今天我們來看看 Android 系統的一個子系統Binder。首先先來介紹下 Binder 子系統，它是 Android 系統中用來進程間通信的一種方式。那麼爲什麼要學習下 binder 系統呢？因爲掌握了 binder 子系統，我們就能很好的理解在 Android 系統進程間到底是怎樣進行通訊的，並且基於 binder 實現的各種 client 和 server 之間是怎麼進行一步步通訊的。下來我們就開始來看看 binder 子系統。
binder 系統的核心是另種通信方式：IPC 和 RPC。IPC 是 src A 直接發給 des B，而 RPC 是 src A 通過遠程函數調用 des B。
1、IPC 通信的方式有三個要素：
1. 發送源：A；
2. 目的：B 向 servicemanger 註冊 led 服務，A 向 servicemanger 查詢 led 服務，得到一個 handle；
3. 數據本身：char buf[512]；
2、RPC 通信方式是遠程函數調用：
1. 調用的是哪個函數：sever 的函數編號；
2. 傳給它什麼參數，返回值。通過 IPC 的 buf 傳輸。
example：LED 傳輸。IPC 方式是從 A 直接發送給B；而 RPC 方式是 led_open、led_ctl 進行封裝數據，然後發送給 B，在 B 那邊調用 led_open，led_ctl 再次取出數據。
我們先來大概介紹下 client、servicemanger、server 三個的作用。
client：
1. 打開驅動；
2. 獲取服務：向 servicemanger 查詢服務，獲得一個 handle；
3. 向 handle 發送數據。
servicemanger：
1. 打開驅動；
2. 告訴驅動，它是 “servicemanger”；
3. while(1) {
讀驅動獲取數據；
解析數據；
調用：a. 註冊服務：在鏈表中記錄服務名；
b. 獲取服務：b.1 在鏈表中查詢有無此服務；b.2 返回 “server進程”的 handle。
};
server：
1. 打開驅動；
2. 註冊服務：向 servicemanger 發送服務；
3. while(1) {
讀驅動獲取數據；
解析數據；
調用對應函數。
};
它們三個都是基於 binder 驅動進行工作。我們先來看看 service_manger.c 文件，mian 函數大體如下
int main(int argc, char **argv)
{
struct binder_state *bs;
bs = binder_open(128*1024); // 對應上面的第一步。打開驅動
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; // 對應上面的第二步。告訴驅動，它是 ServiceManager
binder_loop(bs, svcmgr_handler); // 對應上面的第三步。 while 循環所做的事情
return 0;
}我們再來看看 binder.c （對應於上面的 server），其中 binder_loop 函數就在此文件中。我們來看看 binder_loop 函數所做的事情，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); // 讀取驅動獲得數據
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); // 解析數據
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;
}
}
}我們再來看看 bctest.c 文件（對應於上面的 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]); // 獲取服務
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); // 註冊服務
argc--;
argv++;
} else {
fprintf(stderr,"unknown command %s\n", argv[0]);
return -1;
}
argc--;
argv++;
}
return 0;
}先來看看 svcmgr_lookup 函數是怎麼來獲取服務的，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;
// 構造 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)) // 獲取服務
return 0;
handle = bio_get_ref(&reply);
if (handle)
binder_acquire(bs, handle);
binder_done(bs, &msg, &reply);
return handle;
}我們看到其中核心函數是 binder_call 函數。再來看看 svcmgr_publish 函數是怎麼來註冊服務的，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)) // 註冊服務
return -1;
status = bio_get_uint32(&reply);
binder_done(bs, &msg, &reply);
return status;
} 其中核心函數還是 binder_call 函數。binder_call 函數的參數作用分別是：1、遠程調用；2、向誰發送數據；3、調用那個函數；4、提供什麼參數；5、返回值。
那麼 binder_call 函數中的參數作用如下：
1、bs 是一個結構體， 代表遠程調用；
2、msg 中含有服務的名字；
3、reply 中含有servicemanager回覆的數據, 表示提供服務的進程；
4、target 代表是的 0，表示servicemanager, (if (target == 0))；
5、SVC_MGR_CHECK_SERVICE 表示要調用servicemanager中的"getservice函數"。
下來我們具體來看看 binder_call 的實現
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;
}
// 構造參數
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); // 調用 ioctl 發數據
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;
}我們看到在 writebuf 中構造參數，構造參數放在 buf 中，用 binder_io 來描述。先把 binder_io 轉換爲 binder_write_read；在 ioctl 中調用它來發送數據；最後在 binder_parse 函數將 binder_write_read 轉換爲 binder_io。
下來我們再來看看 IPC 是怎麼進行數據交互的。我們前面說了，IPC 傳輸方式有三個要素：
1. 源（自己）
2. 目的：用 handle 表示“服務”，即向實現該“服務”的進程發送數據；handle 是“服務”的引用。
3. 數據。
handle 是進程 A 對進程 B 提供的服務 S 的引用。
下來我們來解釋下上面那句話中的一些關鍵詞：
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;
};我們看到 binder_ref 結構體中有個 binder_node 結構體，這個 binder_node 便指的是服務 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 結構體中有個 binder_proc 結構體，這個 binder_proc 便指的是進程 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 結構體中有個 threads 結構體，這個 threads 便指的是多線程。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;
};現在我們就知道多線程是怎麼來進行信息的傳輸了。
server 傳入一個 flat_binder_object 給驅動：
1. 在內核態驅動裏爲每個服務創建 binder_node。binder_node.proc = server 進程
2. service_manger 在驅動中創建 binder_ref，引用 binder_node 。binder_ref.desc = 1，2，3... ；在用戶態創建服務鏈表（name，handle），handle 指的是前面的 binder_ref.desc
3. client 向 service_manger 查詢服務，傳 name
4. service_manger 返回 handle 給驅動程序
5. 驅動程序在 service_manger 的 binder_ref 紅黑樹中根據 handle 找到 binder_ref，再根據 binder_ref.node 找到 binder_node，最後給 client 創建新的 binder_ref（它的 desc 從 1 開始）。驅動返回 desc 給 client，它即爲 handle
6. client：驅動根據 handle 找到 binder_ref，根據 binder_ref 找到 binder_node，最後根據 binder_node 找到 server 進程。
下來我們來看看數據傳輸過程（進程切換）
client 到 server ，是先寫後讀：
1. client 構造數據，調用 ioctl 發數據；
2. 驅動里根據 handle 找到 server 進程；
3. 把數據放入進程的 binder_proc.todo；
4. 休眠；
5. 被喚醒；
6. 從 todo 鏈表中取出數據，返回用戶空間。
server端，先讀後寫：
1. 讀數據休眠；
2. 被喚醒；
3. 從 todo 鏈表中取出數據，返回用戶空間；
4. 處理數據；
5. 把結果寫給 client，也就是放入 client 的 binder_proc.todo 鏈表，喚醒 client。
那麼一般情況下，數據是如何進行復制的呢？一般方法，需要 2 次複製。
1. client 構造數據；
2. 驅動：copy_from_user
3. server：3.1 驅動，copy_to_user
3.2 用戶態處理
binder複製數據的方法是隻需 1 次複製。
1. server 進行 mmap 映射，用戶態可以直接訪問驅動中的某塊內存。
2. client 構造數據，驅動：copy_from_user
3. server 可以在用戶態直接使用數據。
但是值得注意的是：在 binder 方法中，從 test_client 到 test_server 端有個數據需複製 2 次。在 ioctl 時，binder_write_read 結構體先 copy_from_user 到某個內存局部變量，然後再 copy_to_user 到 test_server 端。別的數據都是從 test_cliet 端 copy_from_user 到內核內存，然後 test_server 端直接通過 mmap 可以訪問到內核內存，不用經過 copy_to_user 複製。因此 binder 系統在進行通信時效率能提高一倍。
接下來我們來看看服務註冊過程，我們先來看看 binder 的驅動框架。我們在 binder_init 函數中看到它是使用 misc_register 來註冊的，說明它是 misc 設備驅動。通過註冊 binder_miscdev 結構體以達到調用 binder_fops 結構體，在 binder_fops 結構體中就含有 binder 驅動各種操作的入口函數。具體代碼如下
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 代碼如下
static struct miscdevice binder_miscdev = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = "binder",
.fops = &binder_fops
};binder_fops 代碼如下
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，打開 binder driver，緊接着 ioctl，最後再 mmap。代碼如下
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;
}做完這些操作後，service_manger 便會進入到 binder_loop 循環中。在 binder_loop 函數中，readbuf 中存儲的是 BC_ENTER_LOOPER，接着 ioctl BINDER_WRITE_READ，再進行 binder_parse 解析。代碼如下
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); // 讀取驅動獲得數據
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); // 解析數據
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 中傳入了 BC_ENTER_LOOPER，看看它做的是那些事情，代碼如下
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;
}我們看到它先是構造了 binder_write_read 結構體，再通過 binder_ioctl 函數發送了 BINDER_WRITE_READ 指令。我們再去 binder_ioctl 函數中看看 BINDER_WRITE_READ 操作做了哪些事情。代碼如下
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 %08lx, read %ld at %08lx\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;
}我們看到先是構造了一個 binder_write_read 結構體，然後利用 copy_from_user 函數將用戶態的數據拷貝至內核（驅動）中。如果有需要給線程中寫入數據，便利用 binder_thread_write 寫進線程中，同理，讀操作也是如此。最後再將 binder_write_read 結構體寫回到用戶層。對於所有的讀操作，數據頭都是 BR_NOOP。那麼對於這種數據頭的處理，binder_parse 函數是直接 break，做休眠處理。
對於 test_server 先是 binder_open，也就是 打開 binder driver，緊接着 ioctl，最後再 mmap 那一套。然後 while 循環，如果我們傳入的是 lookup，他便會調用 svcmgr_lookup 獲取服務；如果是 publish，它便會調用 svcmgr_publish 註冊服務。
一般情況是 test_server 先通過 binder_thread_write 函數發送 BC_TRANSACTION，接着便是調用 binder_thread_read 函數來得到一個 BR_NOOP，等待休眠。然後 service_manger 通過 binder_thread_read 獲得 BR_TRANSACTION，再通過 binder_thread_write 發送一個 BC_REPLY，最後 test_server 通過 binder_thread_read 獲得 BR_REPLY。
我們重點來講下 binder_thread_write 函數的 BC_TRANSACTION：
1. 構造數據：
a. 構造 binder_io；
b. 轉爲 binder_transaction_data；
c. 放入 binder_write_read 結構體中。
2. 通過 ioctl 發送數據；
3. 進去驅動。binder_ioctl 把數據放入 service_manger 進程的 todo 鏈表，並喚醒他。
a. 根據 handle 找到目的進程 service_manger（之前 mmap 映射的空間）；
b. 把數據 copy_from_user，放入 mmap 的空間；
c. 處理 offset 數據，flat_binder_object： 構造 binder_node 給 test_server，構造 binder_ref 給 service_manger，增加引用計數。
d. 喚醒目的進程。
後面就一直是處於 test_server 和 service_manger 進程的 binder_thread_write 和 binder_thread_read 的來回作用中。
在這其中所涉及的 cmd 中，只有 BC_TRANSACTION，BR_TRANSACTION，BC_REPLY 和 BR_REPLY 是涉及兩進程的，其他所有的 cmd 只是 APP 和驅動的交互，用於改變/報告狀態。
我們來總結服務的註冊過程和獲取過程。
服務註冊過程如下：
1. 構造數據，包括 name = “hello” 和 flat_binder_node 結構體；
2. 發送 ioctl；
3. 根據 handle = 0 找到 service_manger 進程，再把數據放到 service_manger 的 todo 鏈表中；
4. 構造結構體。binder_node 給源進程，binder_ref 給目的進程；
5. 喚醒 service_manger；
6. 調用 ADD_SERVICE 函數；
7. 在 svclist 中創建一項（主要是 name =“hello”和 handle）；
8. binder_ref 引用服務，此時的 node 便指向 binder_node。
上面的 1 和 2 是在 test_server 的用戶態完成的，3 4 5 是在 test_server 的內核態完成的；6 7 是在 service_manger 的用戶態完成的，8 是在 service_manger 的內核態完成的。
服務獲取過程如下：
1. 構造數據（name = “hello”）；
2. 通過 ioctl 發送數據給 service_manger，handle = 0；
3. 根據 handle = 0，找到 service_manger，把數據放入他的 todo 鏈表；
4. 喚醒 service_manger；
5. service_manger 內核態返回數據；
6. service_manger 用戶態取出數據，得到 hello 服務；
7. 在 svclist 鏈表里根據 hello 服務名 找到一項，得到 handle = 1；
8. 用 ioctl 把 handle 發給驅動；
9. service_manger 在內核態的 refs_by_desc 樹中，根據 handle = 1 找到 binder_ref，進而找到 hello 服務的 binder_node；
10. 爲 test_client 創建 binder_ref，把handle = 1 放入 test_cient 的 todo 鏈表；
11. 喚醒 tes_client；
12. test_client 內核態返回 handle = 1；
13. test_client 用戶態得到 handle = 1，進而 binder_ref.desc = 1，它中的 node 便對應於前面的 hello 服務。
上面的 1 2 13 是在 test_client 的用戶態完成的，3 4 12 是在 test_client 的內核態完成的；6 7 8 是在 service_manger 的用戶態完成的，5 9 10 11 是在 service_manger 的內核態完成的。
下面我們來看看服務使用過程，跟註冊和獲取過程類似
1. 獲得 “hello”服務，handle = 1；
2. 構造數據，code 是指調用哪個函數，構造參數；
3. 通過 ioctl 發送數據（先寫後讀）；
4. binder_ioctl，根據 handle 找到目的進程；即 test_server；
5. 把數據放入 test_server 的 todo 鏈表；
6. 喚醒 test_server，然後再 binder_thread_read 中休眠；
7. test_server 內核態被喚醒，返回數據到 test_server 用戶態；
8. test_server 用戶態取出數據，根據 code 和 參數 調用函數；
9. 用返回值構造數據；
10. 通過 ioctl 回覆 REPLY；
11. test_server 內核態找出要回復的進程，即 test_client；
12. 把數據放入 test_client 的 todo 鏈表；
13. 喚醒 test_client；
14. 內核態被喚醒，把數據犯規給用戶空間；
15. test_client 用戶態取出返回值，至此使用過程完成。
上面的 1 2 3 15 是在 test_client 的用戶態完成的，4 5 6 14 是在 test_client 的內核態完成的；8 9 10 是在 test_server 的用戶態完成的，7 11 12 13 是在 test_server 的內核態完成的。