深入理解android卷1 第8章：深入理解Vold和Rild

核心主题：存储管理守护进程（Vold）和电话守护进程（Rild）

---

关键知识点速查 - Vold篇

1. Vold概述

全称：Volume Daemon（卷管理守护进程）

核心职责：

• 监听内核设备插拔事件（uevent）
• 管理存储设备（SD卡、USB、OTG）
• 挂载/卸载文件系统
• 加密存储管理

架构位置：

应用层（StorageManager）
  ↓ Binder
MountService（Java服务）
  ↓ Socket
Vold（Native守护进程）
  ↓ Netlink
Kernel（uevent）
  ↓
存储设备（SD卡、USB）

2. Vold启动流程

init.rc配置：

service vold /system/bin/vold \
    --blkid_context=u:r:blkid:s0 \
    --blkid_untrusted_context=u:r:blkid_untrusted:s0 \
    --fsck_context=u:r:fsck:s0 \
    --fsck_untrusted_context=u:r:fsck_untrusted:s0
    class core
    ioprio be 2
    socket vold stream 0660 root mount
    socket cryptd stream 0660 root mount

main函数流程：

// system/vold/main.cpp
int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 创建VolumeManager单例
    VolumeManager* vm = VolumeManager::Instance();

    // 2. 创建NetlinkManager（监听内核事件）
    NetlinkManager* nm = NetlinkManager::Instance();

    // 3. 启动Netlink监听
    nm->start();

    // 4. 创建CommandListener（监听MountService命令）
    CommandListener* cl = new CommandListener();

    // 5. 启动Socket服务
    if (cl->startListener()) {
        exit(1);
    }

    // 6. 进入事件循环
    while (1) {
        sleep(1000);
    }
}

3. Netlink事件监听

Netlink机制：

• 内核与用户空间通信的Socket机制
• 用于传递设备热插拔事件（uevent）

uevent格式：

ACTION=add
DEVPATH=/devices/platform/soc/7864900.sdhci/mmc_host/mmc0/mmc0:0001
SUBSYSTEM=block
DEVNAME=mmcblk0
DEVTYPE=disk
MAJOR=179
MINOR=0

监听流程：

void NetlinkManager::onEvent(NetlinkEvent* evt) {
    const char* subsys = evt->getSubsystem();

    if (!strcmp(subsys, "block")) {
        // 块设备事件（SD卡、USB）
        VolumeManager::Instance()->handleBlockEvent(evt);
    } else if (!strcmp(subsys, "usb")) {
        // USB设备事件
    }
}

4. Volume管理

Volume类型：

class VolumeBase {
    enum Type {
        kPublic = 0,    // 公共存储（SD卡）
        kPrivate = 1,   // 私有存储（adoptable storage）
        kEmulated = 2,  // 模拟存储（内部存储的分区）
        kAsec = 3,      // 加密容器
        kObb = 4,       // OBB文件（游戏数据包）
    };
};

Volume状态机：

unmounted（未挂载）
    ↓ mount()
checking（检查文件系统）
    ↓ fsck
mounted（已挂载）
    ↓ unmount()
ejecting（弹出中）
    ↓
unmounted

挂载流程：

// VolumeManager::handleBlockEvent()
void VolumeManager::handleBlockEvent(NetlinkEvent* evt) {
    // 1. 解析设备路径
    const char* devpath = evt->findParam("DEVPATH");

    // 2. 创建PublicVolume对象
    auto vol = std::make_shared<PublicVolume>(device);
    mDisks[device] = vol;

    // 3. 创建挂载点
    // /mnt/media_rw/xxxx-xxxx

    // 4. 检查文件系统
    // fsck -a /dev/block/vold/public:179,0

    // 5. 挂载
    // mount -t vfat /dev/block/vold/xxx /mnt/media_rw/xxx

    // 6. 通知MountService
    sendBroadcast(VolumeStateChanged);
}

5. Vold命令协议

Socket通信：

MountService                     Vold
     │                            │
     ├─ "volume mount xxx" ───────>│
     │                            │ 挂载处理
     │<─ "200 volume mounted" ────┤
     │                            │
     ├─ "volume unmount xxx" ─────>│
     │                            │ 卸载处理
     │<─ "200 volume unmounted" ──┤

命令格式：

// 客户端发送
"volume mount <volume_id>"

// 服务端响应
"200 volume <volume_id> state mounted"

// 错误响应
"400 Command failed"

6. 存储加密（FDE/FBE）

FDE（Full Disk Encryption）：

• 全盘加密（Android 4.4-6.0）
• 启动时需要输入密码解密
• 解密后整个/data分区可访问

FBE（File-Based Encryption）：

• 基于文件的加密（Android 7.0+）
• 用户数据分为DE（Device Encrypted）和CE（Credential Encrypted）
• DE：设备启动后即可访问（闹钟、电话）
• CE：用户解锁后才能访问（应用数据）

加密流程：

// cryptfs.c
int cryptfs_enable(int type) {
    // 1. 生成加密密钥
    create_crypto_blk_dev();

    // 2. 格式化加密分区
    format_encrypted_partition();

    // 3. 挂载加密分区
    mount_encrypted_partition();

    // 4. 保存密钥（加密后存储）
    put_crypt_ftr_and_key();
}

---

关键知识点速查 - Rild篇

1. Rild概述

全称：Radio Interface Layer Daemon（无线接口层守护进程）

核心职责：

• 管理Modem通信（电话、短信、数据网络）
• 与RIL库交互（厂商实现）
• 向上层提供电话服务接口

架构位置：

应用层（TelephonyManager）
  ↓
Phone进程（Java）
  ↓
RILJ（Java Binder客户端）
  ↓ Socket
Rild（Native守护进程）
  ↓
libril-xxx.so（厂商RIL库）
  ↓ AT命令/QMI协议
Modem（基带处理器）

2. RIL架构

三层结构：

┌────────────────────────────┐
│   Java层（RILJ）            │
│   frameworks/opt/telephony  │
└──────────┬─────────────────┘
           ↓ Socket（rild）
┌────────────────────────────┐
│   Rild（守护进程）          │
│   hardware/ril/rild         │
└──────────┬─────────────────┘
           ↓ 函数调用
┌────────────────────────────┐
│   RIL库（厂商实现）         │
│   libril-xxx.so            │
└──────────┬─────────────────┘
           ↓ AT命令
┌────────────────────────────┐
│   Modem（基带）             │
└────────────────────────────┘

3. Rild启动流程

init.rc配置：

service ril-daemon /vendor/bin/hw/rild
    class main
    user radio
    group radio cache inet misc audio log readproc wakelock
    socket rild stream 660 root radio
    socket rild-debug stream 660 radio system

main函数：

// hardware/ril/rild/rild.c
int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 加载RIL库
    rilLibPath = "/system/lib/libril-xxx.so";
    dlHandle = dlopen(rilLibPath, RTLD_NOW);

    // 2. 获取RIL_Init函数
    rilInit = (const RIL_RadioFunctions*)dlsym(dlHandle, "RIL_Init");

    // 3. 初始化RIL库
    funcs = rilInit(&s_rilEnv, argc, rilArgv);

    // 4. 创建Socket监听
    s_fdListen = socket_local_server("rild", ...);

    // 5. 等待RILJ连接
    while (1) {
        s_fdCommand = accept(s_fdListen, ...);

        // 6. 创建事件循环
        ril_event_loop();
    }
}

4. RIL请求处理

请求格式（Parcel）：

┌────────────────┐
│ Request ID     │ 4字节
├────────────────┤
│ Token          │ 4字节（用于匹配响应）
├────────────────┤
│ Data Length    │ 4字节
├────────────────┤
│ Data           │ 变长
└────────────────┘

处理流程：

// 1. RILJ发送请求
RIL_REQUEST_DIAL: {
    dialAddress: "10086",
    clir: 0
}

// 2. Rild接收并分发
processCommandBuffer() {
    request = parcel.readInt32(); // RIL_REQUEST_DIAL
    token = parcel.readInt32();

    // 调用RIL库函数
    funcs->onRequest(request, data, datalen, token);
}

// 3. RIL库发送AT命令
ATD10086;

// 4. Modem响应
OK

// 5. RIL库回调
RIL_onRequestComplete(token, RIL_E_SUCCESS, NULL, 0);

// 6. Rild返回响应给RILJ

5. 主动上报（Unsolicited Response）

场景：

• 来电：RING
• 短信：+CMT
• 信号强度变化：+CSQ
• 网络注册状态：+CREG

处理流程：

// RIL库监听Modem主动上报
void onUnsolicited(const char* s) {
    if (strStartsWith(s, "RING")) {
        // 来电
        RIL_onUnsolicitedResponse(
            RIL_UNSOL_RESPONSE_CALL_STATE_CHANGED,
            NULL, 0
        );
    } else if (strStartsWith(s, "+CMT")) {
        // 短信
        RIL_onUnsolicitedResponse(
            RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS,
            sms, sizeof(sms)
        );
    }
}

// Rild转发给RILJ
sendResponse(p); // 发送到Socket

// RILJ处理
processUnsolicited(p) {
    switch (response) {
        case RIL_UNSOL_RESPONSE_CALL_STATE_CHANGED:
            mCallStateRegistrants.notifyRegistrants();
            break;
    }
}

6. AT命令示例

拨号：

AT: ATD10086;
Modem: OK

挂断：

AT: ATH
Modem: OK

发短信：

AT: AT+CMGS="13800138000"
Modem: >
AT: Hello World<Ctrl+Z>
Modem: +CMGS: 123
       OK

查询信号强度：

AT: AT+CSQ
Modem: +CSQ: 25,99
       OK

7. RIL命令分类

类别	命令示例	说明
通话	RIL_REQUEST_DIAL	拨号
	RIL_REQUEST_HANGUP	挂断
	RIL_REQUEST_ANSWER	接听
短信	RIL_REQUEST_SEND_SMS	发送短信
	RIL_REQUEST_SMS_ACKNOWLEDGE	短信应答
网络	RIL_REQUEST_SIGNAL_STRENGTH	信号强度
	RIL_REQUEST_OPERATOR	运营商信息
SIM卡	RIL_REQUEST_GET_IMSI	获取IMSI
	RIL_REQUEST_SIM_IO	SIM卡IO操作
数据	RIL_REQUEST_SETUP_DATA_CALL	建立数据连接
	RIL_REQUEST_DEACTIVATE_DATA_CALL	断开数据连接

---

架构图

Vold架构

┌─────────────────────────────────────┐
│   MountService（Java）               │
│   frameworks/base/.../MountService   │
└──────────────┬──────────────────────┘
               ↓ Socket（/dev/socket/vold）
┌─────────────────────────────────────┐
│   Vold（Native守护进程）             │
│  ┌────────────┐  ┌────────────────┐ │
│  │CommandList-│  │ NetlinkManager │ │
│  │  ener      │  │                │ │
│  │（Socket）  │  │  （Netlink）   │ │
│  └────────────┘  └────────┬───────┘ │
│         ↓                  ↓         │
│  ┌──────────────────────────────┐   │
│  │     VolumeManager            │   │
│  │  - handleBlockEvent()        │   │
│  │  - mount/unmount             │   │
│  └──────────────┬───────────────┘   │
└─────────────────┼───────────────────┘
                  ↓
┌─────────────────────────────────────┐
│   Kernel（uevent）                   │
│   /sys/devices/.../uevent            │
└─────────────────────────────────────┘

Rild架构

┌─────────────────────────────────────┐
│   RILJ（Java层）                     │
│   frameworks/opt/telephony/RIL.java  │
└──────────────┬──────────────────────┘
               ↓ Socket（rild）
┌─────────────────────────────────────┐
│   Rild（守护进程）                   │
│  - processCommandBuffer()            │
│  - sendResponse()                    │
└──────────────┬──────────────────────┘
               ↓ 函数调用
┌─────────────────────────────────────┐
│   RIL库（厂商实现）                  │
│   libril-xxx.so                      │
│  - onRequest()                       │
│  - onUnsolicited()                   │
│  - RIL_onRequestComplete()           │
└──────────────┬──────────────────────┘
               ↓ AT命令/QMI协议
┌─────────────────────────────────────┐
│   Modem（基带处理器）                │
└─────────────────────────────────────┘

---

重要概念

Vold部分

挂载点：

• /mnt/media_rw/：Vold挂载的原始位置
• /storage/emulated/0/：模拟存储（内部存储）
• /storage/xxxx-xxxx/：外部存储（SD卡、USB）

文件系统支持：

• vfat（FAT32）：兼容性最好
• exfat：支持大文件
• ext4：Linux文件系统
• f2fs：Flash友好文件系统

Rild部分

Modem类型：

• GSM/WCDMA：使用AT命令
• CDMA：使用QMI协议
• LTE：使用RRC协议

RIL库：

• reference-ril：参考实现（AT命令）
• 厂商RIL：高通、MTK、三星等

---

快速回忆检查点

Vold部分：

• Vold的核心职责是什么？（存储设备管理）
• Netlink用于什么？（监听内核uevent事件）
• SD卡插入后的处理流程？（uevent → Vold → mount → 通知MountService）
• FDE和FBE的区别？（全盘加密 vs 基于文件加密）

Rild部分：

• Rild的核心职责是什么？（管理Modem通信）
• RIL架构的三层是什么？（RILJ → Rild → RIL库）
• AT命令是什么？（与Modem通信的文本协议）
• Unsolicited Response的作用？（Modem主动上报事件）

---

与T87A0项目的关联

Vold相关：

• T87A0支持TF卡扩展存储
• 录像文件存储在SD卡
• 需要监听SD卡挂载/卸载事件

调试命令：

# 查看挂载信息
adb shell mount | grep /storage

# Vold日志
adb logcat -s Vold:V

# 手动挂载SD卡
adb shell sm list-disks
adb shell sm mount <disk_id>

# 查看存储状态
adb shell dumpsys mount

Rild相关：

• T87A0可能支持4G模块（选配）
• 用于远程告警（发短信、拨号）

注意事项：

• SD卡热插拔时停止录像
• 检查SD卡剩余空间
• 处理SD卡损坏场景（fsck失败）

关联章节：

• 无直接关联章节（Vold和Rild较独立）

实践建议：

1. 分析T87A0的存储管理策略（SD卡优先级）
2. 跟踪录像文件存储路径
3. 模拟SD卡拔出场景测试

---

核心要点：

• Vold管理存储设备的热插拔和挂载
• Netlink是内核事件通知机制
• Rild是应用层与Modem通信的桥梁
• RIL库封装厂商特定的Modem协议