Android系统中Binder子系统有什么用

这篇文章主要介绍了Android系统中Binder子系统有什么用，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

binder 系统的核心是另种通信方式：IPC 和 RPC。IPC 是 src A 直接发给 des B，而 RPC 是 src A 通过远程函数调用 des B。

1、IPC 通信的方式有三个要素：

1. 发送源：A；

2. 目的：B 向 servicemanger 注册 led 服务，A 向 servicemanger 查询 led 服务，得到一个 handle；

3. 数据本身：char buf[512]；

2、RPC 通信方式是远程函数调用：

1. 调用的是哪个函数：sever 的函数编号；

2. 传给它什么参数，返回值。通过 IPC 的 buf 传输。

example：LED 传输。IPC 方式是从 A 直接发送给B；而 RPC 方式是 led_open、led_ctl 进行封装数据，然后发送给 B，在 B 那边调用 led_open，led_ctl 再次取出数据。

我们先来大概介绍下 client、servicemanger、server 三个的作用。

client：

1. 打开驱动；

2. 获取服务：向 servicemanger 查询服务，获得一个 handle；

3. 向 handle 发送数据。

servicemanger：

1. 打开驱动；

2. 告诉驱动，它是 "servicemanger"；

3. while(1) {

读驱动获取数据；

解析数据；

调用：a. 注册服务：在链表中记录服务名；

b. 获取服务：b.1 在链表中查询有无此服务；b.2 返回 "server进程"的 handle。

};

server：

1. 打开驱动；

2. 注册服务：向 servicemanger 发送服务；

3. while(1) {

读驱动获取数据；

解析数据；

调用对应函数。

};

它们三个都是基于 binder 驱动进行工作。我们先来看看 service_manger.c 文件，mian 函数大体如下

int main(int argc, char **argv){    struct binder_state *bs;    bs = binder_open(128*1024);      // 对应上面的第一步。打开驱动    if (!bs) {        ALOGE("failed to open binder driver\n");        return -1;    }    if (binder_become_context_manager(bs)) {        ALOGE("cannot become context manager (%s)\n", strerror(errno));        return -1;    }    selinux_enabled = is_selinux_enabled();    sehandle = selinux_android_service_context_handle();    if (selinux_enabled > 0) {        if (sehandle == NULL) {            ALOGE("SELinux: Failed to acquire sehandle. Aborting.\n");            abort();        }        if (getcon(&service_manager_context) != 0) {            ALOGE("SELinux: Failed to acquire service_manager context. Aborting.\n");            abort();        }    }    union selinux_callback cb;    cb.func_audit = audit_callback;    selinux_set_callback(SELINUX_CB_AUDIT, cb);    cb.func_log = selinux_log_callback;    selinux_set_callback(SELINUX_CB_LOG, cb);    svcmgr_handle = BINDER_SERVICE_MANAGER;     // 对应上面的第二步。告诉驱动，它是 ServiceManager    binder_loop(bs, svcmgr_handler);                  // 对应上面的第三步。 while 循环所做的事情    return 0;}

我们再来看看 binder.c （对应于上面的 server），其中 binder_loop 函数就在此文件中。我们来看看 binder_loop 函数所做的事情，code 如下

void binder_loop(struct binder_state *bs, binder_handler func){    int res;    struct binder_write_read bwr;    uint32_t readbuf[32];    bwr.write_size = 0;    bwr.write_consumed = 0;    bwr.write_buffer = 0;    readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;    binder_write(bs, readbuf, sizeof(uint32_t));    for (;;) {        bwr.read_size = sizeof(readbuf);        bwr.read_consumed = 0;        bwr.read_buffer = (uintptr_t) readbuf;        res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);                            // 读取驱动获得数据        if (res < 0) {            ALOGE("binder_loop: ioctl failed (%s)\n", strerror(errno));            break;        }        res = binder_parse(bs, 0, (uintptr_t) readbuf, bwr.read_consumed, func); // 解析数据        if (res == 0) {            ALOGE("binder_loop: unexpected reply?!\n");            break;        }        if (res < 0) {            ALOGE("binder_loop: io error %d %s\n", res, strerror(errno));            break;        }    }}

我们再来看看 bctest.c 文件（对应于上面的 client），code 如下

int main(int argc, char **argv){    int fd;    struct binder_state *bs;    uint32_t svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;    uint32_t handle;    bs = binder_open(128*1024);    if (!bs) {        fprintf(stderr, "failed to open binder driver\n");        return -1;    }    argc--;    argv++;    while (argc > 0) {        if (!strcmp(argv[0],"alt")) {            handle = svcmgr_lookup(bs, svcmgr, "alt_svc_mgr");            if (!handle) {                fprintf(stderr,"cannot find alt_svc_mgr\n");                return -1;            }            svcmgr = handle;            fprintf(stderr,"svcmgr is via %x\n", handle);        } else if (!strcmp(argv[0],"lookup")) {            if (argc < 2) {                fprintf(stderr,"argument required\n");                return -1;            }            handle = svcmgr_lookup(bs, svcmgr, argv[1]);          // 获取服务            fprintf(stderr,"lookup(%s) = %x\n", argv[1], handle);            argc--;            argv++;        } else if (!strcmp(argv[0],"publish")) {            if (argc < 2) {                fprintf(stderr,"argument required\n");                return -1;            }            svcmgr_publish(bs, svcmgr, argv[1], &token);          // 注册服务            argc--;            argv++;        } else {            fprintf(stderr,"unknown command %s\n", argv[0]);            return -1;        }        argc--;        argv++;    }    return 0;}

先来看看 svcmgr_lookup 函数是怎么来获取服务的，code 如下

uint32_t svcmgr_lookup(struct binder_state *bs, uint32_t target, const char *name){    uint32_t handle;    unsigned iodata[512/4];    struct binder_io msg, reply;    // 构造 binder_io    bio_init(&msg, iodata, sizeof(iodata), 4);    bio_put_uint32(&msg, 0);  // strict mode header    bio_put_string16_x(&msg, SVC_MGR_NAME);    bio_put_string16_x(&msg, name);    if (binder_call(bs, &msg, &reply, target, SVC_MGR_CHECK_SERVICE))    // 获取服务        return 0;    handle = bio_get_ref(&reply);    if (handle)        binder_acquire(bs, handle);    binder_done(bs, &msg, &reply);    return handle;}

我们看到其中核心函数是 binder_call 函数。再来看看 svcmgr_publish 函数是怎么来注册服务的，code 如下

int svcmgr_publish(struct binder_state *bs, uint32_t target, const char *name, void *ptr){    int status;    unsigned iodata[512/4];    struct binder_io msg, reply;    bio_init(&msg, iodata, sizeof(iodata), 4);    bio_put_uint32(&msg, 0);  // strict mode header    bio_put_string16_x(&msg, SVC_MGR_NAME);    bio_put_string16_x(&msg, name);    bio_put_obj(&msg, ptr);    if (binder_call(bs, &msg, &reply, target, SVC_MGR_ADD_SERVICE))    // 注册服务        return -1;    status = bio_get_uint32(&reply);    binder_done(bs, &msg, &reply);    return status;}

其中核心函数还是 binder_call 函数。binder_call 函数的参数作用分别是：1、远程调用；2、向谁发送数据；3、调用那个函数；4、提供什么参数；5、返回值。

那么 binder_call 函数中的参数作用如下：

1、bs 是一个结构体， 代表远程调用；

2、msg 中含有服务的名字；

3、reply 中含有servicemanager回复的数据, 表示提供服务的进程；

4、target 代表是的 0，表示servicemanager, (if (target == 0))；

5、SVC_MGR_CHECK_SERVICE 表示要调用servicemanager中的"getservice函数"。

下来我们具体来看看 binder_call 的实现

int binder_call(struct binder_state *bs,                struct binder_io *msg, struct binder_io *reply,                uint32_t target, uint32_t code){    int res;    struct binder_write_read bwr;    struct {        uint32_t cmd;        struct binder_transaction_data txn;    } __attribute__((packed)) writebuf;    unsigned readbuf[32];    if (msg->flags & BIO_F_OVERFLOW) {        fprintf(stderr,"binder: txn buffer overflow\n");        goto fail;    }    // 构造参数    writebuf.cmd = BC_TRANSACTION;    writebuf.txn.target.handle = target;    writebuf.txn.code = code;    writebuf.txn.flags = 0;    writebuf.txn.data_size = msg->data - msg->data0;    writebuf.txn.offsets_size = ((char*) msg->offs) - ((char*) msg->offs0);    writebuf.txn.data.ptr.buffer = (uintptr_t)msg->data0;    writebuf.txn.data.ptr.offsets = (uintptr_t)msg->offs0;    bwr.write_size = sizeof(writebuf);    bwr.write_consumed = 0;    bwr.write_buffer = (uintptr_t) &writebuf;    hexdump(msg->data0, msg->data - msg->data0);    for (;;) {        bwr.read_size = sizeof(readbuf);        bwr.read_consumed = 0;        bwr.read_buffer = (uintptr_t) readbuf;        res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);    // 调用 ioctl 发数据        if (res < 0) {            fprintf(stderr,"binder: ioctl failed (%s)\n", strerror(errno));            goto fail;        }        res = binder_parse(bs, reply, (uintptr_t) readbuf, bwr.read_consumed, 0);        if (res == 0) return 0;        if (res < 0) goto fail;    }fail:    memset(reply, 0, sizeof(*reply));    reply->flags |= BIO_F_IOERROR;    return -1;}

我们看到在 writebuf 中构造参数，构造参数放在 buf 中，用 binder_io 来描述。先把 binder_io 转换为 binder_write_read；在 ioctl 中调用它来发送数据；最后在 binder_parse 函数将 binder_write_read 转换为 binder_io。

下来我们再来看看 IPC 是怎么进行数据交互的。我们前面说了，IPC 传输方式有三个要素：

1. 源（自己）

2. 目的：用 handle 表示"服务"，即向实现该"服务"的进程发送数据；handle 是"服务"的引用。

3. 数据。

handle 是进程 A 对进程 B 提供的服务 S 的引用。

下来我们来解释下上面那句话中的一些关键词：

引用，code 如下

struct binder_ref {    /* Lookups needed: */    /*   node + proc => ref (transaction) */    /*   desc + proc => ref (transaction, inc/dec ref) */    /*   node => refs + procs (proc exit) */    int debug_id;    struct rb_node rb_node_desc;    struct rb_node rb_node_node;    struct hlist_node node_entry;    struct binder_proc *proc;    struct binder_node *node;    uint32_t desc;    int strong;    int weak;    struct binder_ref_death *death;};

我们看到 binder_ref 结构体中有个 binder_node 结构体，这个 binder_node 便指的是服务 S。code 如下

struct binder_node {    int debug_id;    struct binder_work work;    union {        struct rb_node rb_node;        struct hlist_node dead_node;    };    struct binder_proc *proc;    struct hlist_head refs;    int internal_strong_refs;    int local_weak_refs;    int local_strong_refs;    void __user *ptr;    void __user *cookie;    unsigned has_strong_ref:1;    unsigned pending_strong_ref:1;    unsigned has_weak_ref:1;    unsigned pending_weak_ref:1;    unsigned has_async_transaction:1;    unsigned accept_fds:1;    unsigned min_priority:8;    struct list_head async_todo;};

在 binder_node 结构体中有个 binder_proc 结构体，这个 binder_proc 便指的是进程 B。code 如下

struct binder_proc {    struct hlist_node proc_node;    struct rb_root threads;    struct rb_root nodes;    struct rb_root refs_by_desc;    struct rb_root refs_by_node;    int pid;    struct vm_area_struct *vma;    struct mm_struct *vma_vm_mm;    struct task_struct *tsk;    struct files_struct *files;    struct hlist_node deferred_work_node;    int deferred_work;    void *buffer;    ptrdiff_t user_buffer_offset;    struct list_head buffers;    struct rb_root free_buffers;    struct rb_root allocated_buffers;    size_t free_async_space;    struct page **pages;    size_t buffer_size;    uint32_t buffer_free;    struct list_head todo;    wait_queue_head_t wait;    struct binder_stats stats;    struct list_head delivered_death;    int max_threads;    int requested_threads;    int requested_threads_started;    int ready_threads;    long default_priority;    struct dentry *debugfs_entry;};

在 binder_proc 结构体中有个 threads 结构体，这个 threads 便指的是多线程。code 如下

struct binder_thread {    struct binder_proc *proc;    struct rb_node rb_node;    int pid;    int looper;    struct binder_transaction *transaction_stack;    struct list_head todo;    uint32_t return_error; /* Write failed, return error code in read buf */    uint32_t return_error2; /* Write failed, return error code in read */        /* buffer. Used when sending a reply to a dead process that */        /* we are also waiting on */    wait_queue_head_t wait;    struct binder_stats stats;};

现在我们就知道多线程是怎么来进行信息的传输了。

server 传入一个 flat_binder_object 给驱动：

1. 在内核态驱动里为每个服务创建 binder_node。binder_node.proc = server 进程

2. service_manger 在驱动中创建 binder_ref，引用 binder_node 。binder_ref.desc = 1，2，3... ；在用户态创建服务链表（name，handle），handle 指的是前面的 binder_ref.desc

3. client 向 service_manger 查询服务，传 name

4. service_manger 返回 handle 给驱动程序

5. 驱动程序在 service_manger 的 binder_ref 红黑树中根据 handle 找到 binder_ref，再根据 binder_ref.node 找到 binder_node，最后给 client 创建新的 binder_ref（它的 desc 从 1 开始）。驱动返回 desc 给 client，它即为 handle

6. client：驱动根据 handle 找到 binder_ref，根据 binder_ref 找到 binder_node，最后根据 binder_node 找到 server 进程。

下来我们来看看数据传输过程（进程切换）

client 到 server ，是先写后读：

1. client 构造数据，调用 ioctl 发数据；

2. 驱动里根据 handle 找到 server 进程；

3. 把数据放入进程的 binder_proc.todo；

4. 休眠；

5. 被唤醒；

6. 从 todo 链表中取出数据，返回用户空间。

server端，先读后写：

1. 读数据休眠；

2. 被唤醒；

3. 从 todo 链表中取出数据，返回用户空间；

4. 处理数据；

5. 把结果写给 client，也就是放入 client 的 binder_proc.todo 链表，唤醒 client。

那么一般情况下，数据是如何进行复制的呢？一般方法，需要 2 次复制。

1. client 构造数据；

2. 驱动：copy_from_user

3. server：3.1 驱动，copy_to_user

3.2 用户态处理

binder复制数据的方法是只需 1 次复制。

1. server 进行 mmap 映射，用户态可以直接访问驱动中的某块内存。

2. client 构造数据，驱动：copy_from_user

3. server 可以在用户态直接使用数据。

但是值得注意的是：在 binder 方法中，从 test_client 到 test_server 端有个数据需复制 2 次。在 ioctl 时，binder_write_read 结构体先 copy_from_user 到某个内存局部变量，然后再 copy_to_user 到 test_server 端。别的数据都是从 test_cliet 端 copy_from_user 到内核内存，然后 test_server 端直接通过 mmap 可以访问到内核内存，不用经过 copy_to_user 复制。因此 binder 系统在进行通信时效率能提高一倍。

接下来我们来看看服务注册过程，我们先来看看 binder 的驱动框架。我们在 binder_init 函数中看到它是使用 misc_register 来注册的，说明它是 misc 设备驱动。通过注册 binder_miscdev 结构体以达到调用 binder_fops 结构体，在 binder_fops 结构体中就含有 binder 驱动各种操作的入口函数。具体代码如下

static int __init binder_init(void){    int ret;    binder_deferred_workqueue = create_singlethread_workqueue("binder");    if (!binder_deferred_workqueue)        return -ENOMEM;    binder_debugfs_dir_entry_root = debugfs_create_dir("binder", NULL);    if (binder_debugfs_dir_entry_root)        binder_debugfs_dir_entry_proc = debugfs_create_dir("proc",                         binder_debugfs_dir_entry_root);    ret = misc_register(&binder_miscdev);    if (binder_debugfs_dir_entry_root) {        debugfs_create_file("state",                    S_IRUGO,                    binder_debugfs_dir_entry_root,                    NULL,                    &binder_state_fops);        debugfs_create_file("stats",                    S_IRUGO,                    binder_debugfs_dir_entry_root,                    NULL,                    &binder_stats_fops);        debugfs_create_file("transactions",                    S_IRUGO,                    binder_debugfs_dir_entry_root,                    NULL,                    &binder_transactions_fops);        debugfs_create_file("transaction_log",                    S_IRUGO,                    binder_debugfs_dir_entry_root,                    &binder_transaction_log,                    &binder_transaction_log_fops);        debugfs_create_file("failed_transaction_log",                    S_IRUGO,                    binder_debugfs_dir_entry_root,                    &binder_transaction_log_failed,                    &binder_transaction_log_fops);    }    return ret;}

binder_miscdev 代码如下

static struct miscdevice binder_miscdev = {    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,    .name = "binder",    .fops = &binder_fops};

binder_fops 代码如下

static const struct file_operations binder_fops = {    .owner = THIS_MODULE,    .poll = binder_poll,    .unlocked_ioctl = binder_ioctl,    .mmap = binder_mmap,    .open = binder_open,    .flush = binder_flush,    .release = binder_release,};

在 service_manger 中，打开 binder driver，紧接着 ioctl，最后再 mmap。代码如下

struct binder_state *binder_open(size_t mapsize){    struct binder_state *bs;    struct binder_version vers;    bs = malloc(sizeof(*bs));    if (!bs) {        errno = ENOMEM;        return NULL;    }    bs->fd = open("/dev/binder", O_RDWR);    if (bs->fd < 0) {        fprintf(stderr,"binder: cannot open device (%s)\n",                strerror(errno));        goto fail_open;    }    if ((ioctl(bs->fd, BINDER_VERSION, &vers) == -1) ||        (vers.protocol_version != BINDER_CURRENT_PROTOCOL_VERSION)) {        fprintf(stderr, "binder: driver version differs from user space\n");        goto fail_open;    }    bs->mapsize = mapsize;    bs->mapped = mmap(NULL, mapsize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, bs->fd, 0);    if (bs->mapped == MAP_FAILED) {        fprintf(stderr,"binder: cannot map device (%s)\n",                strerror(errno));        goto fail_map;    }    return bs;fail_map:    close(bs->fd);fail_open:    free(bs);    return NULL;}

做完这些操作后，service_manger 便会进入到 binder_loop 循环中。在 binder_loop 函数中，readbuf 中存储的是 BC_ENTER_LOOPER，接着 ioctl BINDER_WRITE_READ，再进行 binder_parse 解析。代码如下

void binder_loop(struct binder_state *bs, binder_handler func){    int res;    struct binder_write_read bwr;    uint32_t readbuf[32];    bwr.write_size = 0;    bwr.write_consumed = 0;    bwr.write_buffer = 0;    readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;    binder_write(bs, readbuf, sizeof(uint32_t));    for (;;) {        bwr.read_size = sizeof(readbuf);        bwr.read_consumed = 0;        bwr.read_buffer = (uintptr_t) readbuf;        res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);                            // 读取驱动获得数据        if (res < 0) {            ALOGE("binder_loop: ioctl failed (%s)\n", strerror(errno));            break;        }        res = binder_parse(bs, 0, (uintptr_t) readbuf, bwr.read_consumed, func); // 解析数据        if (res == 0) {            ALOGE("binder_loop: unexpected reply?!\n");            break;        }        if (res < 0) {            ALOGE("binder_loop: io error %d %s\n", res, strerror(errno));            break;        }    }}

binder_write 中传入了 BC_ENTER_LOOPER，看看它做的是那些事情，代码如下

int binder_write(struct binder_state *bs, void *data, size_t len){    struct binder_write_read bwr;    int res;    bwr.write_size = len;    bwr.write_consumed = 0;    bwr.write_buffer = (uintptr_t) data;    bwr.read_size = 0;    bwr.read_consumed = 0;    bwr.read_buffer = 0;    res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);    if (res < 0) {        fprintf(stderr,"binder_write: ioctl failed (%s)\n",                strerror(errno));    }    return res;}

我们看到它先是构造了 binder_write_read 结构体，再通过 binder_ioctl 函数发送了 BINDER_WRITE_READ 指令。我们再去 binder_ioctl 函数中看看 BINDER_WRITE_READ 操作做了哪些事情。代码如下

static long binder_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg){    int ret;    struct binder_proc *proc = filp->private_data;    struct binder_thread *thread;    unsigned int size = _IOC_SIZE(cmd);    void __user *ubuf = (void __user *)arg;    /*printk(KERN_INFO "binder_ioctl: %d:%d %x %lx\n",            proc->pid, current->pid, cmd, arg);*/    ret = wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);    if (ret)        return ret;    binder_lock(__func__);    thread = binder_get_thread(proc);    if (thread == NULL) {        ret = -ENOMEM;        goto err;    }    switch (cmd) {    case BINDER_WRITE_READ: {        struct binder_write_read bwr;        if (size != sizeof(struct binder_write_read)) {            ret = -EINVAL;            goto err;        }        if (copy_from_user(&bwr, ubuf, sizeof(bwr))) {            ret = -EFAULT;            goto err;        }        binder_debug(BINDER_DEBUG_READ_WRITE,                 "binder: %d:%d write %ld at lx, read %ld at lx\n",                 proc->pid, thread->pid, bwr.write_size, bwr.write_buffer,                 bwr.read_size, bwr.read_buffer);        if (bwr.write_size > 0) {            ret = binder_thread_write(proc, thread, (void __user *)bwr.write_buffer, bwr.write_size, &bwr.write_consumed);            if (ret < 0) {                bwr.read_consumed = 0;                if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr)))                    ret = -EFAULT;                goto err;            }        }        if (bwr.read_size > 0) {            ret = binder_thread_read(proc, thread, (void __user *)bwr.read_buffer, bwr.read_size, &bwr.read_consumed, filp->f_flags & O_NONBLOCK);            if (!list_empty(&proc->todo))                wake_up_interruptible(&proc->wait);            if (ret < 0) {                if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr)))                    ret = -EFAULT;                goto err;            }        }        binder_debug(BINDER_DEBUG_READ_WRITE,                 "binder: %d:%d wrote %ld of %ld, read return %ld of %ld\n",                 proc->pid, thread->pid, bwr.write_consumed, bwr.write_size,                 bwr.read_consumed, bwr.read_size);        if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr))) {            ret = -EFAULT;            goto err;        }        break;    }    case BINDER_SET_MAX_THREADS:        if (copy_from_user(&proc->max_threads, ubuf, sizeof(proc->max_threads))) {            ret = -EINVAL;            goto err;        }        break;    case BINDER_SET_CONTEXT_MGR:        if (binder_context_mgr_node != NULL) {            printk(KERN_ERR "binder: BINDER_SET_CONTEXT_MGR already set\n");            ret = -EBUSY;            goto err;        }        ret = security_binder_set_context_mgr(proc->tsk);        if (ret < 0)            goto err;        if (binder_context_mgr_uid != -1) {            if (binder_context_mgr_uid != current->cred->euid) {                printk(KERN_ERR "binder: BINDER_SET_"                       "CONTEXT_MGR bad uid %d != %d\n",                       current->cred->euid,                       binder_context_mgr_uid);                ret = -EPERM;                goto err;            }        } else            binder_context_mgr_uid = current->cred->euid;        binder_context_mgr_node = binder_new_node(proc, NULL, NULL);        if (binder_context_mgr_node == NULL) {            ret = -ENOMEM;            goto err;        }        binder_context_mgr_node->local_weak_refs++;        binder_context_mgr_node->local_strong_refs++;        binder_context_mgr_node->has_strong_ref = 1;        binder_context_mgr_node->has_weak_ref = 1;        break;    case BINDER_THREAD_EXIT:        binder_debug(BINDER_DEBUG_THREADS, "binder: %d:%d exit\n",                 proc->pid, thread->pid);        binder_free_thread(proc, thread);        thread = NULL;        break;    case BINDER_VERSION:        if (size != sizeof(struct binder_version)) {            ret = -EINVAL;            goto err;        }        if (put_user(BINDER_CURRENT_PROTOCOL_VERSION, &((struct binder_version *)ubuf)->protocol_version)) {            ret = -EINVAL;            goto err;        }        break;    default:        ret = -EINVAL;        goto err;    }    ret = 0;err:    if (thread)        thread->looper &= ~BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN;    binder_unlock(__func__);    wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);    if (ret && ret != -ERESTARTSYS)        printk(KERN_INFO "binder: %d:%d ioctl %x %lx returned %d\n", proc->pid, current->pid, cmd, arg, ret);    return ret;}

我们看到先是构造了一个 binder_write_read 结构体，然后利用 copy_from_user 函数将用户态的数据拷贝至内核（驱动）中。如果有需要给线程中写入数据，便利用 binder_thread_write 写进线程中，同理，读操作也是如此。最后再将 binder_write_read 结构体写回到用户层。对于所有的读操作，数据头都是 BR_NOOP。那么对于这种数据头的处理，binder_parse 函数是直接 break，做休眠处理。

对于 test_server 先是 binder_open，也就是 打开 binder driver，紧接着 ioctl，最后再 mmap 那一套。然后 while 循环，如果我们传入的是 lookup，他便会调用 svcmgr_lookup 获取服务；如果是 publish，它便会调用 svcmgr_publish 注册服务。

一般情况是 test_server 先通过 binder_thread_write 函数发送 BC_TRANSACTION，接着便是调用 binder_thread_read 函数来得到一个 BR_NOOP，等待休眠。然后 service_manger 通过 binder_thread_read 获得 BR_TRANSACTION，再通过 binder_thread_write 发送一个 BC_REPLY，最后 test_server 通过 binder_thread_read 获得 BR_REPLY。

我们重点来讲下 binder_thread_write 函数的 BC_TRANSACTION：

1. 构造数据：

a. 构造 binder_io；

b. 转为 binder_transaction_data；

c. 放入 binder_write_read 结构体中。

2. 通过 ioctl 发送数据；

3. 进去驱动。binder_ioctl 把数据放入 service_manger 进程的 todo 链表，并唤醒他。

a. 根据 handle 找到目的进程 service_manger（之前 mmap 映射的空间）；

b. 把数据 copy_from_user，放入 mmap 的空间；

c. 处理 offset 数据，flat_binder_object： 构造 binder_node 给 test_server，构造 binder_ref 给 service_manger，增加引用计数。

d. 唤醒目的进程。

后面就一直是处于 test_server 和 service_manger 进程的 binder_thread_write 和 binder_thread_read 的来回作用中。

在这其中所涉及的 cmd 中，只有 BC_TRANSACTION，BR_TRANSACTION，BC_REPLY 和 BR_REPLY 是涉及两进程的，其他所有的 cmd 只是 APP 和驱动的交互，用于改变/报告状态。

我们来总结服务的注册过程和获取过程。

服务注册过程如下：

1. 构造数据，包括 name = "hello" 和 flat_binder_node 结构体；

2. 发送 ioctl；

3. 根据 handle = 0 找到 service_manger 进程，再把数据放到 service_manger 的 todo 链表中；

4. 构造结构体。binder_node 给源进程，binder_ref 给目的进程；

5. 唤醒 service_manger；

6. 调用 ADD_SERVICE 函数；

7. 在 svclist 中创建一项（主要是 name ="hello"和 handle）；

8. binder_ref 引用服务，此时的 node 便指向 binder_node。

上面的 1 和 2 是在 test_server 的用户态完成的，3 4 5 是在 test_server 的内核态完成的；6 7 是在 service_manger 的用户态完成的，8 是在 service_manger 的内核态完成的。

服务获取过程如下：

1. 构造数据（name = "hello"）；

2. 通过 ioctl 发送数据给 service_manger，handle = 0；

3. 根据 handle = 0，找到 service_manger，把数据放入他的 todo 链表；

4. 唤醒 service_manger；

5. service_manger 内核态返回数据；

6. service_manger 用户态取出数据，得到 hello 服务；

7. 在 svclist 链表里根据 hello 服务名 找到一项，得到 handle = 1；

8. 用 ioctl 把 handle 发给驱动；

9. service_manger 在内核态的 refs_by_desc 树中，根据 handle = 1 找到 binder_ref，进而找到 hello 服务的 binder_node；

10. 为 test_client 创建 binder_ref，把handle = 1 放入 test_cient 的 todo 链表；

11. 唤醒 tes_client；

12. test_client 内核态返回 handle = 1；

13. test_client 用户态得到 handle = 1，进而 binder_ref.desc = 1，它中的 node 便对应于前面的 hello 服务。

上面的 1 2 13 是在 test_client 的用户态完成的，3 4 12 是在 test_client 的内核态完成的；6 7 8 是在 service_manger 的用户态完成的，5 9 10 11 是在 service_manger 的内核态完成的。

下面我们来看看服务使用过程，跟注册和获取过程类似

1. 获得 "hello"服务，handle = 1；

2. 构造数据，code 是指调用哪个函数，构造参数；

3. 通过 ioctl 发送数据（先写后读）；

4. binder_ioctl，根据 handle 找到目的进程；即 test_server；

5. 把数据放入 test_server 的 todo 链表；

6. 唤醒 test_server，然后再 binder_thread_read 中休眠；

7. test_server 内核态被唤醒，返回数据到 test_server 用户态；

8. test_server 用户态取出数据，根据 code 和 参数 调用函数；

9. 用返回值构造数据；

10. 通过 ioctl 回复 REPLY；

11. test_server 内核态找出要回复的进程，即 test_client；

12. 把数据放入 test_client 的 todo 链表；

13. 唤醒 test_client；

14. 内核态被唤醒，把数据犯规给用户空间；

15. test_client 用户态取出返回值，至此使用过程完成。

上面的 1 2 3 15 是在 test_client 的用户态完成的，4 5 6 14 是在 test_client 的内核态完成的；8 9 10 是在 test_server 的用户态完成的，7 11 12 13 是在 test_server 的内核态完成的。

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