Android之binder驱动个人学习小结

转载：http://blog.csdn.net/gzzaigcn/article/details/7859740

主要描述的底层驱动部分代码。

本文均属自己阅读源码的点滴总结，转账请注明出处谢谢。

欢迎和大家交流。qq:1037701636 email: [email protected]，[email protected]

 

前言：

Read the fucking Source Code.

这段时间，大概花了两个星期（期间还偷懒了好几天），深入学习了一下Android的Binder驱动。话说上半年在看Mediaplay的源码时，就遇到过很多的IPC，当时也没有深入的去了解这块内容。这次为了对Android有一个系统级别的了解，所以较为深入的学习了一番。主要参考的内容包括：csdn的android 红人老罗，以及手里的一本杨丰盛的Android技术内幕（系统卷），作为主要的学习资料。当然我所小结的内容，也没有他们那么的详细，只是理清了整个思路而已。

注释：

SM:ServiceManager

MS:MediaPlayerService

xxx:指的是某种服务，入HelloService。

一.Binder驱动的整体架构

单从C++层宏观上看来，binder驱动的主要组成部分是：client(客户端），server（服务端），一个Service Manager和binder底层驱动。

整体的框图如下（摘自老罗的图）：

其实从图中可以清晰的发现，在Android的应用层中Client和Server所谓的IPC，其实真正的工作均由底层的Binder驱动来完成。也就是说binder驱动可以完成进程间通信，这也是Android特点之一。Service Manager做为一个守护进程，主要来处理客户端的服务请求，管理所有的服务项。

 

二.binder底层驱动核心内容。

说到底，binder底层的驱动架构和通用的linux驱动没有区别，核心的内容包括binder_init,binder_open,binder_mmap,binder_ioctl.

binder驱动在Android系统中以miscdevice完成设备的注册，作为抽象设备，他没有直接操作硬件，只是完成了内存的拷贝处理。如果要深入理解这块机制，请参考老罗的android之旅。在这里对binder_ioctl做一定的分析：

2.1 驱动核心的操作数据结构：

binder_proc和binder_thread:

每open一个binder驱动（系统允许多个进程打开binder驱动），都会有一个专门的binder_proc管理当前进程的信息，包括进程的ID，当前进程由mmap所映射出的buffer信息，以及当前进程所允许的最大线程量。同时这个binder_proc会加入到系统的全局链表binder_procs中去，方便在不同进程之间可以查找信息。

binder_thread:在当前进程下存在多线程，因此binder驱动使用binder_thread来管理对应的线程信息，主要包括线程所属的binder_proc、当前状态looper以及一个transaction_stack(我的理解是负责着实际进程间通信交互的源头和目的地）。

binder_write_read ：

 struct binder_write_read {
     signed long write_size; /* bytes to write */
     signed long write_consumed; /* bytes consumed by driver */
     unsigned long   write_buffer;
     signed long read_size;  /* bytes to read */
     signed long read_consumed;  /* bytes consumed by driver */
     unsigned long   read_buffer;
 };

在binder驱动中，以该结构体作为信息封装的中转（可以理解为内核和用户的连接）。在驱动中为根据write_size和read_size的大小来进行处理（见ioctl的解析部分），在write_buffer和read_buffer都代表着用户空间的buffer地址。在write_buffer中，由一个cmd和binder_transaction_data组成，cmd主要告知驱动当前所要处理的内容。
binder_transaction_data:

 struct binder_transaction_data {
     /* The first two are only used for bcTRANSACTION and brTRANSACTION,
      * identifying the target and contents of the transaction.
      */
     union {
         size_t  handle; /* target descriptor of command transaction */
         void    *ptr;   /* target descriptor of return transaction */
     } target;
     void        *cookie;    /* target object cookie */
     unsigned int    code;       /* transaction command */

     /* General information about the transaction. */
     unsigned int    flags;
     pid_t       sender_pid;
     uid_t       sender_euid;
     size_t      data_size;  /* number of bytes of data */
     size_t      offsets_size;   /* number of bytes of offsets */

     /* If this transaction is inline, the data immediately
      * follows here; otherwise, it ends with a pointer to
      * the data buffer.
      */
     union {
         struct {
             /* transaction data */
             const void  *buffer;
             /* offsets from buffer to flat_binder_object structs */
             const void  *offsets;
         } ptr;
         uint8_t buf[8];
     } data;
 };

在这里，buffer和offsets分别代表传输内容的数据量以及Binder实体的偏移量（会遇到多个Binder实体）。

binder_transaction:该结构体主要C/S即请求进程和服务进程的相关信息，方便进程间通信，以及信息的调用

binder_work：理解为binder驱动中，进程所要处理的工作项。
binder_transactionbinder_transactionbinder_transactionbinder_transaction

2.2 binder驱动之ioctl解析：

和常用的ioctl相类似，在这里我们关注BINDER_WRITE_READ命令项的内容。

binder_thread_write和binder_thread_read会根据用户传入的write_size和read_size的有无来进行处理。在这里以Mediaplayservice和ServiceManager的通信来分析，调用的cmd如下：

MS首先传入cmd=BC_TRANSACTION：

调用binder_transaction：

 static void binder_transaction(struct binder_proc *proc,
                    struct binder_thread *thread,
                    struct binder_transaction_data *tr, int reply)
 {
 ...else {//client请求service
         if (tr->target.handle) {//SM时为target.handle=0
             struct binder_ref *ref;
             ref = binder_get_ref(proc, tr->target.handle);
             if (ref == NULL) {
                 binder_user_error("binder: %d:%d got "
                     "transaction to invalid handle\n",
                     proc->pid, thread->pid);
                 return_error = BR_FAILED_REPLY;
                 goto err_invalid_target_handle;
             }
             target_node = ref->node;
         } else {
             target_node = binder_context_mgr_node;//调用的是SM守护进程节点
             if (target_node == NULL) {
                 return_error = BR_DEAD_REPLY;
                 goto err_no_context_mgr_node;
             }
         }
         e->to_node = target_node->debug_id;
         target_proc = target_node->proc;//SM守护进程的相关信息
         if (target_proc == NULL) {
             return_error = BR_DEAD_REPLY;
             goto err_dead_binder;
         }
         if (!(tr->flags & TF_ONE_WAY) && thread->transaction_stack) {
             struct binder_transaction *tmp;
             tmp = thread->transaction_stack;
             if (tmp->to_thread != thread) {
                 binder_user_error("binder: %d:%d got new "
                     "transaction with bad transaction stack"
                     ", transaction %d has target %d:%d\n",
                     proc->pid, thread->pid, tmp->debug_id,
                     tmp->to_proc ? tmp->to_proc->pid : 0,
                     tmp->to_thread ?
                     tmp->to_thread->pid : 0);
                 return_error = BR_FAILED_REPLY;
                 goto err_bad_call_stack;
             }
             while (tmp) {
                 if (tmp->from && tmp->from->proc == target_proc)
                     target_thread = tmp->from;
                 tmp = tmp->from_parent;
             }
         }
     }
     if (target_thread) {
         e->to_thread = target_thread->pid;
         target_list = &target_thread->todo;
         target_wait = &target_thread->wait;
     } else {
         target_list = &target_proc->todo;//SM进程binder_proc的todo
         target_wait = &target_proc->wait;//等待队列头，对应于SM
     }
     ...
     if (!reply && !(tr->flags & TF_ONE_WAY))
         t->from = thread;//事务性记录from binder进程，即记录下请求进程
     else
         t->from = NULL;
     t->sender_euid = proc->tsk->cred->euid;
     t->to_proc = target_proc;
     t->to_thread = target_thread;//目的服务进程
     t->code = tr->code;
     t->flags = tr->flags;
     t->priority = task_nice(current);
     t->buffer = binder_alloc_buf(target_proc, tr->data_size,
         tr->offsets_size, !reply && (t->flags & TF_ONE_WAY));//在SM上进程上开辟一个binder_buffer
     if (t->buffer == NULL) {
         return_error = BR_FAILED_REPLY;
         goto err_binder_alloc_buf_failed;
     }
     t->buffer->allow_user_free = 0;
     t->buffer->debug_id = t->debug_id;
     t->buffer->transaction = t;
     t->buffer->target_node = target_node;
     if (target_node)
         binder_inc_node(target_node, 1, 0, NULL);//增加目标节点的引用

     offp = (size_t *)(t->buffer->data + ALIGN(tr->data_size, sizeof(void *)));//内存中的偏移量

     if (copy_from_user(t->buffer->data, tr->data.ptr.buffer, tr->data_size)) {
         binder_user_error("binder: %d:%d got transaction with invalid "
             "data ptr\n", proc->pid, thread->pid);
         return_error = BR_FAILED_REPLY;
         goto err_copy_data_failed;
     }
     if (copy_from_user(offp, tr->data.ptr.offsets, tr->offsets_size)) {
         binder_user_error("binder: %d:%d got transaction with invalid "
             "offsets ptr\n", proc->pid, thread->pid);
         return_error = BR_FAILED_REPLY;
         goto err_copy_data_failed;
     }
     if (!IS_ALIGNED(tr->offsets_size, sizeof(size_t))) {
         binder_user_error("binder: %d:%d got transaction with "
             "invalid offsets size, %zd\n",
             proc->pid, thread->pid, tr->offsets_size);
         return_error = BR_FAILED_REPLY;
         goto err_bad_offset;
     }
     off_end = (void *)offp + tr->offsets_size;
     for (; offp < off_end; offp++) {
         struct flat_binder_object *fp;
         if (*offp > t->buffer->data_size - sizeof(*fp) ||
             t->buffer->data_size < sizeof(*fp) ||
             !IS_ALIGNED(*offp, sizeof(void *))) {       //对buffer大小做一定的检验
             binder_user_error("binder: %d:%d got transaction with "
                 "invalid offset, %zd\n",
                 proc->pid, thread->pid, *offp);
             return_error = BR_FAILED_REPLY;
             goto err_bad_offset;
         }
         fp = (struct flat_binder_object *)(t->buffer->data + *offp);//获取一个binder实体
         switch (fp->type) {
         case BINDER_TYPE_BINDER://初次调用
         case BINDER_TYPE_WEAK_BINDER: {
             struct binder_ref *ref;
             struct binder_node *node = binder_get_node(proc, fp->binder);
             if (node == NULL) {
                 node = binder_new_node(proc, fp->binder, fp->cookie);//创建一个mediaservice节点
                 if (node == NULL) {
                     return_error = BR_FAILED_REPLY;
                     goto err_binder_new_node_failed;
                 }
                 node->min_priority = fp->flags & FLAT_BINDER_FLAG_PRIORITY_MASK;
                 node->accept_fds = !!(fp->flags & FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS);
             }
             if (fp->cookie != node->cookie) {
                 binder_user_error("binder: %d:%d sending u%p "
                     "node %d, cookie mismatch %p != %p\n",
                     proc->pid, thread->pid,
                     fp->binder, node->debug_id,
                     fp->cookie, node->cookie);
                 goto err_binder_get_ref_for_node_failed;
             }
             ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, node);
             if (ref == NULL) {
                 return_error = BR_FAILED_REPLY;
                 goto err_binder_get_ref_for_node_failed;
             }
             if (fp->type == BINDER_TYPE_BINDER)
                 fp->type = BINDER_TYPE_HANDLE;//fp->type类型改为了BINDER_TYPE_HANDLE句柄
             else
                 fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE;
             fp->handle = ref->desc;//
             binder_inc_ref(ref, fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE,
                        &thread->todo);//增加引用次数

             binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION,
                      "        node %d u%p -> ref %d desc %d\n",
                      node->debug_id, node->ptr, ref->debug_id,
                      ref->desc);
         } break;
         case BINDER_TYPE_HANDLE:
         case BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE: {
             struct binder_ref *ref = binder_get_ref(proc, fp->handle);
             if (ref == NULL) {
                 binder_user_error("binder: %d:%d got "
                     "transaction with invalid "
                     "handle, %ld\n", proc->pid,
                     thread->pid, fp->handle);
                 return_error = BR_FAILED_REPLY;
                 goto err_binder_get_ref_failed;
             }
             if (ref->node->proc == target_proc) {
                 if (fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE)
                     fp->type = BINDER_TYPE_BINDER;
                 else
                     fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_BINDER;
                 fp->binder = ref->node->ptr;
                 fp->cookie = ref->node->cookie;
                 binder_inc_node(ref->node, fp->type == BINDER_TYPE_BINDER, 0, NULL);
                 binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION,
                          "        ref %d desc %d -> node %d u%p\n",
                          ref->debug_id, ref->desc, ref->node->debug_id,
                          ref->node->ptr);
             } else {
                 struct binder_ref *new_ref;
                 new_ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, ref->node);
                 if (new_ref == NULL) {
                     return_error = BR_FAILED_REPLY;
                     goto err_binder_get_ref_for_node_failed;
                 }
                 fp->handle = new_ref->desc;
                 binder_inc_ref(new_ref, fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE, NULL);
                 binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION,
                          "        ref %d desc %d -> ref %d desc %d (node %d)\n",
                          ref->debug_id, ref->desc, new_ref->debug_id,
                          new_ref->desc, ref->node->debug_id);
             }
         } break;
         default:
             binder_user_error("binder: %d:%d got transactio"
                 "n with invalid object type, %lx\n",
                 proc->pid, thread->pid, fp->type);
             return_error = BR_FAILED_REPLY;
             goto err_bad_object_type;
         }
     }
     if (reply) {
         BUG_ON(t->buffer->async_transaction != 0);
         binder_pop_transaction(target_thread, in_reply_to);
     } else if (!(t->flags & TF_ONE_WAY)) {
         BUG_ON(t->buffer->async_transaction != 0);
         t->need_reply = 1;
         t->from_parent = thread->transaction_stack;
         thread->transaction_stack = t;
     } else {
         BUG_ON(target_node == NULL);
         BUG_ON(t->buffer->async_transaction != 1);
         if (target_node->has_async_transaction) {
             target_list = &target_node->async_todo;
             target_wait = NULL;
         } else
             target_node->has_async_transaction = 1;
     }
     t->work.type = BINDER_WORK_TRANSACTION;
     list_add_tail(&t->work.entry, target_list);//binder_work添加到SM进程Proc链表中
     tcomplete->type = BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE;//type设置为BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE
     list_add_tail(&tcomplete->entry, &thread->todo);//待完成的工作加入的本线程的todo链表中
     if (target_wait)
         wake_up_interruptible(target_wait);//唤醒Service Manager进程
     return;

 ...}

分析这个函数，可以知道和SM通信时，获取target_proc为SM进程的相关信息。然后是维护当前请求的binder实体，以免被crash。以binder_transaction t为C/S之间做为传递的信息，做初始化记录请求进程和服务进程到t中。最后做如下操作：

 t->work.type = BINDER_WORK_TRANSACTION;
 list_add_tail(&t->work.entry, target_list);//binder_work添加到SM进程Proc链表中
 tcomplete->type = BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE;//type设置为BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE
 list_add_tail(&tcomplete->entry, &thread->todo);//待完成的工作加入的本线程的todo链表中
 if (target_wait)
  wake_up_interruptible(target_wait);//唤醒Service Manager进程

可以看到，将这个t加入到了服务进程SM的链表中，将待完成的tcomplete加入到当前MS的thread中，最后唤醒SM，做相关的处理。

MS继续执行binder_thread_read如下：

 static int binder_thread_read(struct binder_proc *proc,
                   struct binder_thread *thread,
                   void  __user *buffer, int size,
                   signed long *consumed, int non_block)
 {
     void __user *ptr = buffer + *consumed;
     void __user *end = buffer + size;

     int ret = 0;
     int wait_for_proc_work;

     if (*consumed == 0) {
         if (put_user(BR_NOOP, (uint32_t __user *)ptr))//添加BR_NOOP
             return -EFAULT;
         ptr += sizeof(uint32_t);
     }

 retry:
     wait_for_proc_work = thread->transaction_stack == NULL &&
                 list_empty(&thread->todo);// false

     if (thread->return_error != BR_OK && ptr < end) {
         if (thread->return_error2 != BR_OK) {
             if (put_user(thread->return_error2, (uint32_t __user *)ptr))
                 return -EFAULT;
             ptr += sizeof(uint32_t);
             if (ptr == end)
                 goto done;
             thread->return_error2 = BR_OK;
         }
         if (put_user(thread->return_error, (uint32_t __user *)ptr))
             return -EFAULT;
         ptr += sizeof(uint32_t);
         thread->return_error = BR_OK;
         goto done;
     }


     thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_WAITING;
     if (wait_for_proc_work)
         proc->ready_threads++;
     mutex_unlock(&binder_lock);
     if (wait_for_proc_work) {
         if (!(thread->looper & (BINDER_LOOPER_STATE_REGISTERED |
                     BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED))) {
             binder_user_error("binder: %d:%d ERROR: Thread waiting "
                 "for process work before calling BC_REGISTER_"
                 "LOOPER or BC_ENTER_LOOPER (state %x)\n",
                 proc->pid, thread->pid, thread->looper);
             wait_event_interruptible(binder_user_error_wait,
                          binder_stop_on_user_error < 2);
         }
         binder_set_nice(proc->default_priority);
         if (non_block) {
             if (!binder_has_proc_work(proc, thread))
                 ret = -EAGAIN;
         } else
             ret = wait_event_interruptible_exclusive(proc->wait, binder_has_proc_work(proc, thread));//binder_has_proc_work为false唤醒
     } else {
         if (non_block) {
             if (!binder_has_thread_work(thread))
                 ret = -EAGAIN;
         } else
             ret = wait_event_interruptible(thread->wait, binder_has_thread_work(thread));
     }
     mutex_lock(&binder_lock);
     if (wait_for_proc_work)
         proc->ready_threads--;
     thread->looper &= ~BINDER_LOOPER_STATE_WAITING;

     if (ret)
         return ret;

     while (1) {
         uint32_t cmd;
         struct binder_transaction_data tr;
         struct binder_work *w;
         struct binder_transaction *t = NULL;

         if (!list_empty(&thread->todo))
             w = list_first_entry(&thread->todo, struct binder_work, entry);
         else if (!list_empty(&proc->todo) && wait_for_proc_work)//在SM被唤醒时proc->todo为1且wait_for_proc_work等待进程有事情做
             w = list_first_entry(&proc->todo, struct binder_work, entry);//获取binder_work
         else {
             if (ptr - buffer == 4 && !(thread->looper & BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN)) /* no data added */
                 goto retry;
             break;
         }

         if (end - ptr < sizeof(tr) + 4)
             break;

         switch (w->type) {
         case BINDER_WORK_TRANSACTION: {//SM唤醒时带调用
             t = container_of(w, struct binder_transaction, work);//通过binder_transaction的指针变量work为w,获取binder_transaction
         } break;
         case BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE: {
             cmd = BR_TRANSACTION_COMPLETE;
             if (put_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr))  //BR_TRANSACTION_COMPLETE命令写回
                 return -EFAULT;
             ptr += sizeof(uint32_t);

             binder_stat_br(proc, thread, cmd);
             binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION_COMPLETE,
                      "binder: %d:%d BR_TRANSACTION_COMPLETE\n",
                      proc->pid, thread->pid);

             list_del(&w->entry);//从thread->todo删除链表
             kfree(w);
             binder_stats_deleted(BINDER_STAT_TRANSACTION_COMPLETE);
         } break;

写会BR_NOOP和BR_TRANSACTION_COMPLETE给用户空间，相当于从内核读取了数据，同时也做list_del(&w->entry)的处理。

MS继续与binder交互，进入ret = wait_event_interruptible(thread->wait, binder_has_thread_work(thread));进入睡眠等待SM的唤醒。

 

SM在被MS唤醒后所做的处理如下：

SM同样在binder_thread_read时处于ret = wait_event_interruptible(thread->wait, binder_has_thread_work(thread));的睡眠当中，但是此时proc->todo已经有内容，在前面的MS write的过程进行了（list_add_tail(&t->work.entry, target_list);//binder_work添加到SM进程Proc链表中）操作，所以会执行：

 w = list_first_entry(&proc->todo, struct binder_work, entry);//获取binder_work

 t = container_of(w, struct binder_transaction, work);//通过binder_transaction的指针变量work为w,获取binder_transaction

最后获取binder_transaction t 用于SM和MS用来交互和中转信息。

有了从MS传递过来的t,将t的相关信息读取回SM的用户空间，传递给SM的命令为cmd=BR_TRANSACTION。

MS再次传递cmd=BC_REPLY，再次回到binder_thread_write

 {  //reply=1，sevice回复给client
         in_reply_to = thread->transaction_stack;//获取当前事务性即原来MS传递给SM的binder_transaction变量t
         if (in_reply_to == NULL) {
             binder_user_error("binder: %d:%d got reply transaction "
                       "with no transaction stack\n",
                       proc->pid, thread->pid);
             return_error = BR_FAILED_REPLY;
             goto err_empty_call_stack;
         }
         binder_set_nice(in_reply_to->saved_priority);
         if (in_reply_to->to_thread != thread) {
             binder_user_error("binder: %d:%d got reply transaction "
                 "with bad transaction stack,"
                 " transaction %d has target %d:%d\n",
                 proc->pid, thread->pid, in_reply_to->debug_id,
                 in_reply_to->to_proc ?
                 in_reply_to->to_proc->pid : 0,
                 in_reply_to->to_thread ?
                 in_reply_to->to_thread->pid : 0);
             return_error = BR_FAILED_REPLY;
             in_reply_to = NULL;
             goto err_bad_call_stack;
         }
         thread->transaction_stack = in_reply_to->to_parent;
         target_thread = in_reply_to->from;//获取请求的线程
         if (target_thread == NULL) {
             return_error = BR_DEAD_REPLY;
             goto err_dead_binder;
         }
         if (target_thread->transaction_stack != in_reply_to) {
             binder_user_error("binder: %d:%d got reply transaction "
                 "with bad target transaction stack %d, "
                 "expected %d\n",
                 proc->pid, thread->pid,
                 target_thread->transaction_stack ?
                 target_thread->transaction_stack->debug_id : 0,
                 in_reply_to->debug_id);
             return_error = BR_FAILED_REPLY;
             in_reply_to = NULL;
             target_thread = NULL;
             goto err_dead_binder;
         }
         target_proc = target_thread->proc;//请教进程的相关信息
     }

前期MS在执行时，将MS自己的thread信息记录在了t当中。

 if (!reply && !(tr->flags & TF_ONE_WAY))
     t->from = thread;//事务性记录from binder进程，即记录下请求进程

因此SM在执行binder_thread_write时，会获取到请求进程的thread，最终和前面MS唤醒SM一样，唤醒SM，只是现在的目标进程target_proc换成了MS的内容。

最终SM回互用户空间BR_TRANSACTION_COMPLETE，SM随后再次进行LOOP循环，睡眠等待其他请求进程的唤醒。

MS被唤醒后，所做的处理和SM被唤醒时相类似，在这里写会的cmd=BR_REPLY,以此完成了一次SM和MS的IPC.

 

2.3 binder 驱动C++层的机制简单介绍

可以简单的理解Binder IPC 实际就是C/S通过Linux的机制，对各自线程的信息进行维护，使SM和MS的用户空间不断和内核空间以ioctl进行读写的交互。服务端对信息进行解析完成相应的操作。客户度实际只需发送命令即可。作为应用程序的开发，Android很好的为我们做了各种封装，包括C++层次的binder和Java层次的binder驱动。

核心类：BpBinder（远程BinderProxy)，BBinder（Native 本地Binder）

基于Binder C++层的机制，以SM和MS为例，在MS如果要和SM通信，就需要获得SM在MS进程中的一个Proxy，这里称之为BpServiceManager，BpServiceManager的操作函数分为addservice和getservice，需要的参量为一个Bpbinder(在这里就是SM远程的binder对象，相当于一个句柄，由于其特殊性，句柄数值为0）。

在2.2中分析的binder底层部分内容，就是基于用户空间的addservice开始的。在这里引用罗老师的UML图，方便自己的理解。

在这里只对BpServiceManager的addservice做解析，该类最终的实现其实还是调用BpBinder的transact来完成，而该函数的实现最终调用的是IPCThreadState的transact，在该transact代码如下：

 status_t IPCThreadState::transact(int32_t handle,
                                   uint32_t code, const Parcel& data,
                                   Parcel* reply, uint32_t flags)  //handle=0,flags=0
 {
     status_t err = data.errorCheck();

     flags |= TF_ACCEPT_FDS;

     IF_LOG_TRANSACTIONS() {
         TextOutput::Bundle _b(alog);
         alog << "BC_TRANSACTION thr " << (void*)pthread_self() << " / hand "
             << handle << " / code " << TypeCode(code) << ": "
             << indent << data << dedent << endl;
     }

     if (err == NO_ERROR) {
         LOG_ONEWAY(">>>> SEND from pid %d uid %d %s", getpid(), getuid(),
             (flags & TF_ONE_WAY) == 0 ? "READ REPLY" : "ONE WAY");
         err = writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);//将要发送的数据整理成一个binder_transaction_data
     }

     if (err != NO_ERROR) {
         if (reply) reply->setError(err);
         return (mLastError = err);
     }

     if ((flags & TF_ONE_WAY) == 0) {
         #if 0
         if (code == 4) { // relayout
             LOGI(">>>>>> CALLING transaction 4");
         } else {
             LOGI(">>>>>> CALLING transaction %d", code);
         }
         #endif
         if (reply) {
             err = waitForResponse(reply);
         } else {
             Parcel fakeReply;
             err = waitForResponse(&fakeReply);
         }
         #if 0
         if (code == 4) { // relayout
             LOGI("<<<<<< RETURNING transaction 4");
         } else {
             LOGI("<<<<<< RETURNING transaction %d", code);
         }
         #endif

         IF_LOG_TRANSACTIONS() {
             TextOutput::Bundle _b(alog);
             alog << "BR_REPLY thr " << (void*)pthread_self() << " / hand "
                 << handle << ": ";
             if (reply) alog << indent << *reply << dedent << endl;
             else alog << "(none requested)" << endl;
         }
     } else {
         err = waitForResponse(NULL, NULL);
     }

     return err;
 }

在这里真正实现ioctl的内容在waitForResponse的talkWithDriver中实现。

SM作为Android系统中特殊的一部分，他即可用当做服务端，也管理着系统的所有Service。新的服务需要向他完成注册才可以正常的使用。因此在这里的addservice就是在远程通过Binder驱动和SM交互，完成了MS的注册，注册传入的是一个BBinder的实体BnMediaPlayService，name=MediaPlay。

在C++的binder机制中，Bpxxx对应的Bnxxx（Bpxxx继承自BpBinder，Bnxxx继承自BBinder），简单理解就是Bnxxx在向SM完成注册后，会自动启动一个线程来等待客户端的请求，而在客户端如果要请求服务，需要获取一个Bpxxx远程代理来完成。Bpxxx在getservice时还回xxx服务的binder句柄，存放在Bpxxx对应的BpBinder的mHandle中。在binder驱动的底层会根据这个mHandle，查找到对应的target服务进程，同理根据2.2中MS唤醒SM的过程，进行命令的处理。

因此总结出在客户端需要服务时，首先获得Bpxxx(new BpBinder(mHandle))。然后是最终调用BpBinder的remote()->transact。而在用户端以BBinder->ontransact完成命令的解析。

 

2.4 Binder驱动的Java机制

简单的说一下Java层的binder驱动，其实这部分的难点还是在于Java 中Native函数在JNI的转换，感谢Google的开发人员，实现了Java和C++层的Binder函数的转换。

简单的总结3个小点：

1.Java层拥有一个SM的远程接口SMProxy，句柄为0 的BinderProxy对象，BinderProxy相当于BpBinder，在JNI实现转换。

2,Ixxx接口定义一个stub和proxy，Stub（存根）：理解为本地服务。proxy：远程的代理。与C++相对应的前者就是Bnxxx,后者就是Bpxxx。

3. xxx需要继承了Ixxx的Stub，才可以完成请求的处理。