Android开发工具——ADB(Android Debug Bridge) <二>HOST端
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，参见上一篇博客http://blog.csdn.net/yinlijun2004/article/details/7008952。
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();
#if ADB_HOST
HOST = 1;
usb_vendors_init();
usb_init();
local_init(ADB_LOCAL_TRANSPORT_PORT);
if(install_listener("tcp:5037", "*smartsocket*", NULL)) {
exit(1);
}
#else
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.
#elif defined(HAVE_FORKEXEC)
fprintf(stderr, "OK\n");
#endif
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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