Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的反馈

2024-04-13 00:58
文章标签 实现 android 详解 请求 框架 native 反馈 binder getservice

本文主要是介绍Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的反馈，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的反馈


Android Binder框架实现目录：

Android Binder框架实现之Binder的设计思想
Android Binder框架实现之何为匿名/实名Binder
Android Binder框架实现之Binder中的数据结构
Android Binder框架实现之Binder相关的接口和类
Android Binder框架实现之Parcel详解之基本数据的读写
Android Binder框架实现之Parcel read/writeStrongBinder实现
Android Binder框架实现之servicemanager守护进程
Android Binder框架实现之defaultServiceManager()的实现
Android Binder框架实现之Native层addService详解之请求的发送
Android Binder框架实现之Native层addService详解之请求的处理
Android Binder框架实现之Native层addService详解之请求的反馈
Android Binder框架实现之Binder服务的消息循环
Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的发送
Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的处理
Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的反馈
Android Binder框架实现之Binder Native Service的Java调用流程
Android Binder框架实现之Java层Binder整体框架设计
Android Binder框架实现之Framework层Binder服务注册过程源码分析
Android Binder框架实现之Java层Binder服务跨进程调用源码分析
Android Binder框架实现之Java层获取Binder服务源码分析


引言

   前面两篇文章分别介绍了getService中"请求的发送"和"请求的处理"这两部分，本文将介绍getService请求的最后一部分–请求的反馈。下面继续分析分析MediaPlayer收到请求反馈之后的处理流程。

注意：本文是基于Android 7.xx版本进行介绍的，其中牵涉的源码路径如下：

frameworks/native/libs/binder/IServiceManager.cpp
frameworks/native/libs/binder/Static.cpp
frameworks/native/libs/binder/ProcessState.cpp
kernel/drivers/staging/android/binder.c
kernel/include/linux/list.h
kernel/drivers/staging/android/uapi/binder.h
external/kernel-headers/original/uapi/linux/android/binder.h
frameworks/native/include/binder/ProcessState.h
frameworks/native/include/binder/BpBinder.h
frameworks/native/libs/binder/BpBinder.cpp
frameworks/native/include/binder/IPCThreadState.h
frameworks/native/libs/binder/IPCThreadState.cpp
frameworks/native/include/binder/IInterface.h
frameworks/native/libs/binder/IInterface.cpp
frameworks/native/include/binder/IBinder.h
frameworks/native/libs/binder/Binder.cpp
frameworks/av/media/mediaserver/main_mediaserver.cpp
frameworks/native/cmds/servicemanager/service_manager.c
  • 在正式开始介绍Native层的getService具体逻辑分析前，我们先奉上整体架构示意图，如下所示：

在这里插入图片描述

  • 接着在正式开始进行源码分析前，先看看Native Binder类图如下：

在这里插入图片描述



1 唤醒MediaPlayer客户端进程

从前面的篇章我们可以知道，MediaPlayer在发送getService请求之后，会阻塞在Binder驱动wait_event_interruptible_exclusive等待被唤醒，那么我们从此处被唤醒说起，继续往下分析。

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)
{...if (wait_for_proc_work) {...if (non_block) {...} else//阻塞式读取，阻塞等待事务的发生，此时会被唤醒ret = wait_event_freezable_exclusive(proc->wait, binder_has_proc_work(proc, thread));} else {...}...while (1) {uint32_t cmd;struct binder_transaction_data tr;struct binder_work *w;struct binder_transaction *t = NULL;//如果当前线程的“待完成工作”不为空，则取出待完成工作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)w = list_first_entry(&proc->todo, struct binder_work, entry);else {...}...switch (w->type) {case BINDER_WORK_TRANSACTION: {t = container_of(w, struct binder_transaction, work);} break;...}if (!t)continue;//此时t-buffer-target_node是目标节点。//这里，MediaPlayerService请求的目标是Service Managerif (t->buffer->target_node) {...} else {//此时是将BC_REPLY转化为BR_REPLY,这个埋点是在BC_REPLY的时候tr.target.ptr = 0;tr.cookie = 0;cmd = BR_REPLY;}//交易码tr.code = t->code;tr.flags = t->flags;tr.sender_euid = from_kuid(current_user_ns(), t->sender_euid);if (t->from) {struct task_struct *sender = t->from->proc->tsk;tr.sender_pid = task_tgid_nr_ns(sender,task_active_pid_ns(current));} else {tr.sender_pid = 0;}//数据大小tr.data_size = t->buffer->data_size;//数据中对象的偏移数组的大小(即对象的个数)tr.offsets_size = t->buffer->offsets_size;//数据tr.data.ptr.buffer = (binder_uintptr_t)((uintptr_t)t->buffer->data +proc->user_buffer_offset);//数据中对象的偏移数组tr.data.ptr.offsets = tr.data.ptr.buffer +ALIGN(t->buffer->data_size,sizeof(void *));//将cmd指令写入到ptr，即传递到用户空间if (put_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr))return -EFAULT;//将tr数据拷贝到用户空间ptr += sizeof(uint32_t);if (copy_to_user(ptr, &tr, sizeof(tr)))return -EFAULT;ptr += sizeof(tr);...//删除已处理的事务list_del(&t->work.entry);t->buffer->allow_user_free = 1;//设置回复信息if (cmd == BR_TRANSACTION && !(t->flags & TF_ONE_WAY)) {...} else {t->buffer->transaction = NULL;kfree(t);binder_stats_deleted(BINDER_STAT_TRANSACTION);}break;}done://更新bwr.read_comsumed的值*consumed = ptr - buffer;...return 0;
}

此时MediaPlayer客户端进程被Service Manager从睡梦中唤醒，同时它的待处理事务队列中有Service Manager添加的事务，此时，binder_has_thread_work()为true，因此，MediaPlayer客户端进程会继续往下执行。下面我们逐步分析MediaPlayer客户端进程被唤醒后的处理流程：
(1) 进入while循环后，首先取出待处理事务。
(2) 事务的类型是BINDER_WORK_TRANSACTION，得到对应的binder_transaction类型指针t之后，跳出switch语句。很显然，此时t不为NULL，因此继续往下执行。下面的工作的目的，是将t中的数据转移到tr中(tr是事务交互数据包结构体binder_transaction_data对应的指针)，然后将指令和tr数据都拷贝到用户空间，让MediaPlayer读取后进行处理。此时的指令为BR_REPLY！
(3) 最后，更新consumed的值，即更新bwr.read_consumed的值。

binder_thread_read()执行完毕之后，共反馈了两个指令到用户空间：BR_NOOP和BR_REPLY。
之后的流程应该都比较熟悉了，首先返回到binder_ioctl()中，接着将ServiceManager反馈的数据拷贝到用户空间。接下来的工作就交给MediaPlayer客户端进程进行处理了。
从Binder驱动返回后，首先回到talkWithDriver()中，接着便返回到waitForResponse()中。在waitForResponse()会对反馈数据进行解析。



2 重返MediaPlayer客户端进程用户空间

   现在回到MediaPlayer客户端进程位于用户层空间。它会逐个解析Binder驱动反馈的指令。对于BR_NOOP，MediaPlayerService不会做任何实质性的动作。对于BR_REPLY，我们细看代码分析MediaPlayerService的处理流程。让我们来一起分析IPCThreadState::waitForResponse()函数。


2.1 IPCThreadState::waitForResponse

status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult)
{uint32_t cmd;int32_t err;while (1) {if ((err=talkWithDriver()) < NO_ERROR) break;...cmd = (uint32_t)mIn.readInt32();...switch (cmd) {...case BR_REPLY:{binder_transaction_data tr;err = mIn.read(&tr, sizeof(tr));ALOG_ASSERT(err == NO_ERROR, "Not enough command data for brREPLY");if (err != NO_ERROR) goto finish;if (reply) {if ((tr.flags & TF_STATUS_CODE) == 0) {reply->ipcSetDataReference(reinterpret_cast<const uint8_t*>(tr.data.ptr.buffer),tr.data_size,reinterpret_cast<const binder_size_t*>(tr.data.ptr.offsets),tr.offsets_size/sizeof(binder_size_t),freeBuffer, this);} else {...}} else {...}}goto finish;...}}
finish:...return err;
}

此时在在BR_REPLY分支中，先读取出数据，并保存到tr中。由于reply不为null，并且tr.flags & TF_STATUS_CODE为0；因此，会执行reply->ipcSetDataReference()。下面让我们一起分析一下ipcSetDataReference函数。


2.2 Parcel::ipcSetDataReference

void Parcel::ipcSetDataReference(const uint8_t* data, size_t dataSize,const binder_size_t* objects, size_t objectsCount, release_func relFunc, void* relCookie)
{binder_size_t minOffset = 0;freeDataNoInit();mError = NO_ERROR;mData = const_cast<uint8_t*>(data);mDataSize = mDataCapacity = dataSize;//ALOGI("setDataReference Setting data size of %p to %lu (pid=%d)", this, mDataSize, getpid());mDataPos = 0;ALOGV("setDataReference Setting data pos of %p to %zu", this, mDataPos);mObjects = const_cast<binder_size_t*>(objects);mObjectsSize = mObjectsCapacity = objectsCount;mNextObjectHint = 0;mOwner = relFunc;mOwnerCookie = relCookie;for (size_t i = 0; i < mObjectsSize; i++) {binder_size_t offset = mObjects[i];if (offset < minOffset) {ALOGE("%s: bad object offset %" PRIu64 " < %" PRIu64 "\n",__func__, (uint64_t)offset, (uint64_t)minOffset);mObjectsSize = 0;break;}minOffset = offset + sizeof(flat_binder_object);}scanForFds();
}

函数入参data就是ServiceManager返回来的数据，数据中包含一个flat_binder_object对象，因此objectsCount则为1。先通过freeDataNoInit()将原始的数据清空，然后再给mData和mObjects赋值，这样就将数据保存到了Parcel中。
为什么objectsCount的值是1呢？请返回查看一下Service Manager在执行binder_send_reply()即可知，这里就不再多说。
waitForResponse()执行完BR_REPLY之后，便返回到IPCThreadState::transact()中；然后层层返回，直到退回到checkService()。



3 BpServiceManager::checkService()

    virtual sp<IBinder> checkService( const String16& name) const{Parcel data, reply;data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor());data.writeString16(name);remote()->transact(CHECK_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);return reply.readStrongBinder();}

该代码定义在frameworks/native/libs/binder/IServiceManager.cpp中，分析至此，通过transact()来获取MediaPlayerService的事务已经执行完毕！MediaPlayerService的接入点(即我们要获取的handle值)已经保存在replay中。接下来的工作就是调用reply.readStrongBinder()来从replay中解析出所需要的数据，即MediaPlayerService在Biner驱动中的Binder引用描述，也就是C++层的句柄。



4 Parcel::readStrongBinder

status_t Parcel::readStrongBinder(sp<IBinder>* val) const
{return unflatten_binder(ProcessState::self(), *this, val);
}sp<IBinder> Parcel::readStrongBinder() const
{sp<IBinder> val;readStrongBinder(&val);return val;
}

readStrongBinder()会调用unflatten_binder()来解析Parcel中的数据，这个和addService中调用flatten_binder将数据打扁写入Parcel是相对应的一个流程。


4.1 Parcel::unflatten_binder

status_t unflatten_binder(const sp<ProcessState>& proc,const Parcel& in, wp<IBinder>* out)
{const flat_binder_object* flat = in.readObject(false);if (flat) {switch (flat->type) {case BINDER_TYPE_BINDER:...case BINDER_TYPE_HANDLE:case BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE:*out = proc->getWeakProxyForHandle(flat->handle);return finish_unflatten_binder(static_cast<BpBinder*>(out->unsafe_get()), *flat, in);}}return BAD_TYPE;
}

readObject()的作用是从Parcel中读取出它所保存的flat_binder_object类型的对象。该对象的类型是BINDER_TYPE_HANDLE，因此会指向BINDER_TYPE_HANDLE对应的switch分支。让我们详解一下该分支：
(1) 这里的proc是ProcessState对象，执行proc->getStrongProxyForHandle()会将句柄(MediaPlayerService的Binder引用描述)保存到ProcessState的链表中，然后再创建并返回该句柄的BpBinder对象(即Binder的代理)。在 Android Binder机制(五) defaultServiceManager()的实现中有getStrongProxyForHandle()的详细说明，下面只给出getStrongProxyForHandle()代码。
(2) finish_unflatten_binder()中只有return NO_ERROR。

sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle)
{sp<IBinder> result;AutoMutex _l(mLock);//在矢量数组中查找"句柄值为handle的handle_entry对象"//找到的话，则直接返回；找不到的话，则新建handle对应的handle_entryhandle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);if (e != NULL) {IBinder* b = e->binder;if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) {// 当handle==0(即是Service Manager的句柄)时，尝试去ping Binder驱动。if (handle == 0) {Parcel data;status_t status = IPCThreadState::self()->transact(0, IBinder::PING_TRANSACTION, data, NULL, 0);if (status == DEAD_OBJECT)return NULL;}//新建BpBinder代理b = new BpBinder(handle); e->binder = b;if (b) e->refs = b->getWeakRefs();result = b;} else {result.force_set(b);e->refs->decWeak(this);}}return result;
}

这样，getService()的内容就全部执行完毕。getService()的返回结果IBinder=BpBinder对象，该对象包含了"MediaPlayerService(在Binder驱动)中的Binder引用的描述"，该描述在C++层而言就是个整型句柄。之后，若MediaPlayer要向MediaPlayerService发送请求，就根据该IBinder对象和"MediaPlayerService"进行通信。

上面只是执行完了getService()，它返回了IBinder对象。但是，getMediaPlayerService()并没有执行完毕。下面继续回到getMediaPlayerService()中。



5 重返MediaPlayer获取MediaPlayerService入口

const sp<IMediaPlayerService>
IMediaDeathNotifier::getMediaPlayerService()
{ALOGV("getMediaPlayerService");Mutex::Autolock _l(sServiceLock);if (sMediaPlayerService == 0) {sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();sp<IBinder> binder;do {binder = sm->getService(String16("media.player"));//参见章节2if (binder != 0) {break;}ALOGW("Media player service not published, waiting...");usleep(500000); // 0.5 s} while (true);if (sDeathNotifier == NULL) {sDeathNotifier = new DeathNotifier();}binder->linkToDeath(sDeathNotifier);sMediaPlayerService = interface_cast<IMediaPlayerService>(binder);}ALOGE_IF(sMediaPlayerService == 0, "no media player service!?");return sMediaPlayerService;
}

在成功获取MediaPlayerService对应的IBinder对象(binder)之后，可以通过interface_cast(binder)获取它的代理。
是不是对interface_cast()很熟悉！不错，在 Android Binder机制(五) defaultServiceManager()的实现中就是通过该宏获取IServiceManager的代理的。


5.1 IMediaDeathNotifier::getMediaPlayerService()

让我们将对应的宏展开，看看最终展开的代码：

template<typename INTERFACE>
inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)
{return INTERFACE::asInterface(obj);
}

下面直接给出下面直接给出IMediaPlayerService::asInterface()的代码。

    android::sp<IMediaPlayerService> IMediaPlayerService::asInterface(const android::sp<android::IBinder>& obj){android::sp<IMediaPlayerService> intr;if (obj != NULL) {intr = static_cast<IMediaPlayerService*>(obj->queryLocalInterface(IMediaPlayerService::descriptor).get());if (intr == NULL) {intr = new BpServiceManager(obj);}}return intr;}

asInterface()代码真的非常简单，就是调用调用new BpMediaPlayerService()新建BpServiceManager对象，并返回给对象。但是到这一步的千辛万苦，真的是不能给常人道也啊。



6 写在最后

   至此，MediaPlayer客户端进程的getService请求就全部介绍完毕了。如果读者有仔细阅读了addService的篇章，那么addService就是手到擒来了。如果没有看到也没有关系，Binder这个就像美女，得慢慢沟通交流最好才能深入的，如果没有耐心是吃不了热豆腐的。

这篇关于Android Binder框架实现之Native层getService详解之请求的反馈的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/898724。

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