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Binder内核驱动
这幅图很好的描述了binder驱动的功能。本文将围绕这幅图来学习binder驱动。
由于网上关于binder的相关文章都是和ServiceManager相关了，很少有不通过ServiceManager来讲binder的，所以基于此，本文就不再涉及ServiceManager了，而是直接Client通过bindService去绑定Server端的Service, 然后Client获得Server端的一个远程代理，client再通过这个远程代理去获得Server端的版本号这个流程来说，具体流程如下：
code sample
其中
Client
客户端进程Server
Server端进程IDemo
一个AIDL文件，它会自动生成 IDemo.Stub, IDemo.Stub.Proxy, 前者用于Server端提供服务，后者用于Client获得Server端IDemo.Stub的代理IDemoServer
是Server端继续了IDemo.Stub, 提供具体的服务
可以看出，如果直接通过 AIDL 进程跨进程通信，这里也会涉及到第三个进程(SystemServer), 也就是Server端并不会"直接"将"IDemoServer"传递给Client, 而是先传递给SystemServer, 再由SystemServer传递给Client,
所以这里只需要说明其中一种情况即可。
本文前面两节简单描述了binder驱动中一些很重要的数据结构，然后第3节讲述了Server端在Binder驱动中创建binder_node以及对应的binder_ref, 接着在第4节讲述了Server将IDemoServer的引用先传递给AMS，然后再由AMS传递到Client进程，最好第5小节简单了说了下Client通过getVersion去获得一个服务。
一. 进程/线程在Binder驱动的中结构体
1.1 进程相关的信息 binder_proc
每个进程在打开binder时会创建一个 binder_proc
static int binder_open(struct inode *nodp, struct file *filp)
{
struct binder_proc *proc;
proc = kzalloc(sizeof(*proc), GFP_KERNEL); //生成一个binder_proc内核空间，用于表示该进程的相关信息
if (proc == NULL)
return -ENOMEM;
get_task_struct(current); //增加当前进程描述符引用计数，因为binder将会有当前进程描述符的引用
proc->tsk = current; //引用到当前进程的进程描述符
INIT_LIST_HEAD(&proc->todo); //初始化todo list
init_waitqueue_head(&proc->wait); //初始化等待队列
...
hlist_add_head(&proc->proc_node, &binder_procs); //将binder_proc加入到全局的 binder_procs列表中
proc->pid = current->group_leader->pid; //current其实对应用户态的一个线程，这里找到它所在组的pid
filp->private_data = proc; //将binder_proc保存到文件指针中
...
return 0;
}
flip->private_date = proc 是将当前进程在Binder驱动中对应的binder_proc保存在文件指针中，那这个文件指针是谁呢？
在ProcessState初始化会open "/dev/binder" 设备，这时会得到一个文件句柄fd，保存到 ProcessState->mDriverFD中，open函数最终会调用到 binder_open, 所以这个file指针是与mDriverFD对应起来的。
在后面的 binder_ioctl/binder_mmap里 就是通过该文件指针找到当前进程对应的binder_proc的。
1.2 线程相关的结构体 - binder_thread
我们知道一个进程是多线程的，客户端去请求服务端是由一个进程的线程发起的，所以binder里应该有表示线程的结构体，也就是 binder_thread.
注意：线程相关的结构由binder_proc中的threads红黑树保存
在 binder_ioctl中，会通过 binder_get_thread 从进程结构体中(binder_proc)去获得线程相关的binder_thread.
注意：在Linux kernel中其实并没有线程这么一说，用户态的线程在内核中都对应着一个task_struct, 看起来就像一个普通的进程，也就是说有自己的pid
static struct binder_thread *binder_get_thread(struct binder_proc *proc)
{
struct binder_thread *thread = NULL;
struct rb_node *parent = NULL;
struct rb_node **p = &proc->threads.rb_node; //当前进程中所有的线程，找到树头
while (*p) { //查找线程是否已经存在了
parent = *p;
thread = rb_entry(parent, struct binder_thread, rb_node);
// current->pid 是指当前线程(用户态下的线程)的pid
if (current->pid < thread->pid)
p = &(*p)->rb_left;
else if (current->pid > thread->pid)
p = &(*p)->rb_right;
else
break;
}
//如果线程结构体不存在，则创建，并加入到binder_proc的threads里
if (*p == NULL) {
thread = kzalloc(sizeof(*thread), GFP_KERNEL);
thread->proc = proc; //引用到进程的结构体
thread->pid = current->pid; //设置 pid
init_waitqueue_head(&thread->wait); //初始化线程的等待队列
INIT_LIST_HEAD(&thread->todo); //线程的todo list
rb_link_node(&thread->rb_node, parent, p);
rb_insert_color(&thread->rb_node, &proc->threads); //插入到binder_proc的threads中的红黑树中
thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN;
thread->return_error = BR_OK; //设置返回错误码
thread->return_error2 = BR_OK;
}
return thread;
}
二. Binder驱动中BBinder和BpBinder对应的结构体
我们知道在 Android Native上都对应着BBinder与BpBinder, 那么它们在Binder驱动是怎么表示的呢？
2.1 Binder驱动中BBinder实体 - Server端的实体
由 binder_node 表示, 具体是在 binder_new_node 中创建,
static struct binder_node *binder_new_node(struct binder_proc *proc,
binder_uintptr_t ptr,
binder_uintptr_t cookie)
{
struct rb_node **p = &proc->nodes.rb_node;
struct rb_node *parent = NULL;
struct binder_node *node;
//在binder_proc中的nodes红黑树中查找，看是否已经有BBinder对象了
while (*p) {
parent = *p;
node = rb_entry(parent, struct binder_node, rb_node);
if (ptr < node->ptr)
p = &(*p)->rb_left;
else if (ptr > node->ptr)
p = &(*p)->rb_right;
else
return NULL;
}
//如果没有找到，那么在内核空间中生成一个新的binder_node
node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
rb_link_node(&node->rb_node, parent, p);
rb_insert_color(&node->rb_node, &proc->nodes);//插入到binder_proc的nodes中
node->proc = proc; //引用到进程结构体binder_proc
node->ptr = ptr; //保存用户态下的BBinder的地址
node->cookie = cookie;
node->work.type = BINDER_WORK_NODE;
return node;
}
2.2 Binder驱动中BpBinder实体 - BBinder的引用也就是代理
static struct binder_ref *binder_get_ref_for_node(struct binder_proc *proc,
struct binder_node *node)
{
struct rb_node *n;
struct rb_node **p = &proc->refs_by_node.rb_node;
struct rb_node *parent = NULL;
struct binder_ref *ref, *new_ref;
//查找是否binder_node已经创建了它的引用，
while (*p) {
parent = *p;
ref = rb_entry(parent, struct binder_ref, rb_node_node);
if (node < ref->node)
p = &(*p)->rb_left;
else if (node > ref->node)
p = &(*p)->rb_right;
else
return ref;
}
//还没有创建binder_node的引用，则新生成一个binder_ref，
new_ref = kzalloc(sizeof(*ref), GFP_KERNEL);
new_ref->proc = proc; //指向当前进程的binder_proc
new_ref->node = node; //指向引用到的也就是代理的 binder_node
rb_link_node(&new_ref->rb_node_node, parent, p);
rb_insert_color(&new_ref->rb_node_node, &proc->refs_by_node); //插入到binder_proc的refs_by_node中
new_ref->desc = (node == binder_context_mgr_node) ? 0 : 1; //指明是否是SeviceManager的引用
for (n = rb_first(&proc->refs_by_desc); n != NULL; n = rb_next(n)) {
ref = rb_entry(n, struct binder_ref, rb_node_desc);
if (ref->desc > new_ref->desc)
break;
new_ref->desc = ref->desc + 1; //代理的desc是在当前的已有的代理上+1
}
p = &proc->refs_by_desc.rb_node;
while (*p) {
parent = *p;
ref = rb_entry(parent, struct binder_ref, rb_node_desc);
if (new_ref->desc < ref->desc)
p = &(*p)->rb_left;
else if (new_ref->desc > ref->desc)
p = &(*p)->rb_right;
else
BUG();
}
rb_link_node(&new_ref->rb_node_desc, parent, p);
rb_insert_color(&new_ref->rb_node_desc, &proc->refs_by_desc); //同时将binder_ref插入到 binder_proc里的refs_by_desc中
if (node) {
hlist_add_head(&new_ref->node_entry, &node->refs); //加入到refs列表中
} else {
}
return new_ref;
}
三、Server端生成IDemoServer在驱动中的binder_node与binder_ref
先来看下Server端publishService的过程, 当AMS通知Server端handleBindService后，Server就会将Service publish给AMS
private void handleBindService(BindServiceData data) {
...
IBinder binder = s.onBind(data.intent);
ActivityManagerNative.getDefault().publishService(data.token, data.intent, binder);
...
}
public void publishService(IBinder token,
Intent intent, IBinder service) throws RemoteException {
Parcel data = Parcel.obtain();
Parcel reply = Parcel.obtain();
data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
data.writeStrongBinder(token);
intent.writeToParcel(data, 0);
data.writeStrongBinder(service);
mRemote.transact(PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);
reply.readException();
data.recycle();
reply.recycle();
}
publishService就是转换成图2所示的数据流
图2 binder数据流
从第二节已经得知 binder_node与binder_ref分别是在 binder_new_node 与 binder_get_ref_for_node中创建中，那这两个函数创建的时机是什么呢？换句话说这两个函数是在代码中哪里被调用到的呢？
binder_ioctl
-> case BINDER_WRITE_READ
binder_ioctl_write_read
-> binder_ioctl_write_read
-> binder_thread_write
其实 binder_thread_write 也就是对图2进行解包的过程
static int binder_ioctl_write_read(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg, struct binder_thread *thread)
{
int ret = 0;
struct binder_proc *proc = filp->private_data; //这里获得对应进程结构体 binder_proc
unsigned int size = _IOC_SIZE(cmd); //此时 cmd也就是 BC_TRANSACTION
void __user *ubuf = (void __user *)arg; //用户态数据地址
struct binder_write_read bwr;
if (copy_from_user(&bwr, ubuf, sizeof(bwr))) { //将用户态数据拷贝到内核态下，也就是获得图2中的binder_write_read
...
}
if (bwr.write_size > 0) { //如果write_size >0 , 表示write_buffer有数据，这里需要进行写操作
ret = binder_thread_write(proc, thread,
bwr.write_buffer,
bwr.write_size,
&bwr.write_consumed);
...
}
if (bwr.read_size > 0) { //如果read_size >0 , 表示需要读数据，
ret = binder_thread_read(proc, thread, bwr.read_buffer,
bwr.read_size,
&bwr.read_consumed,
filp->f_flags & O_NONBLOCK);
...
}
if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr))) { //将处理完的数据binder_write_read再拷贝到用户空间
...
}
out:
return ret;
}
3.1 binder_thread_write
static int binder_thread_write(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,
binder_uintptr_t binder_buffer, size_t size, binder_size_t *consumed)
{
uint32_t cmd;
//binder_buffer也就是binder_write_read.write_buffer, 其实也就是 IPCProcessState里的Parcel.mData
void __user *buffer = (void __user *)(uintptr_t)binder_buffer;
void __user *ptr = buffer + *consumed; //此时 consumed还为0， ptr指向Parcel.mData
void __user *end = buffer + size;
图3
while (ptr < end && thread->return_error == BR_OK) {
if (get_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr)) //这里得到的cmd也就是BC_TRANSACTION
return -EFAULT;
ptr += sizeof(uint32_t); //ptr往后移4个字节，也就是图3的偏移4处，这时指向 binder_transaction_data
switch (cmd) {
...
case BC_TRANSACTION: //进入该分支
case BC_REPLY: {
struct binder_transaction_data tr;
if (copy_from_user(&tr, ptr, sizeof(tr))) //将用户态下的binder_transaction_data拷贝到内核态下
ptr += sizeof(tr); //继续移动ptr, 此时ptr指向了end
binder_transaction(proc, thread, &tr, cmd == BC_REPLY);
break;
}
*consumed = ptr - buffer; //这里修改 binder_write_read里 write_consumed 值表示消费了这么多字节
}
return 0;
}
继续来看binder_transaction, 此时传入的 binder_transaction_data为图4所示，另外，reply = cmd == BC_REPLY, 这里为false.
图4 binder_transaction_data
static void binder_transaction(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,
struct binder_transaction_data *tr, int reply)
{
if (reply) { //reply为false
...
} else {
if (tr->target.handle) {
//如图4所示， 因为此时是通过 IActivityManager 将IDemoServer的publishSerive,
// 所以这里的target.handle是指 IActivityManager的代理, 且不为空
struct binder_ref *ref;
//获得IActivityManager代理对应的binder_ref, 见第3.1小节
ref = binder_get_ref(proc, tr->target.handle, true);
//通过IActivityManager代理的binder_ref找到binder_node,也就是"activity" serivice对应的BBinder实体
target_node = ref->node;
} else { //这里是与serivce manager相关的
target_node = binder_context_mgr_node;
}
target_proc = target_node->proc; //找到"activity" service所在的进程结构体 binder_proc
...
}
if (target_thread) { //此时target_thread为空
} else {
target_list = &target_proc->todo; //从"activity" service的binder_proc获得target_list
target_wait = &target_proc->wait; //从"activity" service的binder_proc中获得systemservice进程的等待队列
}
//分配一个binder_transaction结构体
t = kzalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
//分配一个binder_work结构体
tcomplete = kzalloc(sizeof(*tcomplete), GFP_KERNEL);
//下面开始组装 binder_transaction结构体
t->sender_euid = task_euid(proc->tsk); //获得euid
t->to_proc = target_proc; //将binder_transaction发送给哪个进程的binder_proc
t->to_thread = target_thread;//将binder_transaction发送给哪个进程的线程 target_thread
t->code = tr->code; //这里是PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION
t->flags = tr->flags;
t->priority = task_nice(current);
// binder_alloc_buf从target_proc，也就是"activity" service所在的进程 systemserver进程中分配binder_buffer，
//主要是为了后面保存用户态的数据
t->buffer = binder_alloc_buf(target_proc, tr->data_size,
tr->offsets_size, !reply && (t->flags & TF_ONE_WAY));
t->buffer->allow_user_free = 0;
t->buffer->debug_id = t->debug_id;
t->buffer->transaction = t;
t->buffer->target_node = target_node;
...
//offp用来获得flatten_binder_object, 找到offp的
offp = (binder_size_t *)(t->buffer->data + ALIGN(tr->data_size, sizeof(void *)));
//将 binder_transaction_data中的 data.ptr.buffer也就是Parcel中的mData拷贝到binder_transaction的buffer->data中
if (copy_from_user(t->buffer->data, (const void __user *)(uintptr_t)
tr->data.ptr.buffer, tr->data_size)) {
}
// offp是拷贝完Parcel的mData后面。这里把 Parcel的mObjects拷贝到 offp 处，
//注意: mObjects是保存flatten_binder_object结构体的位置的
if (copy_from_user(offp, (const void __user *)(uintptr_t)
tr->data.ptr.offsets, tr->offsets_size)) {
}
for (; offp < off_end; offp++) {
struct flat_binder_object *fp;
fp = (struct flat_binder_object *)(t->buffer->data + *offp);
off_min = *offp + sizeof(struct flat_binder_object);
switch (fp->type) { //这里只看 IDemoServer相关的，不看token相关的
case BINDER_TYPE_BINDER:
case BINDER_TYPE_WEAK_BINDER: { //由图2可知，这里进入该分支
struct binder_ref *ref;
struct binder_node *node = binder_get_node(proc, fp->binder);
if (node == NULL) {
//哦，原来在这里将 IDemoServer对应的 binder_node创建出来了
node = binder_new_node(proc, fp->binder, fp->cookie);
}
//获得binder_node对应的引用
ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, node);
//由于IDemoServer是本地binder_node, 这里要将binder_transaction传递给systemserver,
//所以将它改为 BINDER_TYPE_HANDLE, 即传binder_ref到systemserver
if (fp->type == BINDER_TYPE_BINDER)
fp->type = BINDER_TYPE_HANDLE;
else
fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE;
fp->binder = 0;
fp->handle = ref->desc; //获得binder_ref的handle值，这个在生成BpBinder时会传入
fp->cookie = 0;
} break;
}
if (reply) {
//这里target_thread为空
binder_pop_transaction(target_thread, in_reply_to);
} else if (!(t->flags & TF_ONE_WAY)) {
...
} else {
...
}
t->work.type = BINDER_WORK_TRANSACTION;
list_add_tail(&t->work.entry, target_list); //将binder_transaction插入到systemserver进程的todo列表里面
tcomplete->type = BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE; //这个是返回给当前进程用户态的
list_add_tail(&tcomplete->entry, &thread->todo); //将tcomplete加入到当前线程的todo list里
if (target_wait) //如果systemserver正有等待队列的话，唤醒systemserver进程
wake_up_interruptible(target_wait);
return;
}
由 binder_transaction可知，binder_transaction进一步将数据组装成 struct binder_transaction,
图5 binder_transaction结构体
图6 binder_transaction函数将binder转换成binder引用传到target进程中
binder_transaction函数的主要作用
- 生成binder_transaction结构体
- 生成IDemoServer对应的binder_node与binder_ref
- 修改binder_transaction里的binder_buffer, 将IDemoServer的引用号也就是binder_ref里的desc(handle)传递给其它进程块(这里是system_server)
- 将binder_transaction传入到目标进程块(这里是system_server)的binder_proc的todo列表里
- 唤醒system_server来处理PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION服务
同理, System_server将相同的数据传递给IDemoClient进程，这样，IDemoClient也就是是持有的是IDemoServer的在binder驱动中的引用的handle值。见第四节分析
3.2 binder_thread_read
Server进程在完成binder_thread_write后，接着就会执行binder_thread_read, 参见binder_ioctl_write_read.
static int binder_thread_read(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,
binder_uintptr_t binder_buffer, size_t size, binder_size_t *consumed, int non_block)
{
void __user *buffer = (void __user *)(uintptr_t)binder_buffer;
void __user *ptr = buffer + *consumed;
void __user *end = buffer + size;
int ret = 0;
int wait_for_proc_work;
if (*consumed == 0) { //这里第一次进来是0
if (put_user(BR_NOOP, (uint32_t __user *)ptr)) //将BR_NOOP return码返回给当前线程
ptr += sizeof(uint32_t); //ptr移位4个字节
}
retry:
//由3.2小节可知 当前线程里有todo list, 即有个 tcomplete, 所以wait_for_proc_work这里为false
wait_for_proc_work = thread->transaction_stack == NULL && list_empty(&thread->todo);
if (wait_for_proc_work) { //wait_for_proc_work为false
...
} else {
//由于此时 thread->todo 列表里不为空，所以这里并不会一直阻塞的等待这里,
ret = wait_event_freezable(thread->wait, binder_has_thread_work(thread));
}
while (1) {
uint32_t cmd;
struct binder_transaction_data tr;
struct binder_work *w;
struct binder_transaction *t = NULL;
if (!list_empty(&thread->todo)) {
//获得第一个binder_work, 也就是在3.1小节中的 tcomplete
w = list_first_entry(&thread->todo, struct binder_work, entry);
} else if (!list_empty(&proc->todo) && wait_for_proc_work) {
...
} else {
}
if (end - ptr < sizeof(tr) + 4)
break;
switch (w->type) { //这个w->type 为BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE
case BINDER_WORK_TRANSACTION: {
...
} break;
case BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE: {
cmd = BR_TRANSACTION_COMPLETE;
if (put_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr)) //再向用户态写入 BR_TRANSACTION_COMPLETE cmd
ptr += sizeof(uint32_t); //ptr再移动4个字节
list_del(&w->entry); //从 thread 的 todo 列表里移除 binder_work
kfree(w);
} break;
}
done:
*consumed = ptr - buffer; //读到了多少字节
return 0;
}
server publishService
四、Client进程获得IDemoServer的引用
4.1 AMS先得到IDemoServer的引用
Server端将Service publish到AMS，看来AMS是怎么接收的
由3.1小节可知，binder驱动在生成IDemoServer的binder_node后，**并将要传递给AMS的 IDemoServer" 改为传递给AMS为 IDemoServer在 Binder驱动对应的binder_ref引用号，且修改type为BINDER_TYPE_HANDLE. 然后唤醒AMS的binder线程来接收binder transaction. 代码如下
t->work.type = BINDER_WORK_TRANSACTION;
list_add_tail(&t->work.entry, target_list);
if (target_wait)
wake_up_interruptible(target_wait);
有了这些作铺垫后，来看下AMS是怎么接收的, 具体是 binder_thread_read
static int binder_thread_read(...) {
...
//binder线程一直阻塞等待这里,
ret = wait_event_freezable_exclusive(proc->wait, binder_has_proc_work(proc, thread));
...
//被唤醒后
w = list_first_entry(&proc->todo, struct binder_work, entry); //从binder_proc的todo列表里取出一个binder_work
switch (w->type) {
case BINDER_WORK_TRANSACTION: { //进入该分支，见上面
t = container_of(w, struct binder_transaction, work);
//通过container_of获得binder_transaction,自行百度 container_of
} break;
//接下来的代码就是将binder_transaction封装成binder_transaction_data, 传递给用户态来解析
tr.data_size = t->buffer->data_size;
tr.offsets_size = t->buffer->offsets_size;
tr.data.ptr.buffer = (binder_uintptr_t)((uintptr_t)t->buffer->data +proc->user_buffer_offset);
tr.data.ptr.offsets = tr.data.ptr.buffer +ALIGN(t->buffer->data_size,sizeof(void *));
if (put_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr)) //这里cmd是BR_TRANSACTION
ptr += sizeof(uint32_t);
if (copy_to_user(ptr, &tr, sizeof(tr))) //拷贝到用户态
}
binder_thread_read最主要的作用就是获得binder_transaction, 然后将binder_transaction里的数据封装到binder_transaction_data，然后再将binder_transaction_data保存到binder_write_read里也就是mIn Parcel的mData中，最后由内核态回到用户态
status_t IPCThreadState::talkWithDriver() {
if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0) //陷入内核态
//返回内核态
if (bwr.read_consumed > 0) {
mIn.setDataSize(bwr.read_consumed); //设置 data 大小
mIn.setDataPosition(0); //设置data偏移
}
}
整个流程为
getAndExecuteCommand -> talkWithDriver -> executeCommand ->
用户态获得binder_transaction_date数据
executeCommand () {
case BR_TRANSACTION:
binder_transaction_data tr; //
result = mIn.read(&tr, sizeof(tr));
//传给ActivityManagerNative的native BBinder的transact
error = reinterpret_cast(tr.cookie)->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);
}
接着传递到ActivityManagerNative
BBinder::transact -> JavaBBinder::onTransact (Native层)
-> Binder::execTransact -> ActivityManagerNative::onTransact (Java层)
ActivityManagerNative.java
onTransaction() {
case PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION: {
data.enforceInterface(IActivityManager.descriptor);
IBinder token = data.readStrongBinder();
Intent intent = Intent.CREATOR.createFromParcel(data);
IBinder service = data.readStrongBinder();
publishService(token, intent, service);
reply.writeNoException();
return true;
}
我们现在只关心
IBinder service = data.readStrongBinder();
来看下 readStrongBinder 的流程
readStrongBinder -> nativeReadStrongBinder -> android_os_Parcel_readStrongBinder
-> javaObjectForIBinder(env, parcel->readStrongBinder())
status_t Parcel::readStrongBinder(sp* val) const
{
return unflatten_binder(ProcessState::self(), *this, val);
}
status_t unflatten_binder(const sp& proc,
const Parcel& in, sp* out)
{
const flat_binder_object* flat = in.readObject(false);
if (flat) {
switch (flat->type) {
case BINDER_TYPE_BINDER:
*out = reinterpret_cast(flat->cookie);
return finish_unflatten_binder(NULL, *flat, in);
case BINDER_TYPE_HANDLE:
*out = proc->getStrongProxyForHandle(flat->handle);
return finish_unflatten_binder(
static_cast(out->get()), *flat, in);
}
}
return BAD_TYPE;
}
相当于就是解析图6
图6 binder_transaction函数将binder转换成binder引用传到target进程中
由图可知，最终进入 BINDER_TYPE_HANDLE
sp ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle)
{
sp result;
handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);
//获得一个handle_entry, 进程中所有的远端代理都由handle_entry表示，并由mHandleToObject保存
if (e != NULL) {
IBinder* b = e->binder;
if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) {
if (handle == 0) { //这里是ServiceManager
Parcel data;
status_t status = IPCThreadState::self()->transact(
0, IBinder::PING_TRANSACTION, data, NULL, 0);
if (status == DEAD_OBJECT)
return NULL;
}
b = new BpBinder(handle); //获得BpBinder
e->binder = b;
if (b) e->refs = b->getWeakRefs();
result = b;
} else {
result.force_set(b);
e->refs->decWeak(this);
}
}
return result;
}
从 getStrongProxyForHandle 可知，AMS根据IDemoServer在Binder驱动中的binder_node的binder_ref引用号生成一个native的BpBinder. 由此可知这个handle号是识别一个远程代理的标识.
接着javaObjectForIBinder生成一个BinderProxy, 用来保存BpBinder的地址，最终在Java层传递给AMS是BinderProxy.
4.2 Client获得IDemoServer引用
AMS拿到IDemoServer的引用，在Java层也就是BinderProxy后来看下它做了些什么操作呢？
接着ActivityManagerNative.java 的 onTransaction() 来看publishService
onTransaction() {
case PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION: {
data.enforceInterface(IActivityManager.descriptor);
IBinder token = data.readStrongBinder();
Intent intent = Intent.CREATOR.createFromParcel(data);
IBinder service = data.readStrongBinder();
publishService(token, intent, service);
reply.writeNoException();
return true;
}
publishService最终会调用到 publishSericeLocked,
void publishServiceLocked(ServiceRecord r, Intent intent, IBinder service) {
...
c.conn.connected(r.name, service);
...
}
而service也就是IDemoServer的远程代理也就是4.1节分析到最后的BinderProxy, 最后会调用到 Client中的ServiceConnection::connected(), 参数也就是这个BinderProxy, 可以看到AMS仅是作为一个中转的作用，它不会干预Server和Client相关的通信。
ServiceConnection也是一个Binder通信，只不过现在的Server端Client中的ServiceConnection, 此时AMS就变成了Client了.
接下来看下IServiceConnection中的connected函数
图8 SystemServer通知Client Service Connected
public void connected(android.content.ComponentName name, android.os.IBinder service) throws android.os.RemoteException
{
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((name!=null)) {
_data.writeInt(1);
name.writeToParcel(_data, 0);
}
else {
_data.writeInt(0);
}
_data.writeStrongBinder(service);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_connected, _data, null, android.os.IBinder.FLAG_ONEWAY);
}
finally {
_data.recycle();
}
}
connected中,AMS将service也就是BinderProxy通过writeStrongBinder写入到Parcel中,
status_t Parcel::writeStrongBinder(const sp& val)
{
return flatten_binder(ProcessState::self(), val, this);
}
status_t flatten_binder(const sp& /*proc*/,
const sp& binder, Parcel* out)
{
flat_binder_object obj;
obj.flags = 0x7f | FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS;
if (binder != NULL) {
IBinder *local = binder->localBinder(); //这里binder是个远端代理 ,所以localBinder()为空
if (!local) { //进入该分支
BpBinder *proxy = binder->remoteBinder();
const int32_t handle = proxy ? proxy->handle() : 0;
obj.type = BINDER_TYPE_HANDLE;
obj.binder = 0; /* Don't pass uninitialized stack data to a remote process */
obj.handle = handle;
obj.cookie = 0;
} else {
}
} else {
}
...
}
传递的flat_binder_object如下
最后在Binder驱动中的 binder_transaction函数中根据 BINDER_TYPE_HANDLE取出binder_ref
binder_transaction(...) {
...
case BINDER_TYPE_HANDLE:
case BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE: {
struct binder_ref *ref = binder_get_ref(proc, fp->handle,
fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE);
if (ref->node->proc == target_proc) {
//这里的binder_ref的的binder_node的binder_proc是Server进程，而target_proc是Client进程，
//所以不会走这里，不知道这里是不是给同一个进程使用binder时走的？未调研
} else {
struct binder_ref *new_ref;
new_ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, ref->node); //client第一次获得，所以创建一个新的binder_ref
fp->binder = 0;
fp->handle = new_ref->desc; //设置handle号
fp->cookie = 0;
binder_inc_ref(new_ref, fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE, NULL);
} break;
...
}
最后Client走的流程就和AMS获得IDemoServer引用的流程一致了，
图9 Client 获得 IDemoServe的引用
五、Client进程获得Server进程的服务
Client要去获得Server的一个API服务，这里 Client通过IDemoServer的BinderProxy的handle值能够轻松找到 binder_ref,
然后再通过 binder_ref的node可以找到 binder_node, 而这个binder_node就是Server端进程中的IDemoServer的binder_node,
接着通过binder_node又可以很轻松的找到Server进程 binder_proc,
最后将transaction插入到Server进程binder_proc中，然后binder驱动唤醒Server进程，
Client获得Server服务
六、酝酿中的binder问题
至此binder通信的整个流程都撸了一遍了。但是不是还有些东西感觉没有说啊，比如binder线程是怎么来的，Server进程阻塞在哪了，Client进程又是怎么被唤醒的这些啊。。。
所以打算再撸一篇带着问题来看binder. 待续