9.1 Binder系统_C程序示例_框架分析和编写程序

IPC : Inter-Process Communication, 进程间通信

A进程把数据原原本本的发给B，这就是IPC

RPC : Remote Procedure Call, 远程过程调用

A进程如果想调用其无权限调用的led_open函数，而B进程可以调用：A进程封装数据发送给B；B进程取出数据调用led_open函数，这个过程就是RPC，其中A进程发数据给B的过程也是IPC，即RPC利用IPC来完成

进程间通信其实质也是需要三要素：源、目的、数据，这里源是进程A，目的怎么确定呢，进程B向ServiceManager注册服务，进程A向ServiceManager查询服务得到Handler，这个Handler指向进程B；数据就是个buf

android系统中的binder设计四个要素：client(进程A)、server(进程B)、ServiceManager(让A知道向谁发数据)、binder驱动(给前三者提供获取数据的接口)

RPC远程过程调用可以简单的理解为进程A想调用进程B的函数,那么

(1)调用哪一个函数

对server的函数编号，client编号给server

(2)传给它什么参数

再放在协商好的buf中，通过IPC传输

(3)返回值

B进程通过IPC发送返回值给进程A

ServiceManager所做的事情：

(1)open驱动

(2)告诉驱动，他是“ServiceManager”,建立server和client与ServiceManager的通讯

(3)while(1)

　{

　　　读驱动获取数据，没数据的时候休眠　

　　　解析数据

　　　（根据获得的数据调用，比如server注册服务的时候提供的注册数据、client获取服务的数据信息）

　　　　1、注册服务，在链表中记录服务名

　　　　2、查询链表中是否有所需的服务，返回“server进程”的handle

　}

server所做的事情：

(1)open驱动

(2)注册服务：向ServiceManager发送服务名(数据是发给驱动程序，驱动程序才知道是发给ServiceManager)

(3)while(1)

　　{

　　　　读驱动获得client发送的数据，没有数据则休眠

　　　　解析数据

　　　　调用对应的函数

　　}

client所做的事情：

(1)open驱动

(2)获取服务：向ServiceManager查询服务，获得一个handle,(这个过程是client把数据发给驱动程序)

(3)向handle发数据

frameworks\native\cmds\servicemanager   //系统自带用C语言实现的binder应用程序
service_manager.c :
a. binder_open
b. binder_become_context_manager  //告诉驱动，我是ServiceManager
c. binder_loop(bs, svcmgr_handler);　　//循环处理
　　c.1 res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);//读数据
　　c.2 binder_parse
　　　　// 解析
　　　　// 处理 : svcmgr_handler,根据不同的ID执行不同的动作，下面这些宏定义就是ID 
　　　　SVC_MGR_GET_SERVICE/SVC_MGR_CHECK_SERVICE : 获取服务
　　　　SVC_MGR_ADD_SERVICE : 注册服务
　　　　// 回复信息

bctest.c  //半成品
(1)注册服务的过程:
a. binder_open
b. binder_call(bs, &msg, &reply, target, SVC_MGR_ADD_SERVICE)//在svcmgr_publish函数中被调用，target就是数据发送给谁，这里是ServiceManager,把数据组织好了给binder驱动，驱动发给ServiceManager
// msg含有服务的名字
// reply它会含有servicemanager回复的数据
// target：0表示servicemanager
// SVC_MGR_ADD_SERVICE：code: 表示要调用servicemanager中的"addservice函数"

(2)获取服务的过程:
a. binder_open
b. binder_call(bs, &msg, &reply, target, SVC_MGR_CHECK_SERVICE)//在svcmgr_lookup函数中被调用
// 含有服务的名字
// 它会含有servicemanager回复的数据, 表示提供服务的进程
// 0表示servicemanager
// code: 表示要调用servicemanager中的"getservice函数"

binder.c (封装好的C函数)

binder_call分析(远程调用):binder_call(struct binder_state *bs,struct binder_io *msg, struct binder_io *reply,uint32_t target, uint32_t code)

(1)向谁发数据(target)

(2)调用哪个函数(code)

(3)提供什么参数(msg)

(4)返回值(reply)

怎么用？

(1)构造参数：放到buf中，用结构体binder_io来描述数据格式

(2)调用ioctl发送数据：

ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);//把binder_io结构体、target、code组织为binder_write_read结构体bwr，并使用ioctl发出去

(3)ioctl发送数据后其也会接受binder_write_read结构体bwr数据，需要把他转换成binder_io结构体

怎么写APP？

(1)client:A、binder_open;B、获得服务：handle;C、构造参数binder_io;D、调用binder_call;E、binder_call会返回一个binder_io,分析它取出返回值；

(2)server:A、binder_open;B、注册服务;C、ioctl()读数据 ;D、解析binder_write_read结构体数据E、根据code决定调用哪个函数，从binder_io取出参数;F、处理完后把返回值转换为binder_io,发给client

应用编写：

test_server.h

1 #ifndef _TEST_SERVER_H
2 #define _TEST_SERVER_H
3
4 #define HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO     1
5 #define HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO_TO  2
6
7 #endif // _TEST_SERVER_H

　　

test_server.c

其提供“hello”服务，有两个函数：1、void sayhello(void);2、int sayhello_to(char * name);

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))
        return -1;

    status = bio_get_uint32(&reply);

    binder_done(bs, &msg, &reply);

    return status;
}

void sayhello(void)
{
    static int cnt = 0;
    fprintf(stderr, "say hello : %d\n", ++cnt);
}

int sayhello_to(char *name)
{
    static int cnt = 0;
    fprintf(stderr, "say hello to %s : %d\n", name, ++cnt);
    return cnt;
}

int hello_service_handler(struct binder_state *bs,
                   struct binder_transaction_data *txn,
                   struct binder_io *msg,
                   struct binder_io *reply)
{
   /*根据txn->code知道要调用哪个函数，如果需要参数，可以从msg取出，如果返回结果，可以把结果放入reply*/ 
　　uint16_t *s;
    char name[512];
    size_t len;
    uint32_t handle;
    uint32_t strict_policy;
    int i;

    strict_policy = bio_get_uint32(msg);

    switch(txn->code) {
    case HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO:
        sayhello();
        bio_put_uint32(reply, 0); //先获得0，后面接得才是数据，因为client端是这么组织bio的
        return 0;

    case HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO_TO:
        s = bio_get_string16(msg, &len);  //"IHelloService"
        s = bio_get_string16(msg, &len);  // name
        if (s == NULL) {
            return -1;
        }
        for (i = 0; i < len; i++)//取出来的是16位的数据，需要转换为8位的
            name[i] = s[i];
        name[i] = '\0';
　　　　　　
　　
　　　　　//处理
        i = sayhello_to(name);
　　　　　//把返回结果放入reply　
        bio_put_uint32(reply, 0); /* no exception */
        bio_put_uint32(reply, i);

        break;

    default:
        fprintf(stderr, "unknown code %d\n", txn->code);
        return -1;
    }

    return 0;
}

int test_server_handler(struct binder_state *bs,
                   struct binder_transaction_data *txn,
                   struct binder_io *msg,
                   struct binder_io *reply)
{
    int (*handler)(struct binder_state *bs,
                   struct binder_transaction_data *txn,
                   struct binder_io *msg,
                   struct binder_io *reply);

    handler = (int (*)(struct binder_state *bs,
                   struct binder_transaction_data *txn,
                   struct binder_io *msg,
                   struct binder_io *reply))txn->target.ptr;

    return handler(bs, txn, msg, reply);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    struct binder_state *bs;
    uint32_t svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;
    uint32_t handle;
    int ret;

    bs = binder_open(128*1024);
    if (!bs) {
        fprintf(stderr, "failed to open binder driver\n");
        return -1;
    }

    /* add service */
    ret = svcmgr_publish(bs, svcmgr, "hello", hello_service_handler);
　　//可能有多个svcmgr_publish(bs, svcmgr, "hello1", hello1_service_handler);

　　 //ret = svcmgr_publish(bs, svcmgr, "hello", (void *)123);方法1！

　　　　
    if (ret) {
        fprintf(stderr, "failed to publish hello service\n");
        return -1;
    }

    binder_set_maxthreads(bs, 10);
　　

　　//binder_loop(bs,hello_service_handler);//方法1

　　binder_loop(bs, test_server_handler);//test_server_handler是受到消息后怎么处理的处理函数，在test_server_handler里面可以根据svcmgr_publish函数的最后一个函数指针调用其，因为可能存在多个svcmgr_publish来注册多个服务，所有这种方式是最好的，上面那种直接使用hello_service_handler的情况仅针对只有一个服务的情况

　　return 0; 
}

　　

test_client.c

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;

    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))
        return 0;

    handle = bio_get_ref(&reply);

    if (handle)
        binder_acquire(bs, handle);

    binder_done(bs, &msg, &reply);

    return handle;
}

struct binder_state *g_bs;
uint32_t g_hello_handle;
uint32_t g_goodbye_handle;

void sayhello(void)
{
    unsigned iodata[512/4];
    struct binder_io msg, reply;

    bio_init(&msg, iodata, sizeof(iodata), 4);
    bio_put_uint32(&msg, 0);  // strict mode header,先放入一个0,后面接得就是数据
    bio_put_string16_x(&msg, "IHelloService");

    if (binder_call(g_bs, &msg, &reply, g_hello_handle, HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO))
        return ;
　　
　　

　　//sayhello函数是void返回，不需要解析reply

    binder_done(g_bs, &msg, &reply);

}

int sayhello_to(char *name)
{
    unsigned iodata[512/4];
    struct binder_io msg, reply;
    int ret;
    int exception;

    bio_init(&msg, iodata, sizeof(iodata), 4);
    bio_put_uint32(&msg, 0);  // strict mode header
    bio_put_string16_x(&msg, "IHelloService");

    bio_put_string16_x(&msg, name);

    if (binder_call(g_bs, &msg, &reply, g_hello_handle, HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO_TO))
        return 0;

    exception = bio_get_uint32(&reply);
    if (exception)
        ret = -1;
    else
        ret = bio_get_uint32(&reply);

    binder_done(g_bs, &msg, &reply);

    return ret;

}

/* ./test_client hello
 * ./test_client hello <name>
 */

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    struct binder_state *bs;
    uint32_t svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;
    uint32_t handle;
    int ret;

    if (argc < 2){
        fprintf(stderr, "Usage:\n");
        fprintf(stderr, "%s hello\n", argv[0]);
        fprintf(stderr, "%s hello <name>\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    bs = binder_open(128*1024);
    if (!bs) {
        fprintf(stderr, "failed to open binder driver\n");
        return -1;
    }
    g_bs = bs;

    /* get service */
    handle = svcmgr_lookup(bs, svcmgr, "hello");
    g_hello_handle = handle;

    /* send data to server */
    if (argc == 2) {
        sayhello();
    } else if (argc == 3) {
        ret = sayhello_to(argv[2]);
        fprintf(stderr, "get ret of sayhello_to = %d\n", ret);
    }

    binder_release(bs, handle);
    return 0;
}

　　

上机测试:
a. 烧写非android系统, 比如QT（因为android系统上电会运行其只带的service_manager,这里借助QT系统）
b. 重新编译内核让它支持NFS, 更新板上内核,可以通过nfs挂载
make menuconfig
　　File systems --->
　　　　[*] Network File Systems --->
　　　　　<*> NFS client support
　　　　　　[*] NFS client support for NFS version 3
　　　　　　[*] NFS client support for the NFSv3 ACL protocol extension
　　　　　　[*] NFS client support for NFS version 4
　　　　　　[*] NFS client support for NFSv4.1 (EXPERIMENTAL)
　　　　　　[*] Root file system on NFS
　　　　　　[*] Use the legacy NFS DNS resolver
　　　　　　[*] Use the new idmapper upcall routine

　make zImage

c. mount nfs, 运行service_manager, test_server, test_client

mount -t nfs -o nolock 192.168.1.123:/work /mnt
./service_manager &
./test_server &
./test_client hello
./test_client hello weidongshan