flatten_binder
status_t flatten_binder(const sp<ProcessState>& /*proc*/,
const sp<IBinder>& binder, Parcel* out)
{
flat_binder_object obj;
if (binder != NULL) {
IBinder *local = binder->localBinder(); //本地Binder不为空
if (!local) {
BpBinder *proxy = binder->remoteBinder();
const int32_t handle = proxy ? proxy->handle() : 0;
obj.type = BINDER_TYPE_HANDLE;
obj.binder = 0;
obj.handle = handle;
obj.cookie = 0;
} else { //进入该分支
obj.type = BINDER_TYPE_BINDER;
obj.binder = reinterpret_cast<uintptr_t>(local->getWeakRefs());
obj.cookie = reinterpret_cast<uintptr_t>(local);
}
} else {
...
}
return finish_flatten_binder(binder, obj, out);
}
将Binder对象扁平化，转换成flat_binder_object对象。
- 对于Binder实体，则cookie记录Binder实体的指针；
- 对于Binder代理，则用handle记录Binder代理的句柄；
finish_flatten_binder
inline static status_t finish_flatten_binder(
const sp<IBinder>& , const flat_binder_object& flat, Parcel* out)
{
return out->writeObject(flat, false);
}
Parcel.cpp中flat_binder_object
struct flat_binder_object{
type: BINDER_TYPE_BINDER
binder: service对象的弱引用
cookie：service对象的强指针
}
BpBinder::transact
status_t BpBinder::transact(
uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
{
if (mAlive) {
// code=ADD_SERVICE_TRANSACTION
status_t status = IPCThreadState::self()->transact(
mHandle, code, data, reply, flags);
return status;
}
return DEAD_OBJECT;
}
Binder代理类调用transact()方法，真正工作还是交给IPCThreadState来进行transact工作。
IPCThreadState::self
IPCThreadState* IPCThreadState::self()
{
if (gHaveTLS) {
restart:
const pthread_key_t k = gTLS;
IPCThreadState* st = (IPCThreadState*)pthread_getspecific(k);
if (st) return st;
return new IPCThreadState; //初始IPCThreadState
}
if (gShutdown) return NULL;
pthread_mutex_lock(&gTLSMutex);
if (!gHaveTLS) { //首次进入gHaveTLS为false
if (pthread_key_create(&gTLS, threadDestructor) != 0) { //创建线程的TLS
pthread_mutex_unlock(&gTLSMutex);
return NULL;
}
gHaveTLS = true;
}
pthread_mutex_unlock(&gTLSMutex);
goto restart;
}
TLS是指Thread local storage(线程本地储存空间)，每个线程都拥有自己的TLS，并且是私有空间，线程之间不会共享。通过pthread_getspecific/pthread_setspecific函数可以获取/设置这些空间中的内容。从线程本地存储空间中获得保存在其中的IPCThreadState对象。
IPCThreadState初始化
IPCThreadState::IPCThreadState()
: mProcess(ProcessState::self()),
mMyThreadId(gettid()),
mStrictModePolicy(0),
mLastTransactionBinderFlags(0)
{
pthread_setspecific(gTLS, this);
clearCaller();
mIn.setDataCapacity(256);
mOut.setDataCapacity(256);
}
每个线程都有一个IPCThreadState，每个IPCThreadState中都有一个mIn、一个mOut。成员变量mProcess保存了ProcessState变量(每个进程只有一个)。
- mIn 用来接收来自Binder设备的数据，默认大小为256字节；
- mOut用来存储发往Binder设备的数据，默认大小为256字节。
IPC::transact
status_t IPCThreadState::transact(int32_t handle,
uint32_t code, const Parcel& data,
Parcel* reply, uint32_t flags)
{
status_t err = data.errorCheck(); //数据错误检查
if (err == NO_ERROR) { // 传输数据
err = writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);
}
if ((flags & TF_ONE_WAY) == 0) {
if (reply) {
//等待响应
err = waitForResponse(reply);
} else {
Parcel fakeReply;
err = waitForResponse(&fakeReply);
}
} else {
//oneway，则不需要等待reply的场景
err = waitForResponse(NULL, NULL);
}
return err;
}
IPCThreadState进行transact事务处理分3部分：
- errorCheck() //数据错误检查
- writeTransactionData() // 传输数据
- waitForResponse() //等待响应
IPC.writeTransactionData
tatus_t IPCThreadState::writeTransactionData(int32_t cmd, uint32_t binderFlags,
int32_t handle, uint32_t code, const Parcel& data, status_t* statusBuffer)
{
binder_transaction_data tr;
tr.target.ptr = 0;
tr.target.handle = handle; // handle = 0
tr.code = code; // code = ADD_SERVICE_TRANSACTION
tr.flags = binderFlags; // binderFlags = 0
tr.cookie = 0;
tr.sender_pid = 0;
tr.sender_euid = 0;
// data为记录Media服务信息的Parcel对象
const status_t err = data.errorCheck();
if (err == NO_ERROR) {
tr.data_size = data.ipcDataSize(); // mDataSize
tr.data.ptr.buffer = data.ipcData(); //mData
tr.offsets_size = data.ipcObjectsCount()*sizeof(binder_size_t); //mObjectsSize
tr.data.ptr.offsets = data.ipcObjects(); //mObjects
} else if (statusBuffer) {
...
} else {
return (mLastError = err);
}
mOut.writeInt32(cmd); //cmd = BC_TRANSACTION
mOut.write(&tr, sizeof(tr)); //写入binder_transaction_data数据
return NO_ERROR;
}
其中handle的值用来标识目的端，注册服务过程的目的端为service manager，此处handle=0所对应的是binder_context_mgr_node对象，正是service manager所对应的binder实体对象。binder_transaction_data结构体是binder驱动通信的数据结构，该过程最终是把Binder请求码BC_TRANSACTION和binder_transaction_data结构体写入到mOut。
transact过程，先写完binder_transaction_data数据，其中Parcel data的重要成员变量：
- mDataSize:保存再data_size，binder_transaction的数据大小；
- mData: 保存在ptr.buffer, binder_transaction的数据的起始地址；
- mObjectsSize:保存在ptr.offsets_size，记录着flat_binder_object结构体的个数；
- mObjects: 保存在offsets, 记录着flat_binder_object结构体在数据偏移量；
cmd = BC_TRANSACTION
struct binder_transcation_data{
target.handle = 0;
data_size;
data.ptr.buffer;
}
data_size 是data的大小
data.ptr.bufferr 是data的数据
{
目标的名称：android.os.IServiceManager
服务的名称: media.player
service: flat_binder_object
allowIsolated: 0
}
IPC.waitForResponse
status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult)
{
int32_t cmd;
int32_t err;
while (1) {
if ((err=talkWithDriver()) < NO_ERROR) break;
if (mIn.dataAvail() == 0) continue;
cmd = mIn.readInt32();
switch (cmd) {
case BR_TRANSACTION_COMPLETE: ...
case BR_REPLY: ...
goto finish;
default:
err = executeCommand(cmd);
if (err != NO_ERROR) goto finish;
break;
}
}
return err;
}
在waitForResponse过程, 首先执行BR_TRANSACTION_COMPLETE；另外，目标进程收到事务后，处理BR_TRANSACTION事务。 然后发送给当前进程，再执行BR_REPLY命令。
IPC.talkWithDriver
status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)
{
binder_write_read bwr;
bwr.write_size = outAvail;
bwr.write_buffer = (uintptr_t)mOut.data();
if (doReceive && needRead) {
//接收数据缓冲区信息的填充。如果以后收到数据，就直接填在mIn中了。
bwr.read_size = mIn.dataCapacity();
bwr.read_buffer = (uintptr_t)mIn.data();
} else {
bwr.read_size = 0;
bwr.read_buffer = 0;
}
//当读缓冲和写缓冲都为空，则直接返回
if ((bwr.write_size == 0) && (bwr.read_size == 0)) return NO_ERROR;
status_t err;
do {
//通过ioctl不停的读写操作，跟Binder Driver进行通信
if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0)
err = NO_ERROR;
} while (err == -EINTR); //当被中断，则继续执行
return err;
}
binder_write_read结构体用来与Binder设备交换数据的结构, 通过ioctl与mDriverFD通信，是真正与Binder驱动进行数据读写交互的过程。 主要是操作mOut和mIn变量。
struct binder_write_read bwr{
write_size;
write_buffer;
read_size;
read_buffer;
write_consumed;
read_consumed;
}
write_size 是 mOut的大小
write_buffer是 mOut的数据
三. Binder Driver
ioctl -> binder_ioctl -> binder_ioctl_write_read
