android host工具,Android开发工具ADB教程之二:HOST端

大部分编程人员进行程序代码分析时往往喜欢从main函数入手,因为它是程序入口,从main开始能够更快更好的把握程序的整体结构。

因此我们先来看adb.c的main函数的实现:

C++代码intmain(intargc,char**argv)

{

adb_trace_init();

#if ADB_HOST

adb_sysdeps_init();

returnadb_commandline(argc - 1, argv + 1);

#else

if((argc > 1) && (!strcmp(argv[1],"recovery"))) {

adb_device_banner ="recovery";

recovery_mode = 1;

}

start_device_log();

returnadb_main(0);

#endif

}

宏ADB_HOST用来区别编译adb和adbd,参见上一篇文章:Android开发工具ADB教程之一:ADB概论。

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

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

C++代码voidadb_set_transport(transport_type type,constchar* 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。

C++代码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");

}

returnr;

}

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。

C++代码// 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

intresult = 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。

C++代码// parent side of the fork

chartemp[3];

temp[0] ='A'; temp[1] ='B'; temp[2] ='C';

// wait for the "OK\n" message

adb_close(fd[1]);

intret = adb_read(fd[0], temp, 3);

adb_close(fd[0]);

if(ret 

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)。

C++代码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:

C++代码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:

C++代码voidinit_usb_transport(atransport *t, usb_handle *h,intstate)

{

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:

C++代码intinit_socket_transport(atransport *t,ints,intport,intlocal)

{

intfail = 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 );

{

intindex = (port - ADB_LOCAL_TRANSPORT_PORT)/2;

if(!(port & 1) || index = ADB_LOCAL_TRANSPORT_MAX) {

D("bad local transport port number: %d\n", port);

fail = -1;

}

elseif(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

returnfail;

}

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。

C++代码structtmsg

{

atransport *transport;

intaction;

};

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:

C++代码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);

gotooops;

}

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。

C++代码caseA_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:

C++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。

C++代码structalistener

{

alistener *next;

alistener *prev;

fdevent fde;

intfd;

constchar*local_name;

constchar*connect_to;

atransport *transport;

adisconnect  disconnect;

};

在install_listener里面:

C++代码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:

C++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。

C++代码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。

C++代码structfdevent

{

fdevent *next;

fdevent *prev;

intfd;

unsignedshortstate;

unsignedshortevents;

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。

C++代码if(!strcmp(argv[0],"devices")) {

char*tmp;

snprintf(buf,sizeofbuf,"host:%s", argv[0]);

tmp = adb_query(buf);

if(tmp) {

printf("List of devices attached \n");

printf("%s\n", tmp);

return0;

}else{

return1;

}

}

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。

C++代码char*adb_query(constchar*service)

{

charbuf[5];

unsigned n;

char*tmp;

D("adb_query: %s\n", service);

intfd = adb_connect(service);

if(readx(fd, buf, 4))gotooops;

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:

C++代码fd = adb_socket_accept(_fd, &addr, &alen);

if(fd 

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。

C++代码asocket *create_local_socket(intfd)

{

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);

returns;

}

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:

C++代码voidconnect_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。

C++代码asocket *create_smart_socket(void(*action_cb)(asocket *s,constchar*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;

returns;

}

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

C++代码staticvoidlocal_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”。

C++代码#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;

}

}elseif(!strncmp(service,"host-usb:", strlen("host-usb:"))) {

ttype = kTransportUsb;

service += strlen("host-usb:");

}elseif(!strncmp(service,"host-local:", strlen("host-local:"))) {

ttype = kTransportLocal;

service += strlen("host-local:");

}elseif(!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。

C++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");

gotofail;

}

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:

C++代码// return a list of all connected devices

if(!strcmp(service,"devices")) {

charbuffer[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));

return0;

}

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。

整个过程的如下图:

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2012年9月23日