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)：

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1. intmain(){
3. VolumeManager*vm;
4. CommandListener*cl;
5. NetlinkManager*nm;
7. SLOGI("Vold2.1(therevenge)firingup");
9. mkdir("/dev/block/vold",0755);
11. /*Createoursingletonmanagers*/
12. if(!(vm=VolumeManager::Instance())){
13. SLOGE("UnabletocreateVolumeManager");
14. exit(1);
15. };
17. if(!(nm=NetlinkManager::Instance())){
18. SLOGE("UnabletocreateNetlinkManager");
19. exit(1);
20. };
23. cl=newCommandListener();
24. vm->setBroadcaster((SocketListener*)cl);
25. nm->setBroadcaster((SocketListener*)cl);
27. if(vm->start()){
28. SLOGE("UnabletostartVolumeManager(%s)",strerror(errno));
29. exit(1);
30. }
32. /*解析/etc/vold.fstab文件，
33. 读取type，label,mount_point,part
34. 1)构建DirectVolume对象：如果part为auto，则调用dv=newDirectVolume(vm,label,mount_point,-1);
35. 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);
36. 3)将这个DirectVolume对象添加到VolumeManager对象的容器mVolumes中vm->addVolume(dv)；
37. */
38. if(process_config(vm)){
39. SLOGE("Errorreadingconfiguration(%s)...continuinganyways",strerror(errno));
40. }
42. /*会调用NetlinkManager类的start()方法，它创建PF_NETLINKsocket,
43. 并开启线程从此socket中读取数据*/
44. if(nm->start()){
45. SLOGE("UnabletostartNetlinkManager(%s)",strerror(errno));
46. exit(1);
47. }
49. #ifdefUSE_USB_MODE_SWITCH
50. SLOGE("StartMiscdevicesManager...");
51. MiscManager*mm;
52. if(!(mm=MiscManager::Instance())){
53. SLOGE("UnabletocreateMiscManager");
54. exit(1);
55. };
56. mm->setBroadcaster((SocketListener*)cl);
57. if(mm->start()){
58. SLOGE("UnabletostartMiscManager(%s)",strerror(errno));
59. exit(1);
60. }
61. G3Dev*g3=newG3Dev(mm);
62. g3->handleUsb();
63. mm->addMisc(g3);
64. #endif
65. 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。
67. //coldboot("/sys/class/switch");
69. /*
70. *Nowthatwe'reup,wecanrespondtocommands
71. */
72. if(cl->startListener()){
73. SLOGE("UnabletostartCommandListener(%s)",strerror(errno));
74. exit(1);
75. }
77. //Eventuallywe'llbecomethemonitoringthread
78. while(1){
79. sleep(1000);
80. }
82. SLOGI("Voldexiting");
83. exit(0);
84. }

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()

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1. intNetlinkManager::start(){
2. structsockaddr_nlnladdr;
3. intsz=64*1024;
4. inton=1;
6. memset(&nladdr,0,sizeof(nladdr));
7. nladdr.nl_family=AF_NETLINK;
8. nladdr.nl_pid=getpid();
9. nladdr.nl_groups=0xffffffff;
10. //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
11. if((mSock=socket(PF_NETLINK,
12. SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT))<0){
13. SLOGE("Unabletocreateueventsocket:%s",strerror(errno));
14. return-1;
15. }
17. if(setsockopt(mSock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUFFORCE,&sz,sizeof(sz))<0){
18. SLOGE("UnabletosetueventsocketSO_RECBUFFORCEoption:%s",strerror(errno));
19. return-1;
20. }
22. if(setsockopt(mSock,SOL_SOCKET,SO_PASSCRED,&on,sizeof(on))<0){
23. SLOGE("UnabletosetueventsocketSO_PASSCREDoption:%s",strerror(errno));
24. return-1;
25. }
27. if(bind(mSock,(structsockaddr*)&nladdr,sizeof(nladdr))<0){
28. SLOGE("Unabletobindueventsocket:%s",strerror(errno));
29. return-1;
30. }
31. //利用新创建的socket实例化一个NetlinkHandler类对象，NetlinkHandler继承了类NetlinkListener，
32. //NetlinkListener又继承了类SocketListener
33. mHandler=newNetlinkHandler(mSock);
34. if(mHandler->start()){//启动NetlinkHandler
35. SLOGE("UnabletostartNetlinkHandler:%s",strerror(errno));
36. return-1;
37. }
38. return0;
39. }

把socket作为参数创建了NetlinkHandler对象，然后启动NetlinkHandler。

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1. intNetlinkHandler::start(){
2. returnthis->startListener();
3. }
5. intSocketListener::startListener(){
7. if(!mSocketName&&mSock==-1){
8. SLOGE("Failedtostartunboundlistener");
9. errno=EINVAL;
10. return-1;
11. }elseif(mSocketName){
12. if((mSock=android_get_control_socket(mSocketName))<0){
13. SLOGE("Obtainingfiledescriptorsocket'%s'failed:%s",
14. mSocketName,strerror(errno));
15. return-1;
16. }
17. }
19. if(mListen&&listen(mSock,4)<0){
20. SLOGE("Unabletolistenonsocket(%s)",strerror(errno));
21. return-1;
22. }elseif(!mListen)
23. mClients->push_back(newSocketClient(mSock,false));
25. if(pipe(mCtrlPipe)){
26. SLOGE("pipefailed(%s)",strerror(errno));
27. return-1;
28. }
30. if(pthread_create(&mThread,NULL,SocketListener::threadStart,this)){
31. SLOGE("pthread_create(%s)",strerror(errno));
32. return-1;
33. }
35. return0;
36. }
38. void*SocketListener::threadStart(void*obj){
39. SocketListener*me=reinterpret_cast<SocketListener*>(obj);
41. me->runListener();
42. pthread_exit(NULL);
43. returnNULL;
44. }
46. voidSocketListener::runListener(){
48. SocketClientCollection*pendingList=newSocketClientCollection();
50. while(1){//死循环，一直监听
51. SocketClientCollection::iteratorit;
52. fd_setread_fds;
53. intrc=0;
54. intmax=-1;
56. FD_ZERO(&read_fds);//清空文件描述符集read_fds
58. if(mListen){
59. max=mSock;
60. FD_SET(mSock,&read_fds);//添加文件描述符到文件描述符集read_fds
61. }
63. FD_SET(mCtrlPipe[0],&read_fds);//添加管道的读取端文件描述符到read_fds
64. if(mCtrlPipe[0]>max)
65. max=mCtrlPipe[0];
67. pthread_mutex_lock(&mClientsLock);//对容器mClients的操作需要加锁
68. for(it=mClients->begin();it!=mClients->end();++it){
69. intfd=(*it)->getSocket();
70. 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
71. if(fd>max)
72. max=fd;
73. }
74. pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
75. //等待文件描述符中某一文件描述符或者说socket有数据到来
76. if((rc=select(max+1,&read_fds,NULL,NULL,NULL))<0){
77. if(errno==EINTR)
78. continue;
79. SLOGE("selectfailed(%s)",strerror(errno));
80. sleep(1);
81. continue;
82. }elseif(!rc)
83. continue;
85. if(FD_ISSET(mCtrlPipe[0],&read_fds))
86. break;
87. if(mListen&&FD_ISSET(mSock,&read_fds)){//监听套接字处理
88. structsockaddraddr;
89. socklen_talen;
90. intc;
92. do{
93. alen=sizeof(addr);
94. 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
95. }while(c<0&&errno==EINTR);
96. if(c<0){
97. SLOGE("acceptfailed(%s)",strerror(errno));
98. sleep(1);
99. continue;
100. }
101. pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
102. mClients->push_back(newSocketClient(c,true));
103. pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
104. }
106. /*Addallactiveclientstothependinglistfirst*/
107. pendingList->clear();
108. pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
109. for(it=mClients->begin();it!=mClients->end();++it){
110. intfd=(*it)->getSocket();
111. if(FD_ISSET(fd,&read_fds)){
112. pendingList->push_back(*it);
113. }
114. }
115. pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
117. /*Processthependinglist,sinceitisownedbythethread,
118. *thereisnoneedtolockit*/
119. while(!pendingList->empty()){//非监听套接字处理
120. /*Popthefirstitemfromthelist*/
121. it=pendingList->begin();
122. SocketClient*c=*it;
123. pendingList->erase(it);
124. /*Processit,iffalseisreturnedandoursocketsare
125. *connection-based,removeanddestroyit*/
126. //******onDataAvailable在NetlinkListener中实现*********
127. if(!onDataAvailable(c)&&mListen){
128. /*Removetheclientfromourarray*/
129. pthread_mutex_lock(&mClientsLock);
130. for(it=mClients->begin();it!=mClients->end();++it){
131. if(*it==c){
132. mClients->erase(it);
133. break;
134. }
135. }
136. pthread_mutex_unlock(&mClientsLock);
137. /*Removeourreferencetotheclient*/
138. c->decRef();
139. }
140. }
141. }
142. deletependingList;
143. }

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

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1. boolNetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient*cli)
2. {
3. intsocket=cli->getSocket();
4. ssize_tcount;
6. //从socket中读取kernel发送来的uevent消息
7. count=TEMP_FAILURE_RETRY(uevent_kernel_multicast_recv(socket,mBuffer,sizeof(mBuffer)));
8. if(count<0){
9. SLOGE("recvmsgfailed(%s)",strerror(errno));
10. returnfalse;
11. }
13. NetlinkEvent*evt=newNetlinkEvent();
14. if(!evt->decode(mBuffer,count,mFormat)){
15. SLOGE("ErrordecodingNetlinkEvent");
16. }else{
17. onEvent(evt);//在NetlinkHandler中实现
18. }
20. deleteevt;
21. returntrue;
22. }

4. NetlinkHandler::onEvent

[cpp] view plain copy

1. voidNetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent*evt){
2. VolumeManager*vm=VolumeManager::Instance();
3. constchar*subsys=evt->getSubsystem();
5. if(!subsys){
6. SLOGW("Nosubsystemfoundinnetlinkevent");
7. return;
8. }
10. if(!strcmp(subsys,"block")){
11. if(uEventOnOffFlag)
12. {
13. SLOGW("####netlinkeventblock####");
14. evt->dump();
15. }
16. vm->handleBlockEvent(evt);
17. #ifdefUSE_USB_MODE_SWITCH
18. }elseif(!strcmp(subsys,"usb")
19. ||!strcmp(subsys,"scsi_device")){
20. SLOGW("subsystemfoundinnetlinkevent");
21. MiscManager*mm=MiscManager::Instance();
22. mm->handleEvent(evt);
23. #endif
24. }
25. }

5. uevent_kernel_multicast_recv

[cpp] view plain copy

1. /**
2. *Likerecv(),butchecksthatmessagesactuallyoriginatefromthekernel.
3. */
4. ssize_tuevent_kernel_multicast_recv(intsocket,void*buffer,size_tlength){
5. structioveciov={buffer,length};
6. structsockaddr_nladdr;
7. charcontrol[CMSG_SPACE(sizeof(structucred))];
8. structmsghdrhdr={
9. &addr,
10. sizeof(addr),
11. &iov,
12. 1,
13. control,
14. sizeof(control),
15. 0,
16. };
18. ssize_tn=recvmsg(socket,&hdr,0);
19. if(n<=0){
20. returnn;
21. }
23. if(addr.nl_groups==0||addr.nl_pid!=0){
24. /*ignoringnon-kernelorunicastnetlinkmessage*/
25. gotoout;
26. }
28. structcmsghdr*cmsg=CMSG_FIRSTHDR(&hdr);
29. if(cmsg==NULL||cmsg->cmsg_type!=SCM_CREDENTIALS){
30. /*ignoringnetlinkmessagewithnosendercredentials*/
31. gotoout;
32. }
34. structucred*cred=(structucred*)CMSG_DATA(cmsg);
35. if(cred->uid!=0){
36. /*ignoringnetlinkmessagefromnon-rootuser*/
37. gotoout;
38. }
40. returnn;
42. out:
43. /*clearresidualpotentiallymaliciousdata*/
44. bzero(buffer,length);
45. errno=EIO;
46. return-1;
47. }

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）：
  

[cpp] view plain copy

1. if((mSock=socket(PF_NETLINK,
2. SOCK_DGRAM,NETLINK_KOBJECT_UEVENT))<0){
3. SLOGE("Unabletocreateueventsocket:%s",strerror(errno));
4. return-1;
5. }

• 在Kernel的socket创建方式(/kernel/lib/kobject_uevent.c)：

[cpp] view plain copy

1. staticintuevent_net_init(structnet*net)
2. {
3. structuevent_sock*ue_sk;
5. ue_sk=kzalloc(sizeof(*ue_sk),GFP_KERNEL);
6. if(!ue_sk)
7. return-ENOMEM;
9. ue_sk->sk=netlink_kernel_create(net,NETLINK_KOBJECT_UEVENT,
10. 1,NULL,NULL,THIS_MODULE);
11. if(!ue_sk->sk){
12. printk(KERN_ERR
13. "kobject_uevent:unabletocreatenetlinksocket!\n");
14. kfree(ue_sk);
15. return-ENODEV;
16. }
17. mutex_lock(&uevent_sock_mutex);
18. list_add_tail(&ue_sk->list,&uevent_sock_list);
19. mutex_unlock(&uevent_sock_mutex);
20. return0;
21. }

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：

[cpp] view plain copy

1. structsock*netlink_kernel_create(structnet*net,intunit,unsignedintgroups,
2. void(*input)(structsk_buff*skb),
3. 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

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1. /**
2. *kobject_uevent_env-sendanueventwithenvironmentaldata
3. *
4. *@action:actionthatishappening
5. *@kobj:structkobjectthattheactionishappeningto
6. *@envp_ext:pointertoenvironmentaldata
7. *
8. *Returns0ifkobject_uevent_env()iscompletedwithsuccessorthe
9. *correspondingerrorwhenitfails.
10. */
11. intkobject_uevent_env(structkobject*kobj,enumkobject_actionaction,
12. char*envp_ext[])
13. {
14. structkobj_uevent_env*env;
15. constchar*action_string=kobject_actions[action];
16. constchar*devpath=NULL;
17. constchar*subsystem;
18. structkobject*top_kobj;
19. structkset*kset;
20. conststructkset_uevent_ops*uevent_ops;
21. u64seq;
22. inti=0;
23. intretval=0;
24. #ifdefCONFIG_NET
25. structuevent_sock*ue_sk;
26. #endif
28. pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s\n",
29. kobject_name(kobj),kobj,__func__);
31. /*searchtheksetwebelongto*/
32. top_kobj=kobj;
33. while(!top_kobj->kset&&top_kobj->parent)
34. top_kobj=top_kobj->parent;
36. if(!top_kobj->kset){
37. pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:attemptedtosenduevent"
38. "withoutkset!\n",kobject_name(kobj),kobj,
39. __func__);
40. return-EINVAL;
41. }
43. kset=top_kobj->kset;
44. uevent_ops=kset->uevent_ops;
46. /*skiptheevent,ifuevent_suppressisset*/
47. if(kobj->uevent_suppress){
48. pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:uevent_suppress"
49. "causedtheeventtodrop!\n",
50. kobject_name(kobj),kobj,__func__);
51. return0;
52. }
53. /*skiptheevent,ifthefilterreturnszero.*/
54. if(uevent_ops&&uevent_ops->filter)
55. if(!uevent_ops->filter(kset,kobj)){
56. pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:filterfunction"
57. "causedtheeventtodrop!\n",
58. kobject_name(kobj),kobj,__func__);
59. return0;
60. }
62. /*originatingsubsystem*/
63. if(uevent_ops&&uevent_ops->name)
64. subsystem=uevent_ops->name(kset,kobj);
65. else
66. subsystem=kobject_name(&kset->kobj);
67. if(!subsystem){
68. pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:unsetsubsystemcausedthe"
69. "eventtodrop!\n",kobject_name(kobj),kobj,
70. __func__);
71. return0;
72. }
74. /*environmentbuffer*/
75. env=kzalloc(sizeof(structkobj_uevent_env),GFP_KERNEL);
76. if(!env)
77. return-ENOMEM;
79. /*completeobjectpath*/
80. devpath=kobject_get_path(kobj,GFP_KERNEL);
81. if(!devpath){
82. retval=-ENOENT;
83. gotoexit;
84. }
86. /*defaultkeys*/
87. retval=add_uevent_var(env,"ACTION=%s",action_string);
88. if(retval)
89. gotoexit;
90. retval=add_uevent_var(env,"DEVPATH=%s",devpath);
91. if(retval)
92. gotoexit;
93. retval=add_uevent_var(env,"SUBSYSTEM=%s",subsystem);
94. if(retval)
95. gotoexit;
97. /*keyspassedinfromthecaller*/
98. if(envp_ext){
99. for(i=0;envp_ext[i];i++){
100. retval=add_uevent_var(env,"%s",envp_ext[i]);
101. if(retval)
102. gotoexit;
103. }
104. }
106. /*lettheksetspecificfunctionadditsstuff*/
107. if(uevent_ops&&uevent_ops->uevent){
108. retval=uevent_ops->uevent(kset,kobj,env);
109. if(retval){
110. pr_debug("kobject:'%s'(%p):%s:uevent()returned"
111. "%d\n",kobject_name(kobj),kobj,
112. __func__,retval);
113. gotoexit;
114. }
115. }
117. /*
118. *Mark"add"and"remove"eventsintheobjecttoensureproper
119. *eventstouserspaceduringautomaticcleanup.Iftheobjectdid
120. *sendan"add"event,"remove"willautomaticallygeneratedby
121. *thecore,ifnotalreadydonebythecaller.
122. */
123. if(action==KOBJ_ADD)
124. kobj->state_add_uevent_sent=1;
125. elseif(action==KOBJ_REMOVE)
126. kobj->state_remove_uevent_sent=1;
128. /*wewillsendanevent,sorequestanewsequencenumber*/
129. spin_lock(&sequence_lock);
130. seq=++uevent_seqnum;
131. spin_unlock(&sequence_lock);
132. retval=add_uevent_var(env,"SEQNUM=%llu",(unsignedlonglong)seq);
133. if(retval)
134. gotoexit;
136. #ifdefined(CONFIG_NET)
137. /*sendnetlinkmessage*/
138. mutex_lock(&uevent_sock_mutex);
139. list_for_each_entry(ue_sk,&uevent_sock_list,list){
140. structsock*uevent_sock=ue_sk->sk;
141. structsk_buff*skb;
142. size_tlen;
144. /*allocatemessagewiththemaximumpossiblesize*/
145. len=strlen(action_string)+strlen(devpath)+2;
146. skb=alloc_skb(len+env->buflen,GFP_KERNEL);
147. if(skb){
148. char*scratch;
150. /*addheader*/
151. scratch=skb_put(skb,len);
152. sprintf(scratch,"%s@%s",action_string,devpath);//action_string+devpath
154. /*copykeystoourcontinuouseventpayloadbuffer*/
155. for(i=0;i<env->envp_idx;i++){
156. len=strlen(env->envp[i])+1;
157. scratch=skb_put(skb,len);
158. strcpy(scratch,env->envp[i]);
159. }
161. NETLINK_CB(skb).dst_group=1;
162. retval=netlink_broadcast_filtered(uevent_sock,skb,
163. 0,1,GFP_KERNEL,
164. kobj_bcast_filter,
165. kobj);
166. /*ENOBUFSshouldbehandledinuserspace*/
167. if(retval==-ENOBUFS)
168. retval=0;
169. }else
170. retval=-ENOMEM;
171. }
172. mutex_unlock(&uevent_sock_mutex);
173. #endif
175. /*calluevent_helper,usuallyonlyenabledduringearlyboot*/
176. if(uevent_helper[0]&&!kobj_usermode_filter(kobj)){
177. char*argv[3];
179. argv[0]=uevent_helper;
180. argv[1]=(char*)subsystem;
181. argv[2]=NULL;
182. retval=add_uevent_var(env,"HOME=/");
183. if(retval)
184. gotoexit;
185. retval=add_uevent_var(env,
186. "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin");
187. if(retval)
188. gotoexit;
190. retval=call_usermodehelper(argv[0],argv,
191. env->envp,UMH_WAIT_EXEC);
192. }
194. exit:
195. kfree(devpath);
196. kfree(env);
197. returnretval;
198. }

[cpp] view plain copy

1. /**
2. *kobject_uevent-notifyuserspacebysendinganuevent
3. *
4. *@action:actionthatishappening
5. *@kobj:structkobjectthattheactionishappeningto
6. *
7. *Returns0ifkobject_uevent()iscompletedwithsuccessorthe
8. *correspondingerrorwhenitfails.
9. */
10. intkobject_uevent(structkobject*kobj,enumkobject_actionaction)
11. {
12. returnkobject_uevent_env(kobj,action,NULL);
13. }

3.3 netlink_broadcast_filtered

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1. intnetlink_broadcast_filtered(structsock*ssk,structsk_buff*skb,u32pid,
2. u32group,gfp_tallocation,
3. int(*filter)(structsock*dsk,structsk_buff*skb,void*data),
4. void*filter_data)
5. {
6. structnet*net=sock_net(ssk);
7. structnetlink_broadcast_datainfo;
8. structhlist_node*node;
9. structsock*sk;
11. skb=netlink_trim(skb,allocation);
13. info.exclude_sk=ssk;
14. info.net=net;
15. info.pid=pid;
16. info.group=group;
17. info.failure=0;
18. info.delivery_failure=0;
19. info.congested=0;
20. info.delivered=0;
21. info.allocation=allocation;
22. info.skb=skb;
23. info.skb2=NULL;
24. info.tx_filter=filter;
25. info.tx_data=filter_data;
27. /*Whilewesleepinclone,donotallowtochangesocketlist*/
29. netlink_lock_table();
30. //向nl_table[ssk->sk_protocol].mc_list中的每个sock发送此netlink消息
31. sk_for_each_bound(sk,node,&nl_table[ssk->sk_protocol].mc_list)
32. do_one_broadcast(sk,&info);
34. consume_skb(skb);
36. netlink_unlock_table();
38. if(info.delivery_failure){
39. kfree_skb(info.skb2);
40. return-ENOBUFS;
41. }else
42. consume_skb(info.skb2);
44. if(info.delivered){
45. if(info.congested&&(allocation&__GFP_WAIT))
46. yield();
47. return0;
48. }
49. return-ESRCH;
50. }

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

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1. staticinlineintdo_one_broadcast(structsock*sk,
2. structnetlink_broadcast_data*p)
3. {
4. structnetlink_sock*nlk=nlk_sk(sk);
5. intval;
7. if(p->exclude_sk==sk)
8. gotoout;
10. if(nlk->pid==p->pid||p->group-1>=nlk->ngroups||
11. !test_bit(p->group-1,nlk->groups))
12. gotoout;
14. if(!net_eq(sock_net(sk),p->net))
15. gotoout;
17. if(p->failure){
18. netlink_overrun(sk);
19. gotoout;
20. }
22. sock_hold(sk);
23. if(p->skb2==NULL){
24. if(skb_shared(p->skb)){
25. p->skb2=skb_clone(p->skb,p->allocation);
26. }else{
27. p->skb2=skb_get(p->skb);
28. /*
29. *skbownershipmayhavebeensetwhen
30. *deliveredtoaprevioussocket.
31. */
32. skb_orphan(p->skb2);
33. }
34. }
35. if(p->skb2==NULL){
36. netlink_overrun(sk);
37. /*Clonefailed.NotifyALLlisteners.*/
38. p->failure=1;
39. if(nlk->flags&NETLINK_BROADCAST_SEND_ERROR)
40. p->delivery_failure=1;
41. }elseif(p->tx_filter&&p->tx_filter(sk,p->skb2,p->tx_data)){
42. kfree_skb(p->skb2);
43. p->skb2=NULL;
44. }elseif(sk_filter(sk,p->skb2)){
45. kfree_skb(p->skb2);
46. p->skb2=NULL;
47. }elseif((val=netlink_broadcast_deliver(sk,p->skb2))<0){
48. netlink_overrun(sk);
49. if(nlk->flags&NETLINK_BROADCAST_SEND_ERROR)
50. p->delivery_failure=1;
51. }else{
52. p->congested|=val;
53. p->delivered=1;
54. p->skb2=NULL;
55. }
56. sock_put(sk);
58. out:
59. return0;
60. }

3.5 netlink_broadcast_deliver

[cpp] view plain copy

1. staticinlineintnetlink_broadcast_deliver(structsock*sk,
2. structsk_buff*skb)
3. {
4. structnetlink_sock*nlk=nlk_sk(sk);
6. if(atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc)<=sk->sk_rcvbuf&&
7. !test_bit(0,&nlk->state)){
8. skb_set_owner_r(skb,sk);
9. skb_queue_tail(&sk->sk_receive_queue,skb);
10. sk->sk_data_ready(sk,skb->len);
11. returnatomic_read(&sk->sk_rmem_alloc)>sk->sk_rcvbuf;
12. }
13. return-1;
14. }

参考文献：

1. http://blog.csdn.net/magicyu2/article/details/6974074

2. http://blog.csdn.net/wangll9/article/details/7346363

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