ADB(Android Debug Bridge)(2)

我分析代码的喜欢从main函数开始,因为还不知道代码结构的情况下,这是最直接的方法。所以先看adb.c的main函数

 

int main(int argc, char **argv)   {       adb_trace_init();   #if ADB_HOST        adb_sysdeps_init();       return adb_commandline(argc - 1, argv + 1);   #else        if((argc > 1) && (!strcmp(argv[1],"recovery"))) {           adb_device_banner = "recovery";           recovery_mode = 1;       }          start_device_log();       return adb_main(0);   #endif    }  

宏ADB_HOST用来区别编译adb和adbd,参见  。

现在用一个常用命令“adb devices”用来捋顺代码流程,adb_trace_init用于log tag初始化,在host端,输入命令"adb devices"之后,进入adb_commandline函数。

adb_commandline首先解析参数,判断有没有指定transport type,即指定与哪个设备通信,emulator 或者 device,指定设备的方法是

 

-d   -e   -s <serial number>   

然后调用adb_set_transport将type,serial赋值给全局变量,

 

 void adb_set_transport(transport_type type, const char* serial)   {       __adb_transport = type;       __adb_serial = serial;   }  

这两个全局变量由client保存,将用来告诉server,与何种设备通信,用何种方式传输通信。

接下来,adb_commandline用来判断server守护进程是否已经启动,

 

if ((argc > 0) && (!strcmp(argv[0],"server"))) {       if (no_daemon || is_daemon) {           r = adb_main(is_daemon);       } else {           r = launch_server();       }       if(r) {           fprintf(stderr,"* could not start server *\n");       }       return r;   }  

no_daemon和is_daemon初始化为0,当读到nodaemon参数时,no_daemon为1,这种情况用户显式的不用server进行通信;读到fork-server时is_daemon为1,这是标识当前进程已经是server进程。adb_main函数的is_daemon参数是用来决定是否回送一个应答“OK”给client的。

在这里我们的client第一次执行“adb device”,因此会去启动server,在launch_server中,执行fork()操作,生成一对管道用于父子进程的通信。子进程调用execl,执行adb fork-server server,父进程等待来自子进程的OK应答。

 

// child side of the fork        // redirect stderr to the pipe     // we use stderr instead of stdout due to stdout's buffering behavior.     adb_close(fd[0]);    dup2(fd[1], STDERR_FILENO);    adb_close(fd[1]);       // child process     int result = execl(path, "adb""fork-server""server", NULL);    // this should not return     fprintf(stderr, "OOPS! execl returned %d, errno: %d\n", result, errno);  


这里子进程将STDERR_FILENO重定向到管道的写端fd[1];然后讲管道关闭,这样所有对stderr的操作都将写入父进程,fprintf语句只有在execl执行失败时执行。

 

// parent side of the fork       char  temp[3];      temp[0] = 'A'; temp[1] = 'B'; temp[2] = 'C';   // wait for the "OK\n" message    adb_close(fd[1]);   int ret = adb_read(fd[0], temp, 3);   adb_close(fd[0]);   if (ret < 0) {       fprintf(stderr, "could not read ok from ADB Server, errno = %d\n", errno);       return -1;   }   if (ret != 3 || temp[0] != 'O' || temp[1] != 'K' || temp[2] != '\n') {       fprintf(stderr, "ADB server didn't ACK\n" );       return -1;   }      setsid();  


父进程从管道的读端读取子进程发过来的应答,如果非“OK”,代表创建server失败,返回,setsid用于避免父进程退出时子进程也退出,即server真正成为一个守护进程。

花开两朵各表一只,先看fork出来的子进程,即守护进程server,前面说到,它的启动command是adb fork-server server,我们在回到adb的main函数,它用走到了adb_commandline里面来,这时候它解析参数以后,is_daemon就变成1了,因此执行adb_daemon(is_daemon)。 

 

init_transport_registration();         ADB_HOST   HOST = 1;   usb_vendors_init();   usb_init();   local_init(ADB_LOCAL_TRANSPORT_PORT);      if(install_listener("tcp:5037""*smartsocket*", NULL)) {       exit(1);   }   e  



adb_daemon首先初始化transport registrantion,等待注册transport时间的到来,transport是用来与远端设备进行通信的,对HOST来说远端设备就是device/emulator,反之亦然。注册信息本身,是用通过一个socket对transport_registration_send,transport_registration_recv来传递的,这属于线程之间的通信。

首先初始化本地USB,监听本地usb的情况,如果有用于ADB的USB设备,则注册一个type为kTransportUsb的transport,

具体调用流程:usb_init->client_socket_thread出一个device_poll_thread线程,在device_poll_thread中:

 

for (;;) {        sleep(5);       kick_disconnected();       scan_usb_devices();   }  

通过scan_usb_devices查找用于adb的usb设备

scan_usb_devices->check_device->register_device->register_usb_transport->init_usb_transport->register_transport

在init_usb_transport中,

void init_usb_transport(atransport *t, usb_handle *h, int state)   {          D("transport: usb\n");       t->close = remote_close;       t->kick = remote_kick;       t->read_from_remote = remote_read;       t->write_to_remote = remote_write;       t->sync_token = 1;       t->connection_state = state;       t->type = kTransportUsb;       t->usb = h;      #if ADB_HOST        HOST = 1;   #else        HOST = 0;   #endif      }            

可以看到,不管在host端,还是在device端,都会去注册usb的transport


接着然后试图连接5555-55585之间的端口,这个时候如果已经有emulator在运行,即调用socket_network_client成功,则注册一个type为kTransportLocal的transport,

调用流程:local_init->adb_thread_create出一个client_socket_thread线程,在client_socket_thread中,尝试连接5555-55585的本地端口

client_socket_thread->socket_loopback_client

如果socket_loopback_client返回值大于0,说明已连接上emulator,

则调用:register_socket_transport->init_socket_transport->register_transport

在init_socket_transport中

 

int init_socket_transport(atransport *t, int s, int port, int local)   {              int  fail = 0;          t->kick = remote_kick;       t->close = remote_close;       t->read_from_remote = remote_read;       t->write_to_remote = remote_write;       t->sfd = s;       t->sync_token = 1;       t->connection_state = CS_OFFLINE;       t->type = kTransportLocal;              #if ADB_HOST        if (HOST && local) {           adb_mutex_lock( &local_transports_lock );           {                int  index = (port - ADB_LOCAL_TRANSPORT_PORT)/2;                      if (!(port & 1) || index < 0 || index >= ADB_LOCAL_TRANSPORT_MAX) {                   D("bad local transport port number: %d\n", port);                   fail = -1;               }               else if (local_transports[index] != NULL) {                   D("local transport for port %d already registered (%p)?\n",                   port, local_transports[index]);                   fail = -1;               }               else                   local_transports[index] = t;           }           adb_mutex_unlock( &local_transports_lock );       }   #endif        return fail;   }  


注意看ADB_HOST里面的东西,如果是在HOST端,则将transport添加到列表里面,因为adb device就是从这个列表里面读信息的。

再看register_transport,它将transport信息,一个tmsp的结构体,写入transport_registration_send

 

struct tmsg    {       atransport *transport;       int         action;   };    


action为0表示移除该transport,1表示添加。

则接收端的描述符transport_registration_recv会收到对应的信息,它的处理回调函数是transport_registration_func,在transport_registration_func中,首先读取出待注册的transport的地址,在这里创建套接字对,一个是fd,负责从远端读入,或者写入远端。transport_socket负责跟本地(emulator或者device)交互,同时启动两个线程output_thread,调用read_from_remote从远端读入,还有input_thread,调用write_to_remote写入远端。

以output_thread为例,

 

p = get_apacket();   p->msg.command = A_SYNC;                                                     p->msg.arg0 = 1;   p->msg.arg1 = ++(t->sync_token);   p->msg.magic = A_SYNC ^ 0xffffffff;                                          if(write_packet(t->fd, &p)) {                                                    put_apacket(p);       D("from_remote: failed to write SYNC apacket to transport %p", t);           goto oops;                                                               }      


首先向fd写入一个包含A_SYNC命令的信息包,用于同步,transport_socket的处理回调函数transport_socket_events会执行,继而调用handle_packet处理信息包

 

case A_SYNC:                                                                     if(p->msg.arg0){                                                                 send_packet(p, t);                                                           if(HOST) send_connect(t);                                                } else {                                                                         t->connection_state = CS_OFFLINE;                                            handle_offline(t);                                                           send_packet(p, t);                                                       }                                                                            return;      

handle_packet判断是A_SYNC同步命令,则同时将信息包发送给远端,并发送一个连接请求给远端,里面包含adb版本,最大载荷等信息。send_package讲信息包写回给transport_socket。

回过头来output_thread线程回收到这些信息包,并将这些包写入远端。


写的太深入了,回到adb_main函数,初始化完可能USB和emulator的transport之后,执行下面这段代码

 

if(install_listener("tcp:5037""*smartsocket*", NULL)) {       exit(1);   }  

listener是一个很重要的概念,它绑定到一个本地端口,即local socket,负责与client通信(稍候将看到),并且创建一个连接到远端的remote socket,smartsocket是一个特殊的socket,它其实类似一个接线员的角色,它分析后看你要连接到哪个remote socket,然后帮你连上。注意这里的第三个参数NULL,因为接线员还来不及分析你的adb命令参数,不知道你要往哪个remote上连,所以这里为NULL,等分析好了,确定要连接那个remote socket,smartsocket的任务也完成了。

 

struct alistener   {       alistener *next;       alistener *prev;          fdevent fde;       int fd;          const char *local_name;       const char *connect_to;       atransport *transport;       adisconnect  disconnect;   };  

在install_listener里面

 

l->fd = local_name_to_fd(local_name);   close_on_exec(l->fd);   if(!strcmp(l->connect_to, "*smartsocket*")) {       fdevent_install(&l->fde, l->fd, ss_listener_event_func, l);   }   

这样,client来消息的时候,就可以调用ss_listener_event_func进行处理了。

接下来,adb_main执行下面代码,

 

if (is_daemon)   {       // inform our parent that we are up and running.    f defined(HAVE_FORKEXEC)       fprintf(stderr, "OK\n");   if       start_logging();   }  

这段代码,告诉父进程adb server已经跑起来了,因此,往stderr里面写一个OK,还记得刚刚server已经将stderr重定向到fd[1]了,所以父进程能接收到这个OK消息。

接下来,server调用fdevent_loop进入事件循环。

 

for(;;) {       fdevent_process();          while((fde = fdevent_plist_dequeue())) {           unsigned events = fde->events;           fde->events = 0;           fde->state &= (~FDE_PENDING);           dump_fde(fde, "callback");           fde->func(fde->fd, events, fde->arg);       }   }  

因此adb是事件驱动型,所有的事件调用fdevent_register进行注册,该函数讲事件保存到全局事件数组fd_table里面,

 

struct fdevent   {       fdevent *next;       fdevent *prev;          int fd;       unsigned short state;       unsigned short events;          fd_func func;       void *arg;   };  

如果有相关事件的到达则调用fun进行处理。

adb_main,即server已经启动完成,再回到client的adb_commandline函数,我们继续adb device命令的解析,

 

if(!strcmp(argv[0], "devices")) {       char *tmp;       snprintf(buf, sizeof buf, "host:%s", argv[0]);       tmp = adb_query(buf);       if(tmp) {           printf("List of devices attached \n");           printf("%s\n", tmp);           return 0;       } else {           return 1;       }   }  

它调用adb_query函数,参数是"host:devices“,它表示需要发往server的请求,这些请求分两种query型和command型,分别调用adb_query和adb_command

 

char *adb_query(const char *service)   {              char buf[5];       unsigned n;       char *tmp;          D("adb_query: %s\n", service);        int fd = adb_connect(service);          if(readx(fd, buf, 4)) goto oops;          if(readx(fd, tmp, n) == 0) {          }   }  

可以看到,它连接到server,返回一个描述符,然后直接从该描述符里面读取结果就可以了。看起来很简单,adb_connect把下面很复杂的东西都包装起来了。

adb_connect包装了_adb_connect函数,包装了一些adb server是否已经成功启动,查询adb server版本信息的工作,在_adb_connect中

调用socket_loopback_client(ADB_PORT, SOCK_STREAM);尝试连接ADB_PORT,也就是5037,记住刚才adb server已经调用socket_loopback_server(port, SOCK_STREAM);这样,client和service之间就可以开始通信了。请求信息“host:devices”将写入adb server,来看adb server的处理函数ss_listener_event_func

ss_listener_event_func创建一个local socket读取该信息,

 

fd = adb_socket_accept(_fd, &addr, &alen);   if(fd < 0) return;      adb_socket_setbufsize(fd, CHUNK_SIZE);      s = create_local_socket(fd);   if(s) {       connect_to_smartsocket(s);       return;   }  

先看create_local_socket,这个socket负责与client通信,回调处理函数是local_socket_event_func。

 

asocket *create_local_socket(int fd)   {              asocket *s = calloc(1, sizeof(asocket));       if(s == 0) fatal("cannot allocate socket");       install_local_socket(s);       s->fd = fd;       s->enqueue = local_socket_enqueue;       s->ready = local_socket_ready;       s->close = local_socket_close;                  fdevent_install(&s->fde, fd, local_socket_event_func, s);       return s;   }  

也就是由local_socket_event_func来读取“host:devices”串,然后调用s->peer->enqueue(s->peer, p);交给对断处理。

那local socket的对端是谁,看connect_to_smartsocket

void connect_to_smartsocket(asocket *s)   {       D("Connecting to smart socket \n");       asocket *ss = create_smart_socket(smart_socket_action);       s->peer = ss;       ss->peer = s;       s->ready(s);   }  

这里明白了local socket的对端就是smart socket(remote socket的一种),与local socket交互。

asocket *create_smart_socket(void (*action_cb)(asocket *s, const char *act))   {              asocket *s = calloc(1, sizeof(asocket));       if(s == 0) fatal("cannot allocate socket");       s->id = 0;       s->enqueue = smart_socket_enqueue;       s->ready = smart_socket_ready;       s->close = smart_socket_close;       s->extra = action_cb;          return s;    }     

这两个socket结对以后,调用local socket的ready回调函数,也就是local_socket_ready

static void local_socket_ready(asocket *s)   {       fdevent_add(&s->fde, FDE_READ);   }  

意思是说,我(local socket)已经准备好接收你smart socket发过来的数据了。

那local socket调用的s->peer->enqueue(s->peer, p);就是smart_socket_enqueue

在smart_socket_enqueue中,将刚刚读取到的package插入到package列表中,然后解析service,即发过来的“host:devices”

 

#if ADB_HOST        service = (char *)p->data + 4;       if(!strncmp(service, "host-serial:", strlen("host-serial:"))) {           char* serial_end;           service += strlen("host-serial:");              // serial number should follow "host:"            serial_end = strchr(service, ':');           if (serial_end) {               *serial_end = 0; // terminate string                serial = service;               service = serial_end + 1;           }       } else if (!strncmp(service, "host-usb:", strlen("host-usb:"))) {           ttype = kTransportUsb;           service += strlen("host-usb:");       } else if (!strncmp(service, "host-local:", strlen("host-local:"))) {           ttype = kTransportLocal;           service += strlen("host-local:");       } else if (!strncmp(service, "host:", strlen("host:"))) {           ttype = kTransportAny;           service += strlen("host:");       } else {           service = NULL;       }  

这里将client发过来的请求,跟去前缀转化为各种transport type,接着解析具体的service名称,接着,调用handle_host_request处理一些可以立即响应的消息,然后直接返回(adb devices请求就是属于这一种),,否则调用create_host_service_socket创建另外一个service socket作为local service的对段,而smart socket就没什么事了,可以关闭了,如下代码。

 

s2 = create_host_service_socket(service, serial);   if(s2 == 0) {       D( "SS(%d): couldn't create host service '%s'\n", s->id, service );       sendfailmsg(s->peer->fd, "unknown host service");       goto fail;   }      adb_write(s->peer->fd, "OKAY", 4);      s->peer->ready = local_socket_ready;   s->peer->close = local_socket_close;   s->peer->peer = s2;   s2->peer = s->peer;   s->peer = 0;   D( "SS(%d): okay\n", s->id );   s->close(s);  

先来看可以用handle_host_request的部分,处理devices部分请求的代码如下

 

// return a list of all connected devices    if (!strcmp(service, "devices")) {       char buffer[4096];       memset(buf, 0, sizeof(buf));       memset(buffer, 0, sizeof(buffer));       D("Getting device list \n");       list_transports(buffer, sizeof(buffer));       snprintf(buf, sizeof(buf), "OKAY%04x%s",(unsigned)strlen(buffer),buffer);       D("Wrote device list \n");       writex(reply_fd, buf, strlen(buf));       return 0;   }  

它讲transport列表里面的信息读取出来,然后写入reply_fd里面,其实这里猜也猜到了,它就是local socket的fd,也就是将信息写入port5037里面,这样我们的client端就能将当前连接的设备信息打印到屏幕上了。

整个过程的如下,

                               ___________________________________
                               |                                                                                |
                               |                          ADB Server (host)                      |
                               |                                                                                 |
        Client   <-------> LocalSocket <-------------> RemoteSocket   |
                               |                                                              ^^                |
                               |___________________________||_______|
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