deviceinfo/Memory.java代码中,实现了StorageEventListener 的匿名内部类,并Override了onStorageStateChanged();方法。因此在updatePublicVolumeState()中调用onStorageStateChanged();方法后,Memory.java中也会收到。在Memory.java中收到以后会在Setting界面进行更新,系统设置——存储中会更新SD卡的状态。从而SD卡的挂载从底层到达了上层。
四、Vold
1. Vold简介
Vold的全称是volume daemon。主要负责系统对大容量存储设备(USB/SD)的挂载/卸载任务,它是一个守护进程,该进程支持这些存储外设的热插拔。自Android 2.2开始,Vold升级为vold 2.0,配置文件路径在Android 4.0之后变为/etc/vold.fstab。
2.Vold工作流程
Vold的工作流程大致可以分为三个部分:创建监听、引导、事件处理。
(1)创建监听
创建监听指的是创建监听链接,一方面用于监听来自内核的uevent,另一方面用于监听来自上层的控制命令,这些命令包括控制SD卡的挂载与卸载,这里所说的链接也就是socket。在Android 系统启动的时候,init进程会去解析init.rc文件,在该文件中,有如下代码:
Service vold /system/bin/vold
Socket vold stream 0660 root mount
Iprio be 2
这样系统会在启动的时候创建与上层通信的socket,此socket name为"vold"。
在Android 4.0源码/system/vold路径下的main.cpp<NetlinkManager::start():socket(PF_NETLINK,SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT) >中创建了与内核通信的socket。在main.cpp中通过实例化VolumeManager和NetlinkManager时创建。
(2)引导
Vold进程启动时候会对现有的外部存储设备进行检查。首先加载并解析vold.fstab,并检查挂载点是否已被挂载。然后执行SD卡的挂载,最后处理USB大容量存储。因为系统是按行解析的,通过查看vold.fstab可以很清楚的知道这一点。
vold.fatab中最重要的语句:
dev_mount sdcard /mnt/sdcard auto /devices/platform/rk29_sdmmc.0/mmc_host/mmc0
dev_mount <lable> <mount_point> <part> <sysfs_path…>
挂载命令 标签 挂载点第几个分区 设备的sysfs paths
注:
第几个分区:如果为auto则表示第1个分区。
参数之间不能有空格,只能以tab为间隔(注意:这里为了对齐因此采用空格隔开,如果自行修改vold.fstab之后加以空格的话系统会识别不到的)。
如果vold.fstab解析无误,VolueManager将创建DirectVolume,若vold.fstab解析不存在或者打开失败,Vold将会读取Linux内核中的参数,此时如果参数中存在SDCARD(也就是SD的默认路径),VolumeManager则会创建AutoVolume,如果不存在这个默认路径那么就不会创建。
(3)事件处理
通过对两个socket的监听,完成对事件的处理以及对上层应用的响应。
a) Kernel发出uevent
NetlinkManager检测到kernel发出的uevent,解析后调用NetlinkHandler::onEvent()方法。该方法会分别处理不同的事件,这里重要的事件有:
“block”事件主要指Volume的mount、unmount、createAsec等。由VolumeManager的handleBlockEvent(evt)来处理,根据多态性最终将会调用AutoVolume或者DirectVolume的handleBlockEvent方法来处理。
“switch”事件主要指Volume的connet、disconnet等。根据相关操作,改变设备参数(设备类型、挂载点等)通过CommandListener告知FrameWork层。
b)FrameWork发出控制命令
与a)相反,CommandListener检测到FrameWork层的命令(MountService发出的命令)调用VolumeManager的函数,VolumeManager找出对应的Volume,调用Volume函数去挂载/卸载操作。而Volume类中的相关操作最终通过调用Linux函数完成。
五、Vold用户态
1. NetlinkManager
NetlinkManager负责与Kernel交互,通过PF_NETLINK来现。
Vlod启动代码如下(/system/vold/main.cpp):
[cpp] view plain copy
- intmain(){
- VolumeManager*vm;
- CommandListener*cl;
- NetlinkManager*nm;
- SLOGI("Vold2.1(therevenge)firingup");
- mkdir("/dev/block/vold",0755);
- /*Createoursingletonmanagers*/
- if(!(vm=VolumeManager::Instance())){
- SLOGE("UnabletocreateVolumeManager");
- exit(1);
- };
- if(!(nm=NetlinkManager::Instance())){
- SLOGE("UnabletocreateNetlinkManager");
- exit(1);
- };
- cl=newCommandListener();
- vm->setBroadcaster((SocketListener*)cl);
- nm->setBroadcaster((SocketListener*)cl);
- if(vm->start()){
- SLOGE("UnabletostartVolumeManager(%s)",strerror(errno));
- exit(1);
- }
- /*解析/etc/vold.fstab文件,
- 读取type,label,mount_point,part
- 1)构建DirectVolume对象:如果part为auto,则调用dv=newDirectVolume(vm,label,mount_point,-1);
- 2)添加vold.fstab中定义的某一挂载项对应的sysfs_path到DirectVolume对象的mPaths容器dv->addPath(sysfs_path);
- 3)将这个DirectVolume对象添加到VolumeManager对象的容器mVolumes中vm->addVolume(dv);
- */
- if(process_config(vm)){
- SLOGE("Errorreadingconfiguration(%s)...continuinganyways",strerror(errno));
- }
- /*会调用NetlinkManager类的start()方法,它创建PF_NETLINKsocket,
- 并开启线程从此socket中读取数据*/
- if(nm->start()){
- SLOGE("UnabletostartNetlinkManager(%s)",strerror(errno));
- exit(1);
- }
- #ifdefUSE_USB_MODE_SWITCH
- SLOGE("StartMiscdevicesManager...");
- MiscManager*mm;
- if(!(mm=MiscManager::Instance())){
- SLOGE("UnabletocreateMiscManager");
- exit(1);
- };
- mm->setBroadcaster((SocketListener*)cl);
- if(mm->start()){
- SLOGE("UnabletostartMiscManager(%s)",strerror(errno));
- exit(1);
- }
- G3Dev*g3=newG3Dev(mm);
- g3->handleUsb();
- mm->addMisc(g3);
- #endif
- coldboot("/sys/block");//冷启动,vold错过了一些uevent,重新触发。向sysfs的uevent文件写入”add\n”字符也可以触发sysfs事件,相当执行了一次热插拔。
- //coldboot("/sys/class/switch");
- /*
- *Nowthatwe'reup,wecanrespondtocommands
- */
- if(cl->startListener()){
- SLOGE("UnabletostartCommandListener(%s)",strerror(errno));
- exit(1);
- }
- //Eventuallywe'llbecomethemonitoringthread
- while(1){
- sleep(1000);
- }
- SLOGI("Voldexiting");
- exit(0);
- }
NetlinkManager的家族关系如下所示:
上图中的虚线为启动是的调用流程。
(1) class NetlinkManager(在其start函数中创建了NetlinkHandler对象,并把创建的socket作为参数)
(2)class NetlinkHandler: public NetlinkListener(实现了onEvent)
(3) class NetlinkListener : public SocketListener (实现了onDataAvailable)
(4) class SocketListener(实现了runListener,在一个线程中通过select查看哪些socket有数据,通过调用onDataAvailable来读取数据)
2. NetlinkManager::start()
[cpp] view plain copy- intNetlinkManager::start(){
- structsockaddr_nlnladdr;
- intsz=64*1024;
- inton=1;
- memset(&nladdr,0,sizeof(nladdr));
- nladdr.nl_family=AF_NETLINK;
- nladdr.nl_pid=getpid();
- nladdr.nl_groups=0xffffffff;
- //创建一个socket用于内核空间和用户空间的异步通信,监控系统的hotplug事件
- if((mSock=socket(PF_NETLINK,
- SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT))<0){
- SLOGE("Unabletocreateueventsocket:%s",strerror(errno));
- return-1;
- }
- if(setsockopt(mSock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUFFORCE,&sz,sizeof(sz))<0){
- SLOGE("UnabletosetueventsocketSO_RECBUFFORCEoption:%s",strerror(errno));
- return-1;
- }
- if(setsockopt(mSock,SOL_SOCKET,SO_PASSCRED,&on,sizeof(on))<0){
- SLOGE("UnabletosetueventsocketSO_PASSCREDoption:%s",strerror(errno));
- return-1;
- }
- if(bind(mSock,(structsockaddr*)&nladdr,sizeof(nladdr))<0){
- SLOGE("Unabletobindueventsocket:%s",strerror(errno));
- return-1;
- }
- //利用新创建的socket实例化一个NetlinkHandler类对象,NetlinkHandler继承了类NetlinkListener,
- //NetlinkListener又继承了类SocketListener
- mHandler=newNetlinkHandler(mSock);
- if(mHandler->start()){//启动NetlinkHandler
- SLOGE("UnabletostartNetlinkHandler:%s",strerror(errno));
- return-1;
- }
- return0;
- }
把socket作为参数创建了NetlinkHandler对象,然后启动NetlinkHandler。
- intNetlinkHandler::start(){
- returnthis->startListener();
- }
- intSocketListener::startListener(){
- if(!mSocketName&&mSock==-1){
- SLOGE("Failedtostartunboundlistener");
- errno=EINVAL;
- return-1;
- }elseif(mSocketName){
- if((mSock=android_get_control_socket(mSocketName))<0){
- SLOGE("Obtainingfiledescriptorsocket'%s'failed:%s",
- mSocketName,strerror(errno));
- return-1;
- }
- }
- if(mListen&&listen(mSock,4)<0){
- SLOGE("Unabletolistenonsocket(%s)",strerror(errno));
- return-1;
- }elseif(!mListen)
- mClients->push_back(newSocketClient(mSock,false));
- if(pipe(mCtrlPipe)){
- SLOGE("pipefailed(%s)",strerror(errno));
- return-1;
- }
- if(pthread_create(&mThread,NULL,SocketListener::threadStart,this)){
- SLOGE("pthread_create(%s)",strerror(errno));
- return-1;
- }
- return0;
- }
- void*SocketListener::threadStart(void*obj){
- SocketListener*me=reinterpret_cast<SocketListener*>(obj);
- me->runListener();
- pthread_exit(NULL);
- returnNULL;
- }
- voidSocketListener::runListener(){
- SocketClientCollection*pendingList=newSocketClientCollection();
- while(1){//死循环,一直监听
- SocketClientCollection::iteratorit;
- fd_setread_fds;
- intrc=0;
- intmax=-1;
- FD_ZERO(&read_fds);//清空文件描述符集read_fds
- if(mListen){
- max=mSock;
- FD_SET(mSock,&read_fds);//添加文件描述符到文件描述符集read_fds
- }
- FD_SET(mCtrlPipe[0],&read_fds);//添加管道的读取端文件描述符到read_fds
- if(mCtrlPipe[0]>max)
- max=mCtrlPipe[0];
- pthread_mutex_lock(&mClientsLock);//对容器mClients的操作需要加锁
- for(it=mClients->begin();it!=mClients->end();++it){
- intfd=(*it)->getSocket();
- FD_SET(fd,&read_fds);////遍历容器mClients的所有成员,调用内联函数getSocket()获取文件描述符,并添加到文件描述符集read_fds
- if(fd>max)
- max=fd;
- }
- pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
- //等待文件描述符中某一文件描述符或者说socket有数据到来
- if((rc=select(max+1,&read_fds,NULL,NULL,NULL))<0){
- if(errno==EINTR)
- continue;
- SLOGE("selectfailed(%s)",strerror(errno));
- sleep(1);
- continue;
- }elseif(!rc)
- continue;
- if(FD_ISSET(mCtrlPipe[0],&read_fds))
- break;
- if(mListen&&FD_ISSET(mSock,&read_fds)){//监听套接字处理
- structsockaddraddr;
- socklen_talen;
- intc;
- do{
- alen=sizeof(addr);
- c=accept(mSock,&addr,&alen);//接收链接请求,建立连接,如果成功c即为建立链接后的数据交换套接字,将其添加到mClient容器
- }while(c<0&&errno==EINTR);
- if(c<0){
- SLOGE("acceptfailed(%s)",strerror(errno));
- sleep(1);
- continue;
- }
- pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
- mClients->push_back(newSocketClient(c,true));
- pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
- }
- /*Addallactiveclientstothependinglistfirst*/
- pendingList->clear();
- pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
- for(it=mClients->begin();it!=mClients->end();++it){
- intfd=(*it)->getSocket();
- if(FD_ISSET(fd,&read_fds)){
- pendingList->push_back(*it);
- }
- }
- pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
- /*Processthependinglist,sinceitisownedbythethread,
- *thereisnoneedtolockit*/
- while(!pendingList->empty()){//非监听套接字处理
- /*Popthefirstitemfromthelist*/
- it=pendingList->begin();
- SocketClient*c=*it;
- pendingList->erase(it);
- /*Processit,iffalseisreturnedandoursocketsare
- *connection-based,removeanddestroyit*/
- //******onDataAvailable在NetlinkListener中实现*********
- if(!onDataAvailable(c)&&mListen){
- /*Removetheclientfromourarray*/
- pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
- for(it=mClients->begin();it!=mClients->end();++it){
- if(*it==c){
- mClients->erase(it);
- break;
- }
- }
- pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
- /*Removeourreferencetotheclient*/
- c->decRef();
- }
- }
- }
- deletependingList;
- }
SocketListener::runListener是线程真正执行的函数:mListen成员用来判定是否监听套接字,Netlink套接字属于udp套接字,非监听套接字,该函数的主要功能体现在,如果该套接字有数据到来,就调用函数onDataAvailable读取数据。
3. NetlinkListener::onDataAvailable
[cpp] view plain copy- boolNetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient*cli)
- {
- intsocket=cli->getSocket();
- ssize_tcount;
- //从socket中读取kernel发送来的uevent消息
- count=TEMP_FAILURE_RETRY(uevent_kernel_multicast_recv(socket,mBuffer,sizeof(mBuffer)));
- if(count<0){
- SLOGE("recvmsgfailed(%s)",strerror(errno));
- returnfalse;
- }
- NetlinkEvent*evt=newNetlinkEvent();
- if(!evt->decode(mBuffer,count,mFormat)){
- SLOGE("ErrordecodingNetlinkEvent");
- }else{
- onEvent(evt);//在NetlinkHandler中实现
- }
- deleteevt;
- returntrue;
- }
4. NetlinkHandler::onEvent
[cpp] view plain copy- voidNetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent*evt){
- VolumeManager*vm=VolumeManager::Instance();
- constchar*subsys=evt->getSubsystem();
- if(!subsys){
- SLOGW("Nosubsystemfoundinnetlinkevent");
- return;
- }
- if(!strcmp(subsys,"block")){
- if(uEventOnOffFlag)
- {
- SLOGW("####netlinkeventblock####");
- evt->dump();
- }
- vm->handleBlockEvent(evt);
- #ifdefUSE_USB_MODE_SWITCH
- }elseif(!strcmp(subsys,"usb")
- ||!strcmp(subsys,"scsi_device")){
- SLOGW("subsystemfoundinnetlinkevent");
- MiscManager*mm=MiscManager::Instance();
- mm->handleEvent(evt);
- #endif
- }
- }
5. uevent_kernel_multicast_recv
[cpp] view plain copy- /**
- *Likerecv(),butchecksthatmessagesactuallyoriginatefromthekernel.
- */
- ssize_tuevent_kernel_multicast_recv(intsocket,void*buffer,size_tlength){
- structioveciov={buffer,length};
- structsockaddr_nladdr;
- charcontrol[CMSG_SPACE(sizeof(structucred))];
- structmsghdrhdr={
- &addr,
- sizeof(addr),
- &iov,
- 1,
- control,
- sizeof(control),
- 0,
- };
- ssize_tn=recvmsg(socket,&hdr,0);
- if(n<=0){
- returnn;
- }
- if(addr.nl_groups==0||addr.nl_pid!=0){
- /*ignoringnon-kernelorunicastnetlinkmessage*/
- gotoout;
- }
- structcmsghdr*cmsg=CMSG_FIRSTHDR(&hdr);
- if(cmsg==NULL||cmsg->cmsg_type!=SCM_CREDENTIALS){
- /*ignoringnetlinkmessagewithnosendercredentials*/
- gotoout;
- }
- structucred*cred=(structucred*)CMSG_DATA(cmsg);
- if(cred->uid!=0){
- /*ignoringnetlinkmessagefromnon-rootuser*/
- gotoout;
- }
- returnn;
- out:
- /*clearresidualpotentiallymaliciousdata*/
- bzero(buffer,length);
- errno=EIO;
- return-1;
- }
六、与Vold相关的Kernel态
- 用户态创建的netlink sock被kernel保存在:nl_table[sk->sk_protocol].mc_list
- Kernel态创建的netlink sock被kernel保存在:uevent_sock_list,上面的sk->sk_protocol为uevent_sock_list的协议, 二者只有协议一致才可以发送。
1. 创建kernel态sock
- 在用户态的socket创建方式(/system/vold/NetlinkManager.cpp):
- if((mSock=socket(PF_NETLINK,
- SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT))<0){
- SLOGE("Unabletocreateueventsocket:%s",strerror(errno));
- return-1;
- }
- 在Kernel的socket创建方式(/kernel/lib/kobject_uevent.c):
- staticintuevent_net_init(structnet*net)
- {
- structuevent_sock*ue_sk;
- ue_sk=kzalloc(sizeof(*ue_sk),GFP_KERNEL);
- if(!ue_sk)
- return-ENOMEM;
- ue_sk->sk=netlink_kernel_create(net,NETLINK_KOBJECT_UEVENT,
- 1,NULL,NULL,THIS_MODULE);
- if(!ue_sk->sk){
- printk(KERN_ERR
- "kobject_uevent:unabletocreatenetlinksocket!\n");
- kfree(ue_sk);
- return-ENODEV;
- }
- mutex_lock(&uevent_sock_mutex);
- list_add_tail(&ue_sk->list,&uevent_sock_list);
- mutex_unlock(&uevent_sock_mutex);
- return0;
- }
从上面的代码可知,此sock被创建之后,被增加到全局变量uevent_sock_list列表中,下面的分析围绕此列表进行。
- netlink_kernel_create函数原型:
- structsock*netlink_kernel_create(structnet*net,intunit,unsignedintgroups,
- void(*input)(structsk_buff*skb),
- structmutex*cb_mutex,structmodule*module)
1)struct net *net:是一个网络名字空间namespace,在不同的名字空间里面可以有自己的转发信息库,有自己的一套net_device等等。默认情况下都是使用init_net这个全局变量
2)int unit:表示netlink协议类型,如 NETLINK_KOBJECT_UEVENT
3)unsigned int groups: 组类型
4)void (*input)(struct sk_buff *skb):参数input则为内核模块定义的netlink消息处理函数,当有消息到达这个netlink socket时,该input函数指针就会被调用。函数指针input的参数skb实际上就是函数netlink_kernel_create返回的 struct sock指针,sock实际是socket的一个内核表示数据结构,用户态应用创建的socket在内核中也会有一个struct sock结构来表示。
5) struct mutex *cb_mutex: 互斥销
6) struct module *module: 一般为THIS_MODULE
- struct sock
用户态socket在kernel中的表示。
2.相关数据结构
相关数据结构如下图所示:
3.发送消息给用户空间
3.1 发送消息流程图
3.2 kobject_uevent_env
[cpp] view plain copy- /**
- *kobject_uevent_env-sendanueventwithenvironmentaldata
- *
- *@action:actionthatishappening
- *@kobj:structkobjectthattheactionishappeningto
- *@envp_ext:pointertoenvironmentaldata
- *
- *Returns0ifkobject_uevent_env()iscompletedwithsuccessorthe
- *correspondingerrorwhenitfails.
- */
- intkobject_uevent_env(structkobject*kobj,enumkobject_actionaction,
- char*envp_ext[])
- {
- structkobj_uevent_env*env;
- constchar*action_string=kobject_actions[action];
- constchar*devpath=NULL;
- constchar*subsystem;
- structkobject*top_kobj;
- structkset*kset;
- conststructkset_uevent_ops*uevent_ops;
- u64seq;
- inti=0;
- intretval=0;
- #ifdefCONFIG_NET
- structuevent_sock*ue_sk;
- #endif
- pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s\n",
- kobject_name(kobj),kobj,__func__);
- /*searchtheksetwebelongto*/
- top_kobj=kobj;
- while(!top_kobj->kset&&top_kobj->parent)
- top_kobj=top_kobj->parent;
- if(!top_kobj->kset){
- pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:attemptedtosenduevent"
- "withoutkset!\n",kobject_name(kobj),kobj,
- __func__);
- return-EINVAL;
- }
- kset=top_kobj->kset;
- uevent_ops=kset->uevent_ops;
- /*skiptheevent,ifuevent_suppressisset*/
- if(kobj->uevent_suppress){
- pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:uevent_suppress"
- "causedtheeventtodrop!\n",
- kobject_name(kobj),kobj,__func__);
- return0;
- }
- /*skiptheevent,ifthefilterreturnszero.*/
- if(uevent_ops&&uevent_ops->filter)
- if(!uevent_ops->filter(kset,kobj)){
- pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:filterfunction"
- "causedtheeventtodrop!\n",
- kobject_name(kobj),kobj,__func__);
- return0;
- }
- /*originatingsubsystem*/
- if(uevent_ops&&uevent_ops->name)
- subsystem=uevent_ops->name(kset,kobj);
- else
- subsystem=kobject_name(&kset->kobj);
- if(!subsystem){
- pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:unsetsubsystemcausedthe"
- "eventtodrop!\n",kobject_name(kobj),kobj,
- __func__);
- return0;
- }
- /*environmentbuffer*/
- env=kzalloc(sizeof(structkobj_uevent_env),GFP_KERNEL);
- if(!env)
- return-ENOMEM;
- /*completeobjectpath*/
- devpath=kobject_get_path(kobj,GFP_KERNEL);
- if(!devpath){
- retval=-ENOENT;
- gotoexit;
- }
- /*defaultkeys*/
- retval=add_uevent_var(env,"ACTION=%s",action_string);
- if(retval)
- gotoexit;
- retval=add_uevent_var(env,"DEVPATH=%s",devpath);
- if(retval)
- gotoexit;
- retval=add_uevent_var(env,"SUBSYSTEM=%s",subsystem);
- if(retval)
- gotoexit;
- /*keyspassedinfromthecaller*/
- if(envp_ext){
- for(i=0;envp_ext[i];i++){
- retval=add_uevent_var(env,"%s",envp_ext[i]);
- if(retval)
- gotoexit;
- }
- }
- /*lettheksetspecificfunctionadditsstuff*/
- if(uevent_ops&&uevent_ops->uevent){
- retval=uevent_ops->uevent(kset,kobj,env);
- if(retval){
- pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:uevent()returned"
- "%d\n",kobject_name(kobj),kobj,
- __func__,retval);
- gotoexit;
- }
- }
- /*
- *Mark"add"and"remove"eventsintheobjecttoensureproper
- *eventstouserspaceduringautomaticcleanup.Iftheobjectdid
- *sendan"add"event,"remove"willautomaticallygeneratedby
- *thecore,ifnotalreadydonebythecaller.
- */
- if(action==KOBJ_ADD)
- kobj->state_add_uevent_sent=1;
- elseif(action==KOBJ_REMOVE)
- kobj->state_remove_uevent_sent=1;
- /*wewillsendanevent,sorequestanewsequencenumber*/
- spin_lock(&sequence_lock);
- seq=++uevent_seqnum;
- spin_unlock(&sequence_lock);
- retval=add_uevent_var(env,"SEQNUM=%llu",(unsignedlonglong)seq);
- if(retval)
- gotoexit;
- #ifdefined(CONFIG_NET)
- /*sendnetlinkmessage*/
- mutex_lock(&uevent_sock_mutex);
- list_for_each_entry(ue_sk,&uevent_sock_list,list){
- structsock*uevent_sock=ue_sk->sk;
- structsk_buff*skb;
- size_tlen;
- /*allocatemessagewiththemaximumpossiblesize*/
- len=strlen(action_string)+strlen(devpath)+2;
- skb=alloc_skb(len+env->buflen,GFP_KERNEL);
- if(skb){
- char*scratch;
- /*addheader*/
- scratch=skb_put(skb,len);
- sprintf(scratch,"%s@%s",action_string,devpath);//action_string+devpath
- /*copykeystoourcontinuouseventpayloadbuffer*/
- for(i=0;i<env->envp_idx;i++){
- len=strlen(env->envp[i])+1;
- scratch=skb_put(skb,len);
- strcpy(scratch,env->envp[i]);
- }
- NETLINK_CB(skb).dst_group=1;
- retval=netlink_broadcast_filtered(uevent_sock,skb,
- 0,1,GFP_KERNEL,
- kobj_bcast_filter,
- kobj);
- /*ENOBUFSshouldbehandledinuserspace*/
- if(retval==-ENOBUFS)
- retval=0;
- }else
- retval=-ENOMEM;
- }
- mutex_unlock(&uevent_sock_mutex);
- #endif
- /*calluevent_helper,usuallyonlyenabledduringearlyboot*/
- if(uevent_helper[0]&&!kobj_usermode_filter(kobj)){
- char*argv[3];
- argv[0]=uevent_helper;
- argv[1]=(char*)subsystem;
- argv[2]=NULL;
- retval=add_uevent_var(env,"HOME=/");
- if(retval)
- gotoexit;
- retval=add_uevent_var(env,
- "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin");
- if(retval)
- gotoexit;
- retval=call_usermodehelper(argv[0],argv,
- env->envp,UMH_WAIT_EXEC);
- }
- exit:
- kfree(devpath);
- kfree(env);
- returnretval;
- }
- /**
- *kobject_uevent-notifyuserspacebysendinganuevent
- *
- *@action:actionthatishappening
- *@kobj:structkobjectthattheactionishappeningto
- *
- *Returns0ifkobject_uevent()iscompletedwithsuccessorthe
- *correspondingerrorwhenitfails.
- */
- intkobject_uevent(structkobject*kobj,enumkobject_actionaction)
- {
- returnkobject_uevent_env(kobj,action,NULL);
- }
3.3 netlink_broadcast_filtered
[cpp] view plain copy - intnetlink_broadcast_filtered(structsock*ssk,structsk_buff*skb,u32pid,
- u32group,gfp_tallocation,
- int(*filter)(structsock*dsk,structsk_buff*skb,void*data),
- void*filter_data)
- {
- structnet*net=sock_net(ssk);
- structnetlink_broadcast_datainfo;
- structhlist_node*node;
- structsock*sk;
- skb=netlink_trim(skb,allocation);
- info.exclude_sk=ssk;
- info.net=net;
- info.pid=pid;
- info.group=group;
- info.failure=0;
- info.delivery_failure=0;
- info.congested=0;
- info.delivered=0;
- info.allocation=allocation;
- info.skb=skb;
- info.skb2=NULL;
- info.tx_filter=filter;
- info.tx_data=filter_data;
- /*Whilewesleepinclone,donotallowtochangesocketlist*/
- netlink_lock_table();
- //向nl_table[ssk->sk_protocol].mc_list中的每个sock发送此netlink消息
- sk_for_each_bound(sk,node,&nl_table[ssk->sk_protocol].mc_list)
- do_one_broadcast(sk,&info);
- consume_skb(skb);
- netlink_unlock_table();
- if(info.delivery_failure){
- kfree_skb(info.skb2);
- return-ENOBUFS;
- }else
- consume_skb(info.skb2);
- if(info.delivered){
- if(info.congested&&(allocation&__GFP_WAIT))
- yield();
- return0;
- }
- return-ESRCH;
- }
static struct netlink_table *nl_table;是全局变量,它维护了用户态创建的所有netlink sock,按协议分类,每种协议一个链表mc_list。它在函数netlink_proto_init中被初始化,向nl_table[sk->sk_protocol].mc_list中增加sock的调用流程如下(kernel/net/netlink/af_netlink.c):
3.4 do_one_broadcast
[cpp] view plain copy - staticinlineintdo_one_broadcast(structsock*sk,
- structnetlink_broadcast_data*p)
- {
- structnetlink_sock*nlk=nlk_sk(sk);
- intval;
- if(p->exclude_sk==sk)
- gotoout;
- if(nlk->pid==p->pid||p->group-1>=nlk->ngroups||
- !test_bit(p->group-1,nlk->groups))
- gotoout;
- if(!net_eq(sock_net(sk),p->net))
- gotoout;
- if(p->failure){
- netlink_overrun(sk);
- gotoout;
- }
- sock_hold(sk);
- if(p->skb2==NULL){
- if(skb_shared(p->skb)){
- p->skb2=skb_clone(p->skb,p->allocation);
- }else{
- p->skb2=skb_get(p->skb);
- /*
- *skbownershipmayhavebeensetwhen
- *deliveredtoaprevioussocket.
- */
- skb_orphan(p->skb2);
- }
- }
- if(p->skb2==NULL){
- netlink_overrun(sk);
- /*Clonefailed.NotifyALLlisteners.*/
- p->failure=1;
- if(nlk->flags&NETLINK_BROADCAST_SEND_ERROR)
- p->delivery_failure=1;
- }elseif(p->tx_filter&&p->tx_filter(sk,p->skb2,p->tx_data)){
- kfree_skb(p->skb2);
- p->skb2=NULL;
- }elseif(sk_filter(sk,p->skb2)){
- kfree_skb(p->skb2);
- p->skb2=NULL;
- }elseif((val=netlink_broadcast_deliver(sk,p->skb2))<0){
- netlink_overrun(sk);
- if(nlk->flags&NETLINK_BROADCAST_SEND_ERROR)
- p->delivery_failure=1;
- }else{
- p->congested|=val;
- p->delivered=1;
- p->skb2=NULL;
- }
- sock_put(sk);
- out:
- return0;
- }
3.5 netlink_broadcast_deliver
[cpp] view plain copy - staticinlineintnetlink_broadcast_deliver(structsock*sk,
- structsk_buff*skb)
- {
- structnetlink_sock*nlk=nlk_sk(sk);
- if(atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc)<=sk->sk_rcvbuf&&
- !test_bit(0,&nlk->state)){
- skb_set_owner_r(skb,sk);
- skb_queue_tail(&sk->sk_receive_queue,skb);
- sk->sk_data_ready(sk,skb->len);
- returnatomic_read(&sk->sk_rmem_alloc)>sk->sk_rcvbuf;
- }
- return-1;
- }
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