前言

之前分析的两篇文章 Android Adb 源码分析(一) 嵌入式Linux：Android root破解原理（二）   写完之后，都没有写到相关的实现代码，这篇文章写下ADB的通信流程的一些细节 看这篇文章之前，请先阅读 Linux的SOCKET编程详解 - 江召伟 - 博客园

对socket通信有简单的了解

1、ADB基本通信

理解： （1）adb的本质，就是socket的通信，通过secket传送数据及文件 （2）adb传送是以每个固定格式的包发送的数据，包的格式如下： #define A_SYNC 0x434e5953 #define A_CNXN 0x4e584e43 #define A_OPEN 0x4e45504f #define A_OKAY 0x59414b4f #define A_CLSE 0x45534c43 #define A_WRTE 0x45545257 #define A_AUTH 0x48545541 struct amessage { unsigned command; /* command identifier constant */ unsigned arg0; /* first argument */ unsigned arg1; /* second argument */ unsigned data_length; /* length of payload (0 is allowed) */ unsigned data_check; /* checksum of data payload */ unsigned magic; /* command ^ 0xffffffff */ }; struct apacket { apacket *next; unsigned len; unsigned char *ptr; amessage msg; unsigned char data[MAX_PAYLOAD]; }; 发送的包格式为apacket格式，其中msg为消息部分，data为数据部分。msg的消息类型有很多种，包括A_SYNC, A_CNXN, A_OPEN, A_OKAY等等。 （3）adb给我们预留了调试的信息，我们只需要在adb.h中定义指定的宏，即可看到每次数据的传输过程： #define DEBUG_PACKETS 1 打开调试信息后，我们可以看到传输过程中的细节，在串口打印里面。 （4）我们使用adb push命令，来跟踪分析下这个apacket数据是怎样传输的： 我们以adb push profile /命令为例，在串口我们可以看见如下详细的传输信息： status command arg0 arg1 len data recv: OPEN 00141028 00000000 0006 "sync:." send: OKAY 0000003e 00141028 0000 "" recv: WRTE 00141028 0000003e 0009 "STAT..../" send: OKAY 0000003e 00141028 0000 "" send: WRTE 0000003e 00141028 0010 "STAT.A......[oHZ" recv: OKAY 00141028 0000003e 0000 "" recv: WRTE 00141028 0000003e 0027 "SEND..../profile,33206DATA....2D send: OKAY 0000003e 00141028 0000 "" send: WRTE 0000003e 00141028 0008 "OKAY...." recv: OKAY 00141028 0000003e 0000 "" recv: WRTE 00141028 0000003e 0008 "QUIT...." send: OKAY 0000003e 00141028 0000 "" send: CLSE 00000000 00141028 0000 "" recv: CLSE 00141028 0000003e 0000 "" 以上recv表示接收的数据包，send表示回传的数据包。后面五个分别为数据包的数据字段值（command arg0 arg1 len data），这样数据我们还是不够直观，我们翻译成更加直接的数据辅以文字解释 这样是不是容易理解多了呢，经过这样的数据发送，我们就通过adb push命令把本地的profile文件推送到远程设备的根目录了。哇..... 原来这么简单，一个profile文件就传输了。流程理解了，我们再来看代码，现在结果你知道了，流程你也懂了，再来看源码，是不是容易理解了呢。  

2、代码分析

我们看代码也是逆向的看，这样利于我们理解，不会被源码看到晕乎乎，上面流程懂了，知道了每次是以apacket的格式发送的，我们先来研究这个apacket的接收与发送函数。 接收函数handle_packet void handle_packet(apacket *p, atransport *t) { asocket *s; D("handle_packet() %c%c%c%c ", ((char*) (&(p->msg.command)))[0], ((char*) (&(p->msg.command)))[1], ((char*) (&(p->msg.command)))[2], ((char*) (&(p->msg.command)))[3]); print_packet("recv", p); switch(p->msg.command){ 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; case A_CNXN: /* CONNECT(version, maxdata, "system-id-string") */ /* XXX verify version, etc */ if(t->connection_state != CS_OFFLINE) { t->connection_state = CS_OFFLINE; handle_offline(t); } parse_banner((char*) p->data, t); if (HOST || !auth_enabled) { handle_online(t); if(!HOST) send_connect(t); } else { send_auth_request(t); } break; case A_AUTH: if (p->msg.arg0 == ADB_AUTH_TOKEN) { t->key = adb_auth_nextkey(t->key); if (t->key) { send_auth_response(p->data, p->msg.data_length, t); } else { /* No more private keys to try, send the public key */ send_auth_publickey(t); } } else if (p->msg.arg0 == ADB_AUTH_SIGNATURE) { if (adb_auth_verify(t->token, p->data, p->msg.data_length)) { adb_auth_verified(t); t->failed_auth_attempts = 0; } else { if (t->failed_auth_attempts++ > 10) adb_sleep_ms(1000); send_auth_request(t); } } else if (p->msg.arg0 == ADB_AUTH_RSAPUBLICKEY) { adb_auth_confirm_key(p->data, p->msg.data_length, t); } break; case A_OPEN: /* OPEN(local-id, 0, "destination") */ if (t->online) { char *name = (char*) p->data; name[p->msg.data_length > 0 ? p->msg.data_length - 1 : 0] = 0; s = create_local_service_socket(name); if(s == 0) { send_close(0, p->msg.arg0, t); } else { s->peer = create_remote_socket(p->msg.arg0, t); s->peer->peer = s; send_ready(s->id, s->peer->id, t); s->ready(s); } } break; case A_OKAY: /* READY(local-id, remote-id, "") */ if (t->online) { if((s = find_local_socket(p->msg.arg1))) { if(s->peer == 0) { s->peer = create_remote_socket(p->msg.arg0, t); s->peer->peer = s; } s->ready(s); } } break; case A_CLSE: /* CLOSE(local-id, remote-id, "") */ if (t->online) { if((s = find_local_socket(p->msg.arg1))) { s->close(s); } } break; case A_WRTE: if (t->online) { if((s = find_local_socket(p->msg.arg1))) { unsigned rid = p->msg.arg0; p->len = p->msg.data_length; if(s->enqueue(s, p) == 0) { D("Enqueue the socket "); send_ready(s->id, rid, t); } return; } } break; default: printf("handle_packet: what is %08x?! ", p->msg.command); } put_apacket(p); } 哇，这个函数好像不复杂 一个函数，然后解析apacket *p数据，根据msg.command的命令值, 然后对应不同的case，有着不同的响应。事实上也就是这样，这个函数主要就是根据不同的消息类型，来处理这个apacket的数据。 下面解析下上面push命令的过程 1、OPEN响应 recv: OPEN 00141028 00000000 0006 "sync:." send: OKAY 0000003e 00141028 0000 "" 接收到了OPEN的消息，然后附带了一个sync的数据，我们看看是如何响应的。 case A_OPEN: /* OPEN(local-id, 0, "destination") */ if (t->online) { char *name = (char*) p->data; name[p->msg.data_length > 0 ? p->msg.data_length - 1 : 0] = 0; s = create_local_service_socket(name); if(s == 0) { send_close(0, p->msg.arg0, t); } else { s->peer = create_remote_socket(p->msg.arg0, t); s->peer->peer = s; send_ready(s->id, s->peer->id, t); s->ready(s); } } break; 调用create_local_service_socket(“sync”); fd = service_to_fd(name); //创建本地socket，并为这个socket创建数据处理线程file_sync_service ret = create_service_thread(file_sync_service, NULL); //把这个本地socket关联到结构asocket *s s = create_local_socket(fd); 调用create_remote_socket(p->msg.arg0, t); //把远程的socket也与这个结构体asocket 关联。 如上两个函数调用，主要是初始化本地的socket对，本地socket用来跟后台服务线程之间的通信，以及跟对应命令的后台服务线程通信。初始化adb通信的环境。其中asocket *s为本地socket与远程socket的一个关联结构体，其中s保存的是本地socket的信息，s->peer保存的是远程socket相关的信息。 send_ready(s->id, s->peer->id, t); 然后发送OKAY给PC端。 static void send_ready(unsigned local, unsigned remote, atransport *t) { D("Calling send_ready "); apacket *p = get_apacket(); p->msg.command = A_OKAY; p->msg.arg0 = local; p->msg.arg1 = remote; send_packet(p, t); } 这个与我们看到的流程相符合。接收到OPEN的消息，初始化一些状态，然后返回一个OKAY的状 2、WRITE响应 recv: WRTE 00141028 0000003e 0009 "STAT..../" send: OKAY 0000003e 00141028 0000 "" send: WRTE 0000003e 00141028 0010 "STAT.A......[oHZ" 接收到了WRITE的消息，顺带了一个查询STAT的数据，我们看看是如何响应的： case A_WRTE: if (t->online) { if((s = find_local_socket(p->msg.arg1))) { unsigned rid = p->msg.arg0; p->len = p->msg.data_length; if(s->enqueue(s, p) == 0) { D("Enqueue the socket "); send_ready(s->id, rid, t); } return; } } break; 先通过参数p->msg.arg1找到我们在OPEN的时候建立的结构体信息asocket *s， 然后处理本地socket队列中的数据（s为本地，s->peer为远程） s->enqueue(s, p)即为之前 关联的函数local_socket_enqueue，其在create_local_socket(fd); 的时候设置。 static int local_socket_enqueue(asocket *s, apacket *p) { D("LS(%d): enqueue %d ", s->id, p->len); p->ptr = p->data; /* if there is already data queue'd, we will receive ** events when it's time to write. just add this to ** the tail */ if(s->pkt_first) { goto enqueue; } /* write as much as we can, until we ** would block or there is an error/eof */ while(p->len > 0) { int r = adb_write(s->fd, p->ptr, p->len); if(r > 0) { p->len -= r; p->ptr += r; continue; } if((r == 0) || (errno != EAGAIN)) { D( "LS(%d): not ready, errno=%d: %s ", s->id, errno, strerror(errno) ); s->close(s); return 1; /* not ready (error) */ } else { break; } } if(p->len == 0) { put_apacket(p); return 0; /* ready for more data */ } enqueue: p->next = 0; if(s->pkt_first) { s->pkt_last->next = p; } else { s->pkt_first = p; } s->pkt_last = p; /* make sure we are notified when we can drain the queue */ fdevent_add(&s->fde, FDE_WRITE); return 1; /* not ready (backlog) */ } 我们通过adb_write(s->fd, p->ptr, p->len)把要处理的数据，写入到本地socket对应的fd中，等待处理。 然后调用send_ready(s->id, rid, t);返回一个OKAY的状态 我们把待处理的数据adb_write之后，又是在哪里处理的呢，我们之前在创建本地socket的时候，就创建了一个线程，对应的处理socket数据的函数file_sync_service。 我们来看看file_sync_service函数是如何处理的 void file_sync_service(int fd, void *cookie) { syncmsg msg; char name[1025]; unsigned namelen; char *buffer = malloc(SYNC_DATA_MAX); if(buffer == 0) goto fail; for(;;) { D("sync: waiting for command "); if(readx(fd, &msg.req, sizeof(msg.req))) { fail_message(fd, "command read failure"); break; } namelen = ltohl(msg.req.namelen); if(namelen > 1024) { fail_message(fd, "invalid namelen"); break; } if(readx(fd, name, namelen)) { fail_message(fd, "filename read failure"); break; } name[namelen] = 0; msg.req.namelen = 0; D("sync: '%s' '%s' ", (char*) &msg.req, name); switch(msg.req.id) { case ID_STAT: if(do_stat(fd, name)) goto fail; break; case ID_LIST: if(do_list(fd, name)) goto fail; break; case ID_SEND: if(do_send(fd, name, buffer)) goto fail; break; case ID_RECV: if(do_recv(fd, name, buffer)) goto fail; break; case ID_QUIT: goto fail; default: fail_message(fd, "unknown command"); goto fail; } } fail: if(buffer != 0) free(buffer); D("sync: done "); adb_close(fd); } 原来在这里处理的数据，终于找到你， 我们收到的消息是查看路径是否存在，这里对应的就是ID_STAT，还有其他的消息处理，比如ID_SEND，ID_RECV，ID_QUIT，望文生义，我们就不具体解释了。我们还是看看ID_STAT对应的处理吧do_stat(fd, name)。 static int do_stat(int s, const char *path) { syncmsg msg; struct stat st; msg.stat.id = ID_STAT; if(lstat(path, &st)) { msg.stat.mode = 0; msg.stat.size = 0; msg.stat.time = 0; } else { msg.stat.mode = htoll(st.st_mode); msg.stat.size = htoll(st.st_size); msg.stat.time = htoll(st.st_mtime); } return writex(s, &msg.stat, sizeof(msg.stat)); } 这里就是判断路径是否存在的逻辑了，这个就是我们想要的，我们把判断的结果存储在msg.stat, 然后把对应的结果写回去writex。 我们把检测的状态writex之后，但是这个数据还没有发送回PC端啊，是在哪里发送回去的呢，我们继续跟踪 我们在create_local_socket创建本地socket的时候，顺便还注册了一个回调函数local_socket_event_func static void local_socket_event_func(int fd, unsigned ev, void *_s) { asocket *s = _s; D("LS(%d): event_func(fd=%d(==%d), ev=%04x) ", s->id, s->fd, fd, ev); /* put the FDE_WRITE processing before the FDE_READ ** in order to simplify the code. */ if(ev & FDE_WRITE){ apacket *p; while((p = s->pkt_first) != 0) { while(p->len > 0) { int r = adb_write(fd, p->ptr, p->len); if(r > 0) { p->ptr += r; p->len -= r; continue; } if(r < 0) { /* returning here is ok because FDE_READ will ** be processed in the next iteration loop */ if(errno == EAGAIN) return; if(errno == EINTR) continue; } D(" closing after write because r=%d and errno is %d ", r, errno); s->close(s); return; } if(p->len == 0) { s->pkt_first = p->next; if(s->pkt_first == 0) s->pkt_last = 0; put_apacket(p); } } /* if we sent the last packet of a closing socket, ** we can now destroy it. */ if (s->closing) { D(" closing because 'closing' is set after write "); s->close(s); return; } /* no more packets queued, so we can ignore ** writable events again and tell our peer ** to resume writing */ fdevent_del(&s->fde, FDE_WRITE); s->peer->ready(s->peer); } if(ev & FDE_READ){ apacket *p = get_apacket(); unsigned char *x = p->data; size_t avail = MAX_PAYLOAD; int r; int is_eof = 0; while(avail > 0) { r = adb_read(fd, x, avail); D("LS(%d): post adb_read(fd=%d,...) r=%d (errno=%d) avail=%d ", s->id, s->fd, r, r<0?errno:0, avail); if(r > 0) { avail -= r; x += r; continue; } if(r < 0) { if(errno == EAGAIN) break; if(errno == EINTR) continue; } /* r = 0 or unhandled error */ is_eof = 1; break; } D("LS(%d): fd=%d post avail loop. r=%d is_eof=%d forced_eof=%d ", s->id, s->fd, r, is_eof, s->fde.force_eof); if((avail == MAX_PAYLOAD) || (s->peer == 0)) { put_apacket(p); } else { p->len = MAX_PAYLOAD - avail; r = s->peer->enqueue(s->peer, p); D("LS(%d): fd=%d post peer->enqueue(). r=%d ", s->id, s->fd, r); if(r < 0) { /* error return means they closed us as a side-effect ** and we must return immediately. ** ** note that if we still have buffered packets, the ** socket will be placed on the closing socket list. ** this handler function will be called again ** to process FDE_WRITE events. */ return; } if(r > 0) { /* if the remote cannot accept further events, ** we disable notification of READs. They'll ** be enabled again when we get a call to ready() */ fdevent_del(&s->fde, FDE_READ); } } /* Don't allow a forced eof if data is still there */ if((s->fde.force_eof && !r) || is_eof) { D(" closing because is_eof=%d r=%d s->fde.force_eof=%d ", is_eof, r, s->fde.force_eof); s->close(s); } } if(ev & FDE_ERROR){ /* this should be caught be the next read or write ** catching it here means we may skip the last few ** bytes of readable data. */ // s->close(s); D("LS(%d): FDE_ERROR (fd=%d) ", s->id, s->fd); return; } } 我们看后面if(ev & FDE_READ)部分: adb_read(fd, x, avail);把数据读出来，然后调用r = s->peer->enqueue(s->peer, p);，即把数据发送给远程socket的队列处理。（s->speer即远程端，之前已经说明） s->peer->enqueue函数即remote_socket_enqueue static int remote_socket_enqueue(asocket *s, apacket *p) { D("entered remote_socket_enqueue RS(%d) WRITE fd=%d peer.fd=%d ", s->id, s->fd, s->peer->fd); p->msg.command = A_WRTE; p->msg.arg0 = s->peer->id; p->msg.arg1 = s->id; p->msg.data_length = p->len; send_packet(p, s->transport); return 1; } 这样我们就把STAT的结果，通过WRITE返回给了PC端 这个与我们看到的流程也是相符的，接收到WRITE（STAT）的消息，先返回一个OKAY的状态，在返回WRITE（STAT）的结果。 我们可以观察之前的数据接收及发送流程，可以发现每次一个WRITE消息，后面都是返回一个OKAY WRITE消息。 贴了这么多的代码，是不是有点晕了，再贴就真的看不下去了，我们下面重新来理一理思路。 1. adb其实就是个socket通信，数据发过来发过去。 2. adb每次都是发送的一个数据包，数据结构是struct apacket，其中包含msg消息部分，及data数据部分。 3. 从PC跟device通信的过程，有一条协议流程，通过不断的数据交互发送，实现数据文件传递。 4. 我们可以定义 #define DEBUG_PACKETS 1 这样可以看到socket通信的数据发送过程。 5. socket数据建立传输过程，会创建socket，创建事件监听线程，注册回调响应函数，乱七八糟的....   如果觉得不错，请关注公众号【嵌入式Linux】,谢谢