9.8 Binder系统_c++实现_内部机制1

1. 内部机制_回顾binder框架关键点

binder进程通讯过程情景举例：

test_server通过addservice向service_manager注册服务

test_client通过getservice向service_manager获取服务

然后test_client使用服务和test_server通讯

在上述通讯过程中涉及的对驱动访问：

(1)注册服务过程add_service

a、test_server为每个服务构造一个flat_binder_object结构体，不同服务结构体的binder和cookie不同

b、调用ioctl发送数据(数据包括：flat_binder_object、服务名称、目的发给谁(handle = 0,表示发给service_manager))

c、驱动程序对每一个flat_binder_object为test_server进程新建binder_node节点，节点的ptr和cookie参数值来之flat_binder_object结构体的binder和cookie

d、驱动程序根据handle=0，找到service_manager，把数据发送给它，且为service_manager进程创建binder_ref结构体，并根据binder_ref创建的顺序设置其desc参数和node指向对应的binder_node

e、service_manager里，记录服务的名称和的desc值，在service_manager应用程序中有svclist链表，链表的每个节点保存有服务的名称和的handle值(其值等于desc)

(2)获取服务过程get_service

a、test_client构造数据(数据：服务的名称、目的(handle = 0))

b、调用ioctl发送数据

c、驱动程序根据handle=0，找到service_manager，把数据发送给它

d、service_manager从svclist根据服务的名字找到对应的项，取出对应节点的handle

e、service_manager通过ioctl返回数据(数据的格式：flat_binder_object(type是引用、handle、cookie))

f、驱动程序发现数据中含有flat_binder_object结构体，且type表示引用，从service_manager进程的binder_ref中找到desc等于handle的一项，找根据binder_node找到对应的服务，最后为test_client进程建立binder_ref，根据test_client获取服务的顺序设置test_client进程你binder_ref的desc值，并设置其node执行对应的服务binder_node

(3)test_client怎么使用helloservice

a、构造数据(数据包含：code(和服务端约定的代表函数的值)、参数、目的(根据服务确定handle值))

b、使用ioctl发数据

c、驱动程序从数据中取出handle，根据handle找到test_client进程里的binder_ref,根据其找到binder_node,在根据binder_node里面的proc找到服务进程，把数据给test_server，并且在数据中设置ptr和cookie，这两个变量等于binder_node的ptr和cookie

d、test_server根据ptr和cookie知道你想调用哪个服务，在根据数据里的code来调用哪个函数

server注册服务时, 对每个服务都提供不同的ptr/cookie,
在驱动程序里对每个服务都构造一个binder_node, 它也含有ptr/cookie

client使用服务前要先getService：会在驱动程序里对该服务构造一个binder_ref,
binder_ref含有desc, node成员, desc是整数, node指向对应服务的binder_node

使用服务时, client构造数据，调用ioctl：数据里含有handle

驱动程序根据handle找到binder_ref(desc==handle), 找到binder_node, 再找到server,
从binder_node取出ptr/cookie连同那些数据发给server

server根据ptr/cookie知道要调用哪一个服务，．．．．

最核心函数: ioctl
client的最核心数据是：handle
server的最核心数据是：ptr/cookie

4. 内部机制_代理类分析: BpServiceManager和BpHelloService

test_client与test_server之间通信在C++中是通过代理类BpHelloService来实现(这个时候test_client是client，test_server是server)

test_server向service_manager添加服务的过程是通过代理类BpServiceManager来实现的(这个时候test_server是client，service_manager是server)

test_client向service_manager获得服务的过程是通过代理类BpServiceManager来实现的(这个时候test_client是client，service_manager是server)

根据上面那节内容：client的最核心数据是：handle

那么对于类BpServiceManager：传给它的handle = 0；

那么对于类BpHelloService：传给它的handle = BpServiceManager->getservice("hello")返回的handle值

4.1 获得BpServiceManager对象的过程:
defaultServiceManager构造了一个BpServiceManager对象，
其中它的mRemote = new BpBinder(0); // mRemote->mHandle=0

defaultServiceManager(单例模式，一个进程中只有一个) // IServiceManager.cpp
　　　　　　　　　　　　　　// 把BpBinder(mHandle=0)对象转换为IServiceManager接口(BpServiceManager)
　　gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
分析:
ProcessState::self()->getContextObject(NULL)
　　getStrongProxyForHandle(0);
　　　　b = new BpBinder(handle); // mHandle=handle=0

interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0)) // IInterface.h
　　IServiceManager::asInterface(obj);
　　　　return new BpServiceManager(obj); // mRemote=obj=new BpBinder(0);

4.2 获得BpHelloService对象的过程:
调用BpServiceManager的getService函数获得一个flat_binder_object，
从中取出handle, 创建一个BpBinder(handle),
然后使用interface_cast使用这个BpBinder创建一个BpHelloService对象

// binder是BpBinder对象, 里面含有HelloService的handle
sp<IBinder> binder = sm->getService(String16("hello")); // IServiceManager.cpp
　　　　　　　　　　　　// 构造数据: 数据中肯定含有"hello"
　　　　　　　　　　　　// 发送数据: 给handle 0, 即 service_manager进程
　　　　　　　　　　　　// 从收到的回复中取出HelloService的handle
　　　　　　　　　　　　　return reply.readStrongBinder();
　　　　　　　　　　　　　　　unflatten_binder(ProcessState::self(), *this, &val);
　　　　　　　　　　　　　　　　*out = proc->getStrongProxyForHandle(flat->handle);
　　　　　　　　　　　　　　　　　　new BpBinder(handle);

　　　　　　　　　　　　// 把binder转换为IHelloService接口(BpHelloService对象)
　　　　　　　　　　　　// binder是BpBinder对象, 里面含有HelloService的handle
sp<IHelloService> service = interface_cast<IHelloService>(binder);

4.3 代理类如何发送数据: ioctl, 数据里含有handle, 含有其他构造的参数
构造好数据之后，调用：
remote()->transact(...)
　　IPCThreadState::self()->transact(mHandle, code, data, reply, flags);

5. 内部机制_数据传输: ProcessState和IPCThreadState

test_server主进程open、mmap的操作通过sp<ProcessState> proc(ProcessState::self())来实现

类对象是ProcessState，其是单例模式，每个进程只有一个ProcessState，通过ProcessState::self来得到对象gProcess

test_server会根据情况创建多个线程，每个线程有一个IPCThreadState，其也是单例模式，通过IPCThreadState::self来得到对象

ProcessState：

　　gProcess = new ProcessState时open和mmap，fd存在mDriverFD里

每个线程都有自己的IPCThreadState对象，该对象是线程特有的，各自不同，它应该存在线程的局部空间里，在进程中通过pthread_key_create()创建一个key，有key就有value，键值对。同一个key对于线程其可以设置不同的value

在线程1中通过pthread_setspecific(k,v1)设置，通过pthread_getspecific(k)获得进程v1

在线程1中通过pthread_setspecific(k,v2)设置，通过pthread_getspecific(k)获得进程v2

即线程共用同一个键，对于不同的值

IPCThreadState

　　ProcessState::self()->startThreadPool();//创建子线程，其就是在子线程中执行IPCThreadState::self()->joinThreadPool()来创建线程

　　IPCThreadState::self()->joinThreadPool();//主线程

IPCThreadState::self()这个函数第一次调用的时候会通过pthread_getspecific(k)来获取Value，这个Value就是IPCThreadState对象，第一次获取肯定为空，这个时候创建IPCThreadState对象，并且通过pthread_setspecific设置自身为Value，以后在调用IPCThreadState::self()的时候直接获得第一次创建的IPCThreadState，这样就能保证每一个线程只有一个IPCThreadState

5.1 addService
对于不同服务，构造flat_binder_object结构体，里面的.binder/.cookie对于不同的服务它的值不一样

sm->addService(String16("hello"), new BnHelloService());
　　data.writeStrongBinder(service); // service = new BnHelloService();
　　　　flatten_binder(ProcessState::self(), val, this); // val = service = new BnHelloService();
　　　　　　flat_binder_object obj; // 参数 binder = val = service = new BnHelloService();
　　　　　　IBinder *local = binder->localBinder(); // local =this = new BnHelloService();
　　　　　　obj.type = BINDER_TYPE_BINDER;
　　　　　　obj.binder = reinterpret_cast<uintptr_t>(local->getWeakRefs());
　　　　　　obj.cookie = reinterpret_cast<uintptr_t>(local); // new BnHelloService();

5.2 server如何分辨client想使用哪一个服务
server收到数据里含有flat_binder_object结构体,
它可以根据.binder/.cookie分析client想使用哪一个服务

把.cookie转换为BnXXXX对象，然后调用它的函数:
　　// 根据cookie构造了一个BBinder指针, 实际上是指向某个BnXXX对象(BBinder是其父类)
　　sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie);

　　// 然后调用它的transact函数
　　error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);
　　　　err = onTransact(code, data, reply, flags); // 就会调用到BnXXX里实现的onTransact
　　　　// 它就会根据code值来调用不同的函数

5.3 怎么调用到HelloService所提供的函数