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)：  

int main() { 
 
    VolumeManager *vm; 
    CommandListener *cl; 
    NetlinkManager *nm; 
 
    SLOGI("Vold 2.1 (the revenge) firing up"); 
 
    mkdir("/dev/block/vold", 0755); 
 
    /* Create our singleton managers */ 
    if (!(vm = VolumeManager::Instance())) { 
        SLOGE("Unable to create VolumeManager"); 
        exit(1); 
    }; 
 
    if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) { 
        SLOGE("Unable to create NetlinkManager"); 
        exit(1); 
    }; 
 
 
    cl = new CommandListener(); 
    vm->setBroadcaster((SocketListener *) cl); 
    nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl); 
 
    if (vm->start()) { 
        SLOGE("Unable to start VolumeManager (%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 = new DirectVolume(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("Error reading configuration (%s)... continuing anyways", strerror(errno)); 
    } 
 
    /*会调用NetlinkManager类的start()方法，它创建PF_NETLINK socket, 
      并开启线程从此socket中读取数据*/ 
    if (nm->start()) { 
        SLOGE("Unable to start NetlinkManager (%s)", strerror(errno)); 
        exit(1); 
    } 
 
#ifdef USE_USB_MODE_SWITCH 
    SLOGE("Start Misc devices Manager..."); 
    MiscManager *mm; 
    if (!(mm = MiscManager::Instance())) { 
        SLOGE("Unable to create MiscManager"); 
        exit(1); 
    }; 
    mm->setBroadcaster((SocketListener *) cl); 
    if (mm->start()) { 
        SLOGE("Unable to start MiscManager (%s)", strerror(errno)); 
        exit(1); 
    } 
    G3Dev* g3 = new G3Dev(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"); 
 
    /* 
     * Now that we're up, we can respond to commands 
     */ 
    if (cl->startListener()) { 
        SLOGE("Unable to start CommandListener (%s)", strerror(errno)); 
        exit(1); 
    } 
 
    // Eventually we'll become the monitoring thread 
    while(1) { 
        sleep(1000); 
    } 
 
    SLOGI("Vold exiting"); 
    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()

int NetlinkManager::start() { 
    struct sockaddr_nl nladdr; 
    int sz = 64 * 1024; 
    int on = 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("Unable to create uevent socket: %s", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } 
 
    if (setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUFFORCE, &sz, sizeof(sz)) < 0) { 
        SLOGE("Unable to set uevent socket SO_RECBUFFORCE option: %s", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } 
 
    if (setsockopt(mSock, SOL_SOCKET, SO_PASSCRED, &on, sizeof(on)) < 0) { 
        SLOGE("Unable to set uevent socket SO_PASSCRED option: %s", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } 
 
    if (bind(mSock, (struct sockaddr *) &nladdr, sizeof(nladdr)) < 0) { 
        SLOGE("Unable to bind uevent socket: %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 = new NetlinkHandler(mSock); 
    if (mHandler->start()) {  //启动NetlinkHandler 
        SLOGE("Unable to start NetlinkHandler: %s", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } 
    return 0; 
} 

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

int NetlinkHandler::start() { 
    return this->startListener(); 
} 
 
int SocketListener::startListener() { 
 
    if (!mSocketName && mSock == -1) { 
        SLOGE("Failed to start unbound listener"); 
        errno = EINVAL; 
        return -1; 
    } else if (mSocketName) { 
        if ((mSock = android_get_control_socket(mSocketName)) < 0) { 
            SLOGE("Obtaining file descriptor socket '%s' failed: %s", 
                 mSocketName, strerror(errno)); 
            return -1; 
        } 
    } 
 
    if (mListen && listen(mSock, 4) < 0) { 
        SLOGE("Unable to listen on socket (%s)", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } else if (!mListen) 
        mClients->push_back(new SocketClient(mSock, false)); 
 
    if (pipe(mCtrlPipe)) { 
        SLOGE("pipe failed (%s)", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } 
 
    if (pthread_create(&mThread, NULL, SocketListener::threadStart, this)) { 
        SLOGE("pthread_create (%s)", strerror(errno)); 
        return -1; 
    } 
 
    return 0; 
} 
 
void *SocketListener::threadStart(void *obj) { 
    SocketListener *me = reinterpret_cast<SocketListener *>(obj); 
 
    me->runListener(); 
    pthread_exit(NULL); 
    return NULL; 
} 
 
void SocketListener::runListener() { 
 
    SocketClientCollection *pendingList = new SocketClientCollection(); 
 
    while(1) { // 死循环，一直监听 
        SocketClientCollection::iterator it; 
        fd_set read_fds; 
        int rc = 0; 
        int max = -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) { 
            int fd = (*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("select failed (%s)", strerror(errno)); 
            sleep(1); 
            continue; 
        } else if (!rc) 
            continue; 
 
        if (FD_ISSET(mCtrlPipe[0], &read_fds)) 
            break; 
        if (mListen && FD_ISSET(mSock, &read_fds)) { //监听套接字处理 
            struct sockaddr addr; 
            socklen_t alen; 
            int c; 
 
            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("accept failed (%s)", strerror(errno)); 
                sleep(1); 
                continue; 
            } 
            pthread_mutex_lock(&mClientsLock); 
            mClients->push_back(new SocketClient(c, true)); 
            pthread_mutex_unlock(&mClientsLock); 
        } 
 
        /* Add all active clients to the pending list first */ 
        pendingList->clear(); 
        pthread_mutex_lock(&mClientsLock); 
        for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) { 
            int fd = (*it)->getSocket(); 
            if (FD_ISSET(fd, &read_fds)) { 
                pendingList->push_back(*it); 
            } 
        } 
        pthread_mutex_unlock(&mClientsLock); 
 
        /* Process the pending list, since it is owned by the thread, 
         * there is no need to lock it */ 
        while (!pendingList->empty()) { //非监听套接字处理 
            /* Pop the first item from the list */ 
            it = pendingList->begin(); 
            SocketClient* c = *it; 
            pendingList->erase(it); 
            /* Process it, if false is returned and our sockets are 
             * connection-based, remove and destroy it */ 
            // ****** onDataAvailable在NetlinkListener中实现********* 
             if (!onDataAvailable(c) && mListen) { 
                /* Remove the client from our array */ 
                pthread_mutex_lock(&mClientsLock); 
                for (it = mClients->begin(); it != mClients->end(); ++it) { 
                    if (*it == c) { 
                        mClients->erase(it); 
                        break; 
                    } 
                } 
                pthread_mutex_unlock(&mClientsLock); 
                /* Remove our reference to the client */ 
                c->decRef(); 
            } 
        } 
    } 
    delete pendingList; 
} 

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

bool NetlinkListener::onDataAvailable(SocketClient *cli) 
{ 
    int socket = cli->getSocket(); 
    ssize_t count; 
     
    // 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("recvmsg failed (%s)", strerror(errno)); 
        return false; 
    } 
 
    NetlinkEvent *evt = new NetlinkEvent(); 
    if (!evt->decode(mBuffer, count, mFormat)) { 
        SLOGE("Error decoding NetlinkEvent"); 
    } else { 
        onEvent(evt); //在NetlinkHandler中实现 
    } 
 
    delete evt; 
    return true; 
} 

4. NetlinkHandler::onEvent

void NetlinkHandler::onEvent(NetlinkEvent *evt) { 
    VolumeManager *vm = VolumeManager::Instance(); 
    const char *subsys = evt->getSubsystem(); 
 
    if (!subsys) { 
        SLOGW("No subsystem found in netlink event"); 
        return; 
    } 
 
    if (!strcmp(subsys, "block")) { 
        if(uEventOnOffFlag) 
        { 
            SLOGW("####netlink event  block ####"); 
            evt->dump();    
        } 
        vm->handleBlockEvent(evt); 
#ifdef USE_USB_MODE_SWITCH 
    } else if (!strcmp(subsys, "usb") 
        || !strcmp(subsys, "scsi_device")) { 
         SLOGW("subsystem found in netlink event"); 
        MiscManager *mm = MiscManager::Instance(); 
        mm->handleEvent(evt); 
#endif 
    } 
} 

5. uevent_kernel_multicast_recv

/** 
 * Like recv(), but checks that messages actually originate from the kernel. 
 */ 
ssize_t uevent_kernel_multicast_recv(int socket, void *buffer, size_t length) { 
    struct iovec iov = { buffer, length }; 
    struct sockaddr_nl addr; 
    char control[CMSG_SPACE(sizeof(struct ucred))]; 
    struct msghdr hdr = { 
        &addr, 
        sizeof(addr), 
        &iov, 
        1, 
        control, 
        sizeof(control), 
        0, 
    }; 
 
    ssize_t n = recvmsg(socket, &hdr, 0); 
    if (n <= 0) { 
        return n; 
    } 
 
    if (addr.nl_groups == 0 || addr.nl_pid != 0) { 
        /* ignoring non-kernel or unicast netlink message */ 
        goto out; 
    } 
 
    struct cmsghdr *cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&hdr); 
    if (cmsg == NULL || cmsg->cmsg_type != SCM_CREDENTIALS) { 
        /* ignoring netlink message with no sender credentials */ 
        goto out; 
    } 
 
    struct ucred *cred = (struct ucred *)CMSG_DATA(cmsg); 
    if (cred->uid != 0) { 
        /* ignoring netlink message from non-root user */ 
        goto out; 
    } 
 
    return n; 
 
out: 
    /* clear residual potentially malicious data */ 
    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("Unable to create uevent socket: %s", strerror(errno)); 
    return -1; 
} 

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

static int uevent_net_init(struct net *net) 
{ 
    struct uevent_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: unable to create netlink socket!\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); 
    return 0; 
} 

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：

struct sock *netlink_kernel_create(struct net *net, int unit, unsigned int groups, 
                         void (*input)(struct sk_buff *skb), 
                         struct mutex *cb_mutex, struct module *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

/** 
 * kobject_uevent_env - send an uevent with environmental data 
 * 
 * @action: action that is happening 
 * @kobj: struct kobject that the action is happening to 
 * @envp_ext: pointer to environmental data 
 * 
 * Returns 0 if kobject_uevent_env() is completed with success or the 
 * corresponding error when it fails. 
 */ 
int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action, 
               char *envp_ext[]) 
{ 
    struct kobj_uevent_env *env; 
    const char *action_string = kobject_actions[action]; 
    const char *devpath = NULL; 
    const char *subsystem; 
    struct kobject *top_kobj; 
    struct kset *kset; 
    const struct kset_uevent_ops *uevent_ops; 
    u64 seq; 
    int i = 0; 
    int retval = 0; 
#ifdef CONFIG_NET 
    struct uevent_sock *ue_sk; 
#endif 
 
    pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s\n", 
         kobject_name(kobj), kobj, __func__); 
 
    /* search the kset we belong to */ 
    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: attempted to send uevent " 
             "without kset!\n", kobject_name(kobj), kobj, 
             __func__); 
        return -EINVAL; 
    } 
 
    kset = top_kobj->kset; 
    uevent_ops = kset->uevent_ops; 
 
    /* skip the event, if uevent_suppress is set*/ 
    if (kobj->uevent_suppress) { 
        pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: uevent_suppress " 
                 "caused the event to drop!\n", 
                 kobject_name(kobj), kobj, __func__); 
        return 0; 
    } 
    /* skip the event, if the filter returns zero. */ 
    if (uevent_ops && uevent_ops->filter) 
        if (!uevent_ops->filter(kset, kobj)) { 
            pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: filter function " 
                 "caused the event to drop!\n", 
                 kobject_name(kobj), kobj, __func__); 
            return 0; 
        } 
 
    /* originating subsystem */ 
    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: unset subsystem caused the " 
             "event to drop!\n", kobject_name(kobj), kobj, 
             __func__); 
        return 0; 
    } 
 
    /* environment buffer */ 
    env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL); 
    if (!env) 
        return -ENOMEM; 
 
    /* complete object path */ 
    devpath = kobject_get_path(kobj, GFP_KERNEL); 
    if (!devpath) { 
        retval = -ENOENT; 
        goto exit; 
    } 
 
    /* default keys */ 
    retval = add_uevent_var(env, "ACTION=%s", action_string); 
    if (retval) 
        goto exit; 
    retval = add_uevent_var(env, "DEVPATH=%s", devpath); 
    if (retval) 
        goto exit; 
    retval = add_uevent_var(env, "SUBSYSTEM=%s", subsystem); 
    if (retval) 
        goto exit; 
 
    /* keys passed in from the caller */ 
    if (envp_ext) { 
        for (i = 0; envp_ext[i]; i++) { 
            retval = add_uevent_var(env, "%s", envp_ext[i]); 
            if (retval) 
                goto exit; 
        } 
    } 
 
    /* let the kset specific function add its stuff */ 
    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); 
            goto exit; 
        } 
    } 
 
    /* 
     * Mark "add" and "remove" events in the object to ensure proper 
     * events to userspace during automatic cleanup. If the object did 
     * send an "add" event, "remove" will automatically generated by 
     * the core, if not already done by the caller. 
     */ 
    if (action == KOBJ_ADD) 
        kobj->state_add_uevent_sent = 1; 
    else if (action == KOBJ_REMOVE) 
        kobj->state_remove_uevent_sent = 1; 
 
    /* we will send an event, so request a new sequence number */ 
    spin_lock(&sequence_lock); 
    seq = ++uevent_seqnum; 
    spin_unlock(&sequence_lock); 
    retval = add_uevent_var(env, "SEQNUM=%llu", (unsigned long long)seq); 
    if (retval) 
        goto exit; 
 
#if defined(CONFIG_NET) 
    /* send netlink message */ 
    mutex_lock(&uevent_sock_mutex); 
    list_for_each_entry(ue_sk, &uevent_sock_list, list) { 
        struct sock *uevent_sock = ue_sk->sk; 
        struct sk_buff *skb; 
        size_t len; 
 
        /* allocate message with the maximum possible size */ 
        len = strlen(action_string) + strlen(devpath) + 2; 
        skb = alloc_skb(len + env->buflen, GFP_KERNEL); 
        if (skb) { 
            char *scratch; 
 
            /* add header */ 
            scratch = skb_put(skb, len); 
            sprintf(scratch, "%s@%s", action_string, devpath); //action_string+devpath 
 
            /* copy keys to our continuous event payload buffer */ 
            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); 
            /* ENOBUFS should be handled in userspace */ 
            if (retval == -ENOBUFS) 
                retval = 0; 
        } else 
            retval = -ENOMEM; 
    } 
    mutex_unlock(&uevent_sock_mutex); 
#endif 
 
    /* call uevent_helper, usually only enabled during early boot */ 
    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) 
            goto exit; 
        retval = add_uevent_var(env, 
                    "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin"); 
        if (retval) 
            goto exit; 
 
        retval = call_usermodehelper(argv[0], argv, 
                         env->envp, UMH_WAIT_EXEC); 
    } 
 
exit: 
    kfree(devpath); 
    kfree(env); 
    return retval; 
} 

/** 
 * kobject_uevent - notify userspace by sending an uevent 
 * 
 * @action: action that is happening 
 * @kobj: struct kobject that the action is happening to 
 * 
 * Returns 0 if kobject_uevent() is completed with success or the 
 * corresponding error when it fails. 
 */ 
int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action) 
{ 
    return kobject_uevent_env(kobj, action, NULL); 
} 

3.3 netlink_broadcast_filtered

int netlink_broadcast_filtered(struct sock *ssk, struct sk_buff *skb, u32 pid, 
    u32 group, gfp_t allocation, 
    int (*filter)(struct sock *dsk, struct sk_buff *skb, void *data), 
    void *filter_data) 
{ 
    struct net *net = sock_net(ssk); 
    struct netlink_broadcast_data info; 
    struct hlist_node *node; 
    struct sock *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; 
 
    /* While we sleep in clone, do not allow to change socket list */ 
 
    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(); 
        return 0; 
    } 
    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

static inline int do_one_broadcast(struct sock *sk, 
                   struct netlink_broadcast_data *p) 
{ 
    struct netlink_sock *nlk = nlk_sk(sk); 
    int val; 
 
    if (p->exclude_sk == sk) 
        goto out; 
 
    if (nlk->pid == p->pid || p->group - 1 >= nlk->ngroups || 
        !test_bit(p->group - 1, nlk->groups)) 
        goto out; 
 
    if (!net_eq(sock_net(sk), p->net)) 
        goto out; 
 
    if (p->failure) { 
        netlink_overrun(sk); 
        goto out; 
    } 
 
    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); 
            /* 
             * skb ownership may have been set when 
             * delivered to a previous socket. 
             */ 
            skb_orphan(p->skb2); 
        } 
    } 
    if (p->skb2 == NULL) { 
        netlink_overrun(sk); 
        /* Clone failed. Notify ALL listeners. */ 
        p->failure = 1; 
        if (nlk->flags & NETLINK_BROADCAST_SEND_ERROR) 
            p->delivery_failure = 1; 
    } else if (p->tx_filter && p->tx_filter(sk, p->skb2, p->tx_data)) { 
        kfree_skb(p->skb2); 
        p->skb2 = NULL; 
    } else if (sk_filter(sk, p->skb2)) { 
        kfree_skb(p->skb2); 
        p->skb2 = NULL; 
    } else if ((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: 
    return 0; 
} 

3.5 netlink_broadcast_deliver

static inline int netlink_broadcast_deliver(struct sock *sk, 
                        struct sk_buff *skb) 
{ 
    struct netlink_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); 
        return atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) > sk->sk_rcvbuf; 
    } 
    return -1; 
} 

参考文献：

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

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