Android-Vold, Framework和UI的通信-大结局(12)

作者：gzshun. 原创作品，转载请标明出处！
来源：http://blog.youkuaiyun.com/gzshun

写了好几篇文章，花儿都快谢了，终于轮到Framework发挥领导的身份了，Framework作为界面与vold之间的桥梁，用户是Framework的大爷，那么Framework就是Vold的大哥大，Framework发出一个命令，Vold不敢不遵从，只能照着Framework的意思照办，千万不能出差错，不然Android就要丢大脸了，登不上三国争霸的舞台，iOS VS Android VS WP7？
在Framework里面，有一个目录是用来存放一些Java的系统服务，这些都在后台跑着，在：/android-2.2r2/frameworks/base/services/java/com/android/server目录下，比较重要的是这两个源文件：MountService.java和NativeDaemonConnector.java。
这里先列出在Vold中，VolumeCmd类处理的一些磁盘操作命令，这些命令均是有Framework下发的：
1.volume list：Framework先得到系统目前存在几个Volume对象，需要获取到这些对象的标签；
2.volume debug：设置USB调试模式
3.volume mount sdcard：挂载SD卡
4.volume unmount force：卸载SD卡
5.volume format sdcard：格式化SD卡
6.volume share sdcard ums：开启SD卡的OTG功能(大容量存储)，也就是连接电脑
7.volume unshare sdcard ums：关闭SD卡的OTG功能(大容量存储)
8.volume shared sdcard ums：获取目前OTG的开启状态，就是是否连接电脑的状态。
以下分别列出每个命令的下发函数，对Java不熟，但看得懂程序的流程，真是惭愧啊。

一、Framework磁盘管理服务的开启？

在NativeDaemonConnector服务里面，开始监听底层Vold发送过来的磁盘热插拔事件的状态信息，当收到底层广播上来的状态，调用MountService服务中的onDaemonConnected函数进行处理，当然这是开机第一次去获取信息的，也就是下发"volume list"命令。

public void run() {
    while (true) {
        try {
            /*开始监听底层广播信息*/
            listenToSocket();
        } catch (Exception e) {
            Slog.e(TAG, "Error in NativeDaemonConnector", e);
            SystemClock.sleep(5000);
        }
    }
}
private void listenToSocket() throws IOException {
    /*函数太长，以下是执行顺序*/
    //连接SOCKET
    socket.connect(address);
    ->
    /*调用该函数来处理下发"volume list"命令的反馈结果*/
    mCallbacks.onDaemonConnected();
    ->
    /*处理磁盘的状态*/
    mCallbacks.onEvent(code, event, tokens);
}

以上两个比较重要的函数在MountService当中，处理相当多的内容，源码太长。
下发volume list命令，Framework收到反馈值，将调用onDaemonConnected函数获取到了磁盘的标签，挂载点与状态，然后调用doGetShareMethodAvailable函数判断现在是否连接OTG，若连接OTG，那么调用doShareUnshareVolume函数下发otg连接命令(volume share sdcard ums)。

二、Vold与Framework如何通信？
onEvent主要是处理状态信息的解析，将每一种状态进行判断，并调用相应的操作函数。比如此时vold发送一个VolumeDiskInserted状态，意味着系统插入一个磁盘，于是onEvent就调用doMountVolume挂载函数进行下发命令(volume mount sdcard)。
在系统使用当中，用户可能会插入，移除，挂载，卸载，格式化磁盘，那么这儿多状态如何告诉Framework呢？之前已经说过，vold使用了setState函数来广播磁盘的状态消息，使得Framework能够及时地判断下发什么命令与操作。该函数在Volume.cpp源文件中，先贴出setState源码看看：

void Volume::setState(int state) {
    char msg[255];
    int oldState = mState;

    if (oldState == state) {
        SLOGW("Duplicate state (%d)\n", state);
        return;
    }

    mState = state;

    SLOGD("Volume %s state changing %d (%s) -> %d (%s)", mLabel,
         oldState, stateToStr(oldState), mState, stateToStr(mState));
    snprintf(msg, sizeof(msg),
             "Volume %s %s state changed from %d (%s) to %d (%s)", getLabel(),
             getMountpoint(), oldState, stateToStr(oldState), mState,
             stateToStr(mState));

    mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(ResponseCode::VolumeStateChange,
                                         msg, false);
}

可以看到，setState函数将磁盘的label，mountpoint，oldstate，statestr，newstate，statestr消息通知给Framework，这样Framework就知道vold中SD卡的新旧状态。然后调用通过SocketListener类继承下来的sendBroadcast函数广播消息，反馈码是ResponseCode::VolumeStateChange，代表状态改变的消息。
这里可能有个疑问，vold广播这么多消息，Framework是如何分清哪条消息是代表哪一类的反馈消息呢？
广播消息在开头使用了ResponseCode类提供的一些状态反馈码，每一类消息都用一个反馈码，这样Framework的MountService服务能够很快的判断出类型。之前的文章说过了，这里列出几个重要的反馈码：

static const int VolumeStateChange         = 605;//磁盘状态改变的反馈码
static const int ShareAvailabilityChange   = 620;//OTG状态改变的反馈码
static const int VolumeDiskInserted        = 630;//插入磁盘的反馈码
static const int VolumeDiskRemoved         = 631;//移除磁盘的反馈码
static const int VolumeBadRemoval          = 632;//没有安全删除地移除磁盘的反馈码。

setState函数只负责磁盘状态改变的广播，其他插入磁盘或者移除磁盘的都是直接调用sendBroadcast函数来广播，这里贴出插拔事件的广播函数：

void DirectVolume::broadcastDiskAdded()
{
    setState(Volume::State_Idle);

    char msg[255];

    snprintf(msg, sizeof(msg), "Volume %s %s disk inserted (%d:%d)",
             getLabel(), getMountpoint(), mDiskMajor, mDiskMinor);
    mVm->getBroadcaster()->sendBroadcast(ResponseCode::VolumeDiskInserted, msg, false);
}

三、下发操作命令？

volume mount sdcard:

public int mountVolume(String path) {
    validatePermission(android.Manifest.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS);

    waitForReady();
    return doMountVolume(path);
}

volume unmount force:

public void unmountVolume(String path, boolean force) {
    validatePermission(android.Manifest.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS);
    waitForReady();

    String volState = getVolumeState(path);
    if (DEBUG_UNMOUNT) Slog.i(TAG, "Unmounting " + path + " force = " + force);
    if (Environment.MEDIA_UNMOUNTED.equals(volState) ||
            Environment.MEDIA_REMOVED.equals(volState) ||
            Environment.MEDIA_SHARED.equals(volState) ||
            Environment.MEDIA_UNMOUNTABLE.equals(volState)) {
        // Media already unmounted or cannot be unmounted.
        // TODO return valid return code when adding observer call back.
        return;
    }
    UnmountCallBack ucb = new UnmountCallBack(path, force);
    mHandler.sendMessage(mHandler.obtainMessage(H_UNMOUNT_PM_UPDATE, ucb));
}

volume format sdcard:

public int formatVolume(String path) {
    validatePermission(android.Manifest.permission.MOUNT_FORMAT_FILESYSTEMS);
    waitForReady();

    return doFormatVolume(path);
}

volume share sdcard ums
volume unshare sdcard ums:

private void doShareUnshareVolume(String path, String method, boolean enable) {
    // TODO: Add support for multiple share methods
    if (!method.equals("ums")) {
        throw new IllegalArgumentException(String.format("Method %s not supported", method));
    }

    try {
        mConnector.doCommand(String.format(
                "volume %sshare %s %s", (enable ? "" : "un"), path, method));
    } catch (NativeDaemonConnectorException e) {
        Slog.e(TAG, "Failed to share/unshare", e);
    }
}

volume shared sdcard ums:

private boolean doGetVolumeShared(String path, String method) {
    String cmd = String.format("volume shared %s %s", path, method);
    ArrayList<String> rsp;

    try {
        rsp = mConnector.doCommand(cmd);
    } catch (NativeDaemonConnectorException ex) {
        Slog.e(TAG, "Failed to read response to volume shared " + path + " " + method);
        return false;
    }

    for (String line : rsp) {
        String[] tok = line.split(" ");
        if (tok.length < 3) {
            Slog.e(TAG, "Malformed response to volume shared " + path + " " + method + " command");
            return false;
        }

        int code;
        try {
            code = Integer.parseInt(tok[0]);
        } catch (NumberFormatException nfe) {
            Slog.e(TAG, String.format("Error parsing code %s", tok[0]));
            return false;
        }
        if (code == VoldResponseCode.ShareEnabledResult) {
            return "enabled".equals(tok[2]);
        } else {
            Slog.e(TAG, String.format("Unexpected response code %d", code));
            return false;
        }
    }
    Slog.e(TAG, "Got an empty response");
    return false;
}

在Framework中的磁盘管理部分，也涉及到很多代码，源码太多，只贴出比较重要的功能模块代码。

四、UI的处理
从vold走到了Framework，最后一层就是UI，是用户操作磁盘的界面。有Android手机的哥们儿都知道，在设置里面可以挂载，卸载与格式化SD卡。当然这图形界面不是咱擅长的，需要Java的功底与XML，那边主要就是界面的实现。
UI的源码路径是：/android-2.2r2/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/deviceinfo/Memory.java
我们可以发现，在Android手机的设置界面，或者主页面，只要插入SD卡或者移除SD卡，都会有相应的提示，

1.这些磁盘状态是如何与UI通信的呢？
在MountService服务中，每次改变状态，都会调用updatePublicVolumeState函数，从意思上看，可以理解成：更新一个公用的磁盘状态。这个函数就是起到了这么一个作用，这会设置到Environment类中的一个变量中，这样UI就能够取到磁盘的状态。

2.UI是如何调用Framework中的函数的？
前面有提到过，UI想要调用Framework中的MountService服务中的函数，比如以注册的方式来得到调用操作磁盘函数的权限。以下贴出UI中，Memory.java源码中注册MountService磁盘操作函数的方法：

private synchronized IMountService getMountService() {
   if (mMountService == null) {
       /*调用了getService函数来注册"mount"服务的操作权限*/
       IBinder service = ServiceManager.getService("mount");
       if (service != null) {
           mMountService = IMountService.Stub.asInterface(service);
       } else {
           Log.e(TAG, "Can't get mount service");
       }
   }
   return mMountService;
}

来看一个挂载SD卡的操作函数，就知道如何来调用Framework系统服务的函数：

private void mount() {
    /*先注册*/
    IMountService mountService = getMountService();
    try {
        if (mountService != null) {
            /*挂载SD卡*/
            mountService.mountVolume(Environment.getExternalStorageDirectory().toString());
        } else {
            Log.e(TAG, "Mount service is null, can't mount");
        }
    } catch (RemoteException ex) {
    }
}

3.UI获取SD卡的当前状态
在第一点已经解释过了，这里再仔细的说明下：
SD卡的状态是这样获取到的：
Vold (setState)-->
MountService (onEvent)-->
MountService (updatePublicVolumeState)-->
UI (getExternalStorageState)

Vold调用setState函数广播SD卡的状态，Framework的MountService服务通过onEvent函数收到该状态消息，调用updatePublicVolumeState函数设置到Environment中的一个变量中，UI再通过Environment.getExternalStorageState函数获取到最新状态，于是UI调用updateMemoryStatus函数将最新状态设置到界面，这样用户就能看到状态的改变。
(用户都会发现，挂载或卸载SD卡，状态由挂载变为卸载需要一小段时间，这中间就是经过这些处理来得到的，包括上层发送命令->底层解析命令调用相应函数->操作完成后发送操作结果->最后将SD卡的最新状态广播给Framework，并设置到UI。这中间涉及到很多东西，再加上Java虚拟机的速度，于是界面就有一个停顿的时间)。
以下贴出UI状态的更新代码：

private void updateMemoryStatus() {
    String status = Environment.getExternalStorageState();
    String readOnly = "";
    if (status.equals(Environment.MEDIA_MOUNTED_READ_ONLY)) {
        status = Environment.MEDIA_MOUNTED;
        readOnly = mRes.getString(R.string.read_only);
    }

    mSdFormat.setEnabled(false);

    if (status.equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)) {
        try {
            File path = Environment.getExternalStorageDirectory();
            StatFs stat = new StatFs(path.getPath());
            long blockSize = stat.getBlockSize();
            long totalBlocks = stat.getBlockCount();
            long availableBlocks = stat.getAvailableBlocks();
            
            mSdSize.setSummary(formatSize(totalBlocks * blockSize));
            mSdAvail.setSummary(formatSize(availableBlocks * blockSize) + readOnly);

            mSdMountToggle.setEnabled(true);
            mSdMountToggle.setTitle(mRes.getString(R.string.sd_eject));
            mSdMountToggle.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_eject_summary));

        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // this can occur if the SD card is removed, but we haven't received the 
            // ACTION_MEDIA_REMOVED Intent yet.
            status = Environment.MEDIA_REMOVED;
        }
        
    } else {
        mSdSize.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_unavailable));
        mSdAvail.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_unavailable));


        if (status.equals(Environment.MEDIA_UNMOUNTED) ||
            status.equals(Environment.MEDIA_NOFS) ||
            status.equals(Environment.MEDIA_UNMOUNTABLE) ) {
            mSdFormat.setEnabled(true);
            mSdMountToggle.setEnabled(true);
            mSdMountToggle.setTitle(mRes.getString(R.string.sd_mount));
            mSdMountToggle.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_mount_summary));
        } else {
            mSdMountToggle.setEnabled(false);
            mSdMountToggle.setTitle(mRes.getString(R.string.sd_mount));
            mSdMountToggle.setSummary(mRes.getString(R.string.sd_insert_summary));
        }
    }

    File path = Environment.getDataDirectory();
    StatFs stat = new StatFs(path.getPath());
    long blockSize = stat.getBlockSize();
    long availableBlocks = stat.getAvailableBlocks();
    findPreference("memory_internal_avail").setSummary(formatSize(availableBlocks * blockSize));
}

五、好聚好散
终于将Android系统磁盘管理的这部分给over了，现在我深深地敬佩系统设计人员，他们都是非凡的人才，再次感谢谷歌对Android社区的贡献。先不说谷歌有没有对Android的开源，或者一些专利的事，但在我眼里，Google是非常强大的公司，向他学习，没错的。
三争IT天下： Google VS Microsoft VS Apple.
三分智能领域：Android VS WP7 VS iOS.