Android BlueDroid分析: OSI中的List与alloctor的实现分析

说明

在bluedroid中有许多数据是使用List来保存的, 而不同的数据的size各不相同,因此bluedroid中的osi封装了一个list.

不同的OS的malloc与free各不相同,因此为了屏蔽底层细节bluedroid对malloc与free进行了一个封装,成为alloctor.

alloctor

定义

alloctor是一对函数函数指针的结构体，因此先要定义来个函数Pointer 类型。

typedef void *(*alloc_fn)(size_t size);typedef void (*free_fn)(void *ptr);

可以看到，这个和libc中的malloc与free arguments与return type都是一样的，因此可以认为是OSI为了抽象分隔不同的“OS Interface”（Memory中的Stack 管理）。因此如果我们需要将BlueDroid移植到其他OS的话，需要注意适配。

alloctor_t结构体包含两个函数Pointer，一个是分配的fn，一个是释放的fn，函数Pointer类型定义如下：

typedef struct {  alloc_fn alloc;  free_fn  free;} allocator_t;

在Android中，使用的libc是bonic，和glibc一样，都实现C POSIX Library（参考Wikipedia），所以函数都是名称和传入参数都一样，也是malloc与free，因此：

void *osi_malloc(size_t size) {  size_t real_size = allocation_tracker_resize_for_canary(size);  return allocation_tracker_notify_alloc(    alloc_allocator_id,    malloc(real_size),    size);}

calloc

calloc比malloc多了一个初始化功能.

void *osi_calloc(size_t size) {  size_t real_size = allocation_tracker_resize_for_canary(size);  return allocation_tracker_notify_alloc(    alloc_allocator_id,    calloc(1, real_size),    size);}void osi_free(void *ptr) {  free(allocation_tracker_notify_free(alloc_allocator_id, ptr));}const allocator_t allocator_malloc = {  osi_malloc,  osi_free};const allocator_t allocator_calloc = {  osi_calloc,  osi_free};

其中allocation_tracker_resize_for_canary函数的实现与hashmap相关,这个在以后的文章中再说明.

List链表

定义与结构

struct list_node_t;typedef struct list_node_t list_node_t;struct list_t;typedef struct list_t list_t;typedef void (*list_free_cb)(void *data);

下面的data为void *,这样可以用来存储任何type的指针,一般都是指向数据的指针.

struct list_node_t {  struct list_node_t *next;  void *data;};typedef struct list_t {  list_node_t *head;  list_node_t *tail;  size_t length;  list_free_cb free_cb;  const allocator_t *allocator;} list_t;

free的call_back函数， alloctor分配器，均为函数指针。

list包含一个头尾节点head与tail, 表示有多少个node的长度length, 用来free list node中的data指针指向数据的callback函数指针, 还有一个用来如何malloc与free list node(不是data的free)的alloctor.

List的其他utils函数

主要是:增删查改.包括empty判断,next, create,begin,end.需要说明的是创建与clear.

List的创建与使用

内核创建函数:

list_new_internal

BlueDroid中的osi/src中的各类封装都有一个特点,就是有一个XXX_new同时还有一个XXX_new_internal, internal代表者这个接口(函数)为osi下的source code相互调用,一般是对XXX_new的封装, 而其他地方如果想new的话,一般使用XXX_new来调用.

例如下面:

list_t *list_new(list_free_cbcallback){ returnlist_new_internal(callback,&allocator_calloc);}

list_new_internal的parameter是callback, 其类型为list_free_cb, 用于list的free. 对于传入的第二个参数:

allocator_calloc

就是前面alloctor中的封装系统POSIX的malloc/free对.

List的Clear/Delete

List本身就是malloc出来的, 然后其结构中包含了一串的node,这些node是使用list_t中的alloctor中的malloc创建,所以要销毁一个list,想要销毁其里面的node,因此直接从head到tail,一个个销毁节点,然后给对应指针与length赋值即可:

void list_clear(list_t*list){  assert(list!= NULL);  for (list_node_t *node =list->head;node; )  node = list_free_node_(list,node);  list->head= NULL;  list->tail= NULL; list->length= 0;}

而node的free就是调用alloctor中的free,即OSI封装的free,一般在linux中就是free:

static list_node_t *list_free_node_(list_t*list,list_node_t *node){ assert(list!= NULL);assert(node!= NULL); list_node_t *next =node->next; if (list->free_cb)  list->free_cb(node->data);  list->allocator->free(node);  --list->length; return next;}

值得注意的是,这里面调用了free_cb, 即节点callback函数被调用了, 可以设想一下,如果这个callback fn为空,那么意味着其节点node中的data(void *data)数据就是一个数据, 如果不为空的话, 那么说明void *data指向的很可能是一片数据, 而这个数据直接调用free并传入data这个指针无法回收. 例如:

btif/src/btif_sock_sco.c92:  sco_sockets = list_new((list_free_cb)sco_socket_free_locked);

其中其回收函数中逐层对sco_socket进行free, 最后才是对sco_socket指针的回收:

static void sco_socket_free_locked(sco_socket_t *sco_socket) {  if (!sco_socket)    return;  if (sco_socket->sco_handle != BTM_INVALID_SCO_INDEX)    BTM_RemoveSco(sco_socket->sco_handle);  socket_free(sco_socket->socket);  osi_free(sco_socket);}

GKI_getbuf 与 GKI_freebuf

但是在有一些地方使用的是GKI相关的free与alloc,这个是malloc下的二次封装, 为stack启动时候分配了一个pool,然后从这个pool中使用GKI_getbuf与GKI_freebuf来使用. 这个时候就不需要传入free callback fn了, 例如:

    BT_HDR *fragment = GKI_getbuf(client->remote_mtu + L2CAP_MIN_OFFSET);    fragment->offset = L2CAP_MIN_OFFSET;    fragment->len = client->remote_mtu;    memcpy(fragment->data + fragment->offset, bt_packet->data + bt_packet->offset, client->remote_mtu);    list_append(client->outbound_fragments, fragment);

而其free的则通过获取节点数据(即void *data指针)来完成

GKI_freebuf(list_node(node));void *list_node(constlist_node_t *node){ assert(node!= NULL);return node->data;}

List中新添加Node:list_append

在system/bt中有下面这些地方用到了:

$ ag list_appendstack/l2cap/l2c_link.c1122:        list_append(p_lcb->link_xmit_data_q, p_buf);stack/l2cap/l2cap_client.c116:  list_append(l2cap_clients, ret);383:        list_append(client->outbound_fragments, bt_packet);394:    list_append(client->outbound_fragments, fragment);stack/l2cap/l2c_main.c166:                list_append(l2cb.rcv_pending_q, p_msg);bta/av/bta_av_main.c1231:                    list_append(p_scbi->a2d_list, p_new);bta/av/bta_av_aact.c2287:                list_append(p_scb->a2d_list, p_buf);

append为将数据data放入一个新创建的node中.