浅谈Service Manager成为Android进程间通信（IPC）机制Binder守护进程之路(2)

 继续分析这个函数之前，又要解释两个数据结构了，一个是struct binder_thread结构体，顾名思久，它表示一个线程，这里就是执行binder_become_context_manager函数的线程了。

 

1. struct binder_thread {  
2.     struct binder_proc *proc;  
3.     struct rb_node rb_node;  
4.     int pid;  
5.     int looper;  
6.     struct binder_transaction *transaction_stack;  
7.     struct list_head todo;  
8.     uint32_t return_error; /* Write failed, return error code in read buf */  
9.     uint32_t return_error2; /* Write failed, return error code in read */  
10.         /* buffer. Used when sending a reply to a dead process that */  
11.         /* we are also waiting on */  
12.     wait_queue_head_t wait;  
13.     struct binder_stats stats;  
14. }; 

  proc表示这个线程所属的进程。struct binder_proc有一个成员变量threads，它的类型是rb_root，它表示一查红黑树，把属于这个进程的所有线程都组织起来，struct binder_thread的成员变量rb_node就是用来链入这棵红黑树的节点了。looper成员变量表示线程的状态，它可以取下面这几个值：

 

1. enum {  
2.     BINDER_LOOPER_STATE_REGISTERED  = 0x01,  
3.     BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED     = 0x02,  
4.     BINDER_LOOPER_STATE_EXITED      = 0x04,  
5.     BINDER_LOOPER_STATE_INVALID     = 0x08,  
6.     BINDER_LOOPER_STATE_WAITING     = 0x10,  
7.     BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN = 0x20  
8. }; 

  其余的成员变量，transaction_stack表示线程正在处理的事务，todo表示发往该线程的数据列表，return_error和return_error2表示操作结果返回码，wait用来阻塞线程等待某个事件的发生，stats用来保存一些统计信息。这些成员变量遇到的时候再分析它们的作用。

 

        另外一个数据结构是struct binder_node，它表示一个binder实体：

 

1. struct binder_node {  
2.     int debug_id;  
3.     struct binder_work work;  
4.     union {  
5.         struct rb_node rb_node;  
6.         struct hlist_node dead_node;  
7.     };  
8.     struct binder_proc *proc;  
9.     struct hlist_head refs;  
10.     int internal_strong_refs;  
11.     int local_weak_refs;  
12.     int local_strong_refs;  
13.     void __user *ptr;  
14.     void __user *cookie;  
15.     unsigned has_strong_ref : 1;  
16.     unsigned pending_strong_ref : 1;  
17.     unsigned has_weak_ref : 1;  
18.     unsigned pending_weak_ref : 1;  
19.     unsigned has_async_transaction : 1;  
20.     unsigned accept_fds : 1;  
21.     int min_priority : 8;  
22.     struct list_head async_todo;  
23. }; 

   rb_node和dead_node组成一个联合体。 如果这个Binder实体还在正常使用，则使用rb_node来连入proc->nodes所表示的红黑树的节点，这棵红黑树用来组织属于这个进程的所有Binder实体；如果这个Binder实体所属的进程已经销毁，而这个Binder实体又被其它进程所引用，则这个Binder实体通过dead_node进入到一个哈希表中去存放。proc成员变量就是表示这个Binder实例所属于进程了。refs成员变量把所有引用了该Binder实体的Binder引用连接起来构成一个链表。internal_strong_refs、local_weak_refs和local_strong_refs表示这个Binder实体的引用计数。ptr和cookie成员变量分别表示这个Binder实体在用户空间的地址以及附加数据。其余的成员变量就不描述了，遇到的时候再分析。

 

        现在回到binder_ioctl函数中，首先是通过filp->private_data获得proc变量，这里binder_mmap函数是一样的。接着通过binder_get_thread函数获得线程信息，我们来看一下这个函数：

 

1. static struct binder_thread *binder_get_thread(struct binder_proc *proc)  
2. {  
3.     struct binder_thread *thread = NULL;  
4.     struct rb_node *parent = NULL;  
5.     struct rb_node **p = &proc->threads.rb_node;  
6.  
7.     while (*p) {  
8.         parent = *p;  
9.         thread = rb_entry(parent, struct binder_thread, rb_node);  
10.  
11.         if (current->pid < thread->pid)  
12.             p = &(*p)->rb_left;  
13.         else if (current->pid > thread->pid)  
14.             p = &(*p)->rb_right;  
15.         else 
16.             break;  
17.     }  
18.     if (*p == NULL) {  
19.         thread = kzalloc(sizeof(*thread), GFP_KERNEL);  
20.         if (thread == NULL)  
21.             return NULL;  
22.         binder_stats.obj_created[BINDER_STAT_THREAD]++;  
23.         thread->proc = proc;  
24.         thread->pid = current->pid;  
25.         init_waitqueue_head(&thread->wait);  
26.         INIT_LIST_HEAD(&thread->todo);  
27.         rb_link_node(&thread->rb_node, parent, p);  
28.         rb_insert_color(&thread->rb_node, &proc->threads);  
29.         thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN;  
30.         thread->return_error = BR_OK;  
31.         thread->return_error2 = BR_OK;  
32.     }  
33.     return thread;  
34. } 

 这里把当前线程current的pid作为键值，在进程proc->threads表示的红黑树中进行查找，看是否已经为当前线程创建过了binder_thread信息。在这个场景下，由于当前线程是第一次进到这里，所以肯定找不到，即*p == NULL成立，于是，就为当前线程创建一个线程上下文信息结构体binder_thread，并初始化相应成员变量，并插入到proc->threads所表示的红黑树中去，下次要使用时就可以从proc中找到了。注意，这里的thread->looper = BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN。

 

        回到binder_ioctl函数，继续往下面，有两个全局变量binder_context_mgr_node和binder_context_mgr_uid，它定义如下：

 

1. static struct binder_node *binder_context_mgr_node;  
2. static uid_t binder_context_mgr_uid = -1; 

   binder_context_mgr_node用来表示Service Manager实体，binder_context_mgr_uid表示Service Manager守护进程的uid。在这个场景下，由于当前线程是第一次进到这里，所以binder_context_mgr_node为NULL，binder_context_mgr_uid为-1，于是初始化binder_context_mgr_uid为current->cred->euid，这样，当前线程就成为Binder机制的守护进程了，并且通过binder_new_node为Service Manager创建Binder实体：

 

1. static struct binder_node *  
2. binder_new_node(struct binder_proc *proc, void __user *ptr, void __user *cookie)  
3. {  
4.     struct rb_node **p = &proc->nodes.rb_node;  
5.     struct rb_node *parent = NULL;  
6.     struct binder_node *node;  
7.  
8.     while (*p) {  
9.         parent = *p;  
10.         node = rb_entry(parent, struct binder_node, rb_node);  
11.  
12.         if (ptr < node->ptr)  
13.             p = &(*p)->rb_left;  
14.         else if (ptr > node->ptr)  
15.             p = &(*p)->rb_right;  
16.         else 
17.             return NULL;  
18.     }  
19.  
20.     node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);  
21.     if (node == NULL)  
22.         return NULL;  
23.     binder_stats.obj_created[BINDER_STAT_NODE]++;  
24.     rb_link_node(&node->rb_node, parent, p);  
25.     rb_insert_color(&node->rb_node, &proc->nodes);  
26.     node->debug_id = ++binder_last_id;  
27.     node->proc = proc;  
28.     node->ptr = ptr;  
29.     node->cookie = cookie;  
30.     node->work.type = BINDER_WORK_NODE;  
31.     INIT_LIST_HEAD(&node->work.entry);  
32.     INIT_LIST_HEAD(&node->async_todo);  
33.     if (binder_debug_mask & BINDER_DEBUG_INTERNAL_REFS)  
34.         printk(KERN_INFO "binder: %d:%d node %d u%p c%p created\n",  
35.                proc->pid, current->pid, node->debug_id,  
36.                node->ptr, node->cookie);  
37.     return node;  
38. } 

 注意，这里传进来的ptr和cookie均为NULL。函数首先检查proc->nodes红黑树中是否已经存在以ptr为键值的node，如果已经存在，就返回NULL。在这个场景下，由于当前线程是第一次进入到这里，所以肯定不存在，于是就新建了一个ptr为NULL的binder_node，并且初始化其它成员变量，并插入到proc->nodes红黑树中去。

 

        binder_new_node返回到binder_ioctl函数后，就把新建的binder_node指针保存在binder_context_mgr_node中了，紧接着，又初始化了binder_context_mgr_node的引用计数值。

        这样，BINDER_SET_CONTEXT_MGR命令就执行完毕了，binder_ioctl函数返回之前，执行了下面语句：

 

1. if (thread)  
2.         thread->looper &= ~BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN; 

    回忆上面执行binder_get_thread时，thread->looper = BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN，执行了这条语句后，thread->looper = 0。

 

       回到frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c文件中的main函数，下一步就是调用binder_loop函数进入循环，等待Client来请求了。binder_loop函数定义在frameworks/base/cmds/servicemanager/binder.c文件中：

 

1. void binder_loop(struct binder_state *bs, binder_handler func)  
2. {  
3.     int res;  
4.     struct binder_write_read bwr;  
5.     unsigned readbuf[32];  
6.  
7.     bwr.write_size = 0;  
8.     bwr.write_consumed = 0;  
9.     bwr.write_buffer = 0;  
10.       
11.     readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;  
12.     binder_write(bs, readbuf, sizeof(unsigned));  
13.  
14.     for (;;) {  
15.         bwr.read_size = sizeof(readbuf);  
16.         bwr.read_consumed = 0;  
17.         bwr.read_buffer = (unsigned) readbuf;  
18.  
19.         res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);  
20.  
21.         if (res < 0) {  
22.             LOGE("binder_loop: ioctl failed (%s)\n", strerror(errno));  
23.             break;  
24.         }  
25.  
26.         res = binder_parse(bs, 0, readbuf, bwr.read_consumed, func);  
27.         if (res == 0) {  
28.             LOGE("binder_loop: unexpected reply?!\n");  
29.             break;  
30.         }  
31.         if (res < 0) {  
32.             LOGE("binder_loop: io error %d %s\n", res, strerror(errno));  
33.             break;  
34.         }  
35.     }  
36. } 

  首先是通过binder_write函数执行BC_ENTER_LOOPER命令告诉Binder驱动程序， Service Manager要进入循环了。

 

       这里又要介绍一下设备文件/dev/binder文件操作函数ioctl的操作码BINDER_WRITE_READ了，首先看定义：

 

1. #define BINDER_WRITE_READ           _IOWR('b', 1, struct binder_write_read) 

   这个io操作码有一个参数，形式为struct binder_write_read：

 

1. struct binder_write_read {  
2.     signed long write_size; /* bytes to write */  
3.     signed long write_consumed; /* bytes consumed by driver */  
4.     unsigned long   write_buffer;  
5.     signed long read_size;  /* bytes to read */  
6.     signed long read_consumed;  /* bytes consumed by driver */  
7.     unsigned long   read_buffer;  
8. }; 

    这里顺便说一下，用户空间程序和Binder驱动程序交互大多数都是通过BINDER_WRITE_READ命令的，write_bufffer和read_buffer所指向的数据结构还指定了具体要执行的操作，write_bufffer和read_buffer所指向的结构体是struct binder_transaction_data：

 

1. struct binder_transaction_data {  
2.     /* The first two are only used for bcTRANSACTION and brTRANSACTION,  
3.      * identifying the target and contents of the transaction.  
4.      */  
5.     union {  
6.         size_t  handle; /* target descriptor of command transaction */  
7.         void    *ptr;   /* target descriptor of return transaction */  
8.     } target;  
9.     void        *cookie;    /* target object cookie */  
10.     unsigned int    code;       /* transaction command */  
11.  
12.     /* General information about the transaction. */  
13.     unsigned int    flags;  
14.     pid_t       sender_pid;  
15.     uid_t       sender_euid;  
16.     size_t      data_size;  /* number of bytes of data */  
17.     size_t      offsets_size;   /* number of bytes of offsets */  
18.  
19.     /* If this transaction is inline, the data immediately  
20.      * follows here; otherwise, it ends with a pointer to 
21.      * the data buffer.  
22.      */  
23.     union {  
24.         struct {  
25.             /* transaction data */  
26.             const void  *buffer;  
27.             /* offsets from buffer to flat_binder_object structs */  
28.             const void  *offsets;  
29.         } ptr;  
30.         uint8_t buf[8];  
31.     } data;  
32. }; 

  有一个联合体target，当这个BINDER_WRITE_READ命令的目标对象是本地Binder实体时，就使用ptr来表示这个对象在本进程中的地址，否则就使用handle来表示这个Binder实体的引用。只有目标对象是Binder实体时，cookie成员变量才有意义，表示一些附加数据，由Binder实体来解释这个个附加数据。code表示要对目标对象请求的命令代码，有很多请求代码，这里就不列举了，在这个场景中，就是BC_ENTER_LOOPER了，用来告诉Binder驱动程序， Service Manager要进入循环了。其余的请求命令代码可以参考kernel/common/drivers/staging/android/binder.h文件中定义的两个枚举类型BinderDriverReturnProtocol和BinderDriverCommandProtocol。

 

       flags成员变量表示事务标志：

 

1. enum transaction_flags {  
2.     TF_ONE_WAY  = 0x01, /* this is a one-way call: async, no return */  
3.     TF_ROOT_OBJECT  = 0x04, /* contents are the component's root object */  
4.     TF_STATUS_CODE  = 0x08, /* contents are a 32-bit status code */  
5.     TF_ACCEPT_FDS   = 0x10, /* allow replies with file descriptors */  
6. }; 

   每一个标志位所表示的意义看注释就行了，遇到时再具体分析。

 

      sender_pid和sender_euid表示发送者进程的pid和euid。

      data_size表示data.buffer缓冲区的大小，offsets_size表示data.offsets缓冲区的大小。这里需要解释一下data成员变量，命令的真正要传输的数据就保存在data.buffer缓冲区中，前面的一成员变量都是一些用来描述数据的特征的。data.buffer所表示的缓冲区数据分为两类，一类是普通数据，Binder驱动程序不关心，一类是Binder实体或者Binder引用，这需要Binder驱动程序介入处理。为什么呢？想想，如果一个进程A传递了一个Binder实体或Binder引用给进程B，那么，Binder驱动程序就需要介入维护这个Binder实体或者引用的引用计数，防止B进程还在使用这个Binder实体时，A却销毁这个实体，这样的话，B进程就会crash了。所以在传输数据时，如果数据中含有Binder实体和Binder引和，就需要告诉Binder驱动程序它们的具体位置，以便Binder驱动程序能够去维护它们。data.offsets的作用就在这里了，它指定在data.buffer缓冲区中，所有Binder实体或者引用的偏移位置。每一个Binder实体或者引用，通过struct flat_binder_object 来表示：

 

1. /*  
2.  * This is the flattened representation of a Binder object for transfer  
3.  * between processes.  The 'offsets' supplied as part of a binder transaction 
4.  * contains offsets into the data where these structures occur.  The Binder  
5.  * driver takes care of re-writing the structure type and data as it moves  
6.  * between processes.  
7.  */  
8. struct flat_binder_object {  
9.     /* 8 bytes for large_flat_header. */  
10.     unsigned long       type;  
11.     unsigned long       flags;  
12.  
13.     /* 8 bytes of data. */  
14.     union {  
15.         void        *binder;    /* local object */  
16.         signed long handle;     /* remote object */  
17.     };  
18.  
19.     /* extra data associated with local object */  
20.     void            *cookie;  
21. }; 

    type表示Binder对象的类型，它取值如下所示：

 

1. enum {  
2.     BINDER_TYPE_BINDER  = B_PACK_CHARS('s', 'b', '*', B_TYPE_LARGE),  
3.     BINDER_TYPE_WEAK_BINDER = B_PACK_CHARS('w', 'b', '*', B_TYPE_LARGE),  
4.     BINDER_TYPE_HANDLE  = B_PACK_CHARS('s', 'h', '*', B_TYPE_LARGE),  
5.     BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE = B_PACK_CHARS('w', 'h', '*', B_TYPE_LARGE),  
6.     BINDER_TYPE_FD      = B_PACK_CHARS('f', 'd', '*', B_TYPE_LARGE),  
7. }; 

  flags表示Binder对象的标志，该域只对第一次传递Binder实体时有效，因为此刻驱动需要在内核中创建相应的实体节点，有些参数需要从该域取出。

 

       type和flags的具体意义可以参考Android Binder设计与实现一文。

       最后，binder表示这是一个Binder实体，handle表示这是一个Binder引用，当这是一个Binder实体时，cookie才有意义，表示附加数据，由进程自己解释。

       数据结构分析完了，回到binder_loop函数中，首先是执行BC_ENTER_LOOPER命令：

 

1. readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;  
2. binder_write(bs, readbuf, sizeof(unsigned)); 

     进入到binder_write函数中：

 

1. int binder_write(struct binder_state *bs, void *data, unsigned len)  
2. {  
3.     struct binder_write_read bwr;  
4.     int res;  
5.     bwr.write_size = len;  
6.     bwr.write_consumed = 0;  
7.     bwr.write_buffer = (unsigned) data;  
8.     bwr.read_size = 0;  
9.     bwr.read_consumed = 0;  
10.     bwr.read_buffer = 0;  
11.     res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);  
12.     if (res < 0) {  
13.         fprintf(stderr,"binder_write: ioctl failed (%s)\n",  
14.                 strerror(errno));  
15.     }  
16.     return res;  
17. } 

   注意这里的binder_write_read变量bwr，write_size大小为4，表示write_buffer缓冲区大小为4，它的内容是一个BC_ENTER_LOOPER命令协议号，read_buffer为空。接着又是调用ioctl函数进入到Binder驱动程序的binder_ioctl函数，这里我们也只是关注BC_ENTER_LOOPER相关的逻辑：

 

1. static long binder_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)  
2. {  
3.     int ret;  
4.     struct binder_proc *proc = filp->private_data;  
5.     struct binder_thread *thread;  
6.     unsigned int size = _IOC_SIZE(cmd);  
7.     void __user *ubuf = (void __user *)arg;  
8.  
9.     /*printk(KERN_INFO "binder_ioctl: %d:%d %x %lx\n", proc->pid, current->pid, cmd, arg);*/  
10.  
11.     ret = wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);  
12.     if (ret)  
13.         return ret;  
14.  
15.     mutex_lock(&binder_lock);  
16.     thread = binder_get_thread(proc);  
17.     if (thread == NULL) {  
18.         ret = -ENOMEM;  
19.         goto err;  
20.     }  
21.  
22.     switch (cmd) {  
23.     case BINDER_WRITE_READ: {  
24.         struct binder_write_read bwr;  
25.         if (size != sizeof(struct binder_write_read)) {  
26.             ret = -EINVAL;  
27.             goto err;  
28.         }  
29.         if (copy_from_user(&bwr, ubuf, sizeof(bwr))) {  
30.             ret = -EFAULT;  
31.             goto err;  
32.         }  
33.         if (binder_debug_mask & BINDER_DEBUG_READ_WRITE)  
34.             printk(KERN_INFO "binder: %d:%d write %ld at %08lx, read %ld at %08lx\n",  
35.             proc->pid, thread->pid, bwr.write_size, bwr.write_buffer, bwr.read_size, bwr.read_buffer);  
36.         if (bwr.write_size > 0) {  
37.             ret = binder_thread_write(proc, thread, (void __user *)bwr.write_buffer, bwr.write_size, &bwr.write_consumed);  
38.             if (ret < 0) {  
39.                 bwr.read_consumed = 0;  
40.                 if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr)))  
41.                     ret = -EFAULT;  
42.                 goto err;  
43.             }  
44.         }  
45.         if (bwr.read_size > 0) {  
46.             ret = binder_thread_read(proc, thread, (void __user *)bwr.read_buffer, bwr.read_size, &bwr.read_consumed, filp->f_flags & O_NONBLOCK);  
47.             if (!list_empty(&proc->todo))  
48.                 wake_up_interruptible(&proc->wait);  
49.             if (ret < 0) {  
50.                 if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr)))  
51.                     ret = -EFAULT;  
52.                 goto err;  
53.             }  
54.         }  
55.         if (binder_debug_mask & BINDER_DEBUG_READ_WRITE)  
56.             printk(KERN_INFO "binder: %d:%d wrote %ld of %ld, read return %ld of %ld\n",  
57.             proc->pid, thread->pid, bwr.write_consumed, bwr.write_size, bwr.read_consumed, bwr.read_size);  
58.         if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr))) {  
59.             ret = -EFAULT;  
60.             goto err;  
61.         }  
62.         break;  
63.                             }  
64.     ......  
65.     default:  
66.         ret = -EINVAL;  
67.         goto err;  
68.     }  
69.     ret = 0;  
70. err:  
71.     if (thread)  
72.         thread->looper &= ~BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN;  
73.     mutex_unlock(&binder_lock);  
74.     wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);  
75.     if (ret && ret != -ERESTARTSYS)  
76.         printk(KERN_INFO "binder: %d:%d ioctl %x %lx returned %d\n", proc->pid, current->pid, cmd, arg, ret);  
77.     return ret;  
78. } 

  函数前面的代码就不解释了，同前面调用binder_become_context_manager是一样的，只不过这里调用binder_get_thread函数获取binder_thread，就能从proc中直接找到了，不需要创建一个新的。

 

       首先是通过copy_from_user(&bwr, ubuf, sizeof(bwr))语句把用户传递进来的参数转换成struct binder_write_read结构体，并保存在本地变量bwr中，这里可以看出bwr.write_size等于4，于是进入binder_thread_write函数，这里我们只关注BC_ENTER_LOOPER相关的代码：

 

1. int 
2. binder_thread_write(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,  
3.                     void __user *buffer, int size, signed long *consumed)  
4. {  
5.     uint32_t cmd;  
6.     void __user *ptr = buffer + *consumed;  
7.     void __user *end = buffer + size;  
8.  
9.     while (ptr < end && thread->return_error == BR_OK) {  
10.         if (get_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr))  
11.             return -EFAULT;  
12.         ptr += sizeof(uint32_t);  
13.         if (_IOC_NR(cmd) < ARRAY_SIZE(binder_stats.bc)) {  
14.             binder_stats.bc[_IOC_NR(cmd)]++;  
15.             proc->stats.bc[_IOC_NR(cmd)]++;  
16.             thread->stats.bc[_IOC_NR(cmd)]++;  
17.         }  
18.         switch (cmd) {  
19.         ......  
20.         case BC_ENTER_LOOPER:  
21.             if (binder_debug_mask & BINDER_DEBUG_THREADS)  
22.                 printk(KERN_INFO "binder: %d:%d BC_ENTER_LOOPER\n",  
23.                 proc->pid, thread->pid);  
24.             if (thread->looper & BINDER_LOOPER_STATE_REGISTERED) {  
25.                 thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_INVALID;  
26.                 binder_user_error("binder: %d:%d ERROR:" 
27.                     " BC_ENTER_LOOPER called after " 
28.                     "BC_REGISTER_LOOPER\n",  
29.                     proc->pid, thread->pid);  
30.             }  
31.             thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED;  
32.             break;  
33.         ......  
34.         default:  
35.             printk(KERN_ERR "binder: %d:%d unknown command %d\n", proc->pid, thread->pid, cmd);  
36.             return -EINVAL;  
37.         }  
38.         *consumed = ptr - buffer;  
39.     }  
40.     return 0;  
41. } 

  回忆前面执行binder_become_context_manager到binder_ioctl时，调用binder_get_thread函数创建的thread->looper值为0，所以这里执行完BC_ENTER_LOOPER时，thread->looper值就变为BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED了，表明当前线程进入循环状态了。

 

       回到binder_ioctl函数，由于bwr.read_size == 0，binder_thread_read函数就不会被执行了，这样，binder_ioctl的任务就完成了。

       回到binder_loop函数，进入for循环：

 

1. for (;;) {  
2.     bwr.read_size = sizeof(readbuf);  
3.     bwr.read_consumed = 0;  
4.     bwr.read_buffer = (unsigned) readbuf;  
5.  
6.     res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);  
7.  
8.     if (res < 0) {  
9.         LOGE("binder_loop: ioctl failed (%s)\n", strerror(errno));  
10.         break;  
11.     }  
12.  
13.     res = binder_parse(bs, 0, readbuf, bwr.read_consumed, func);  
14.     if (res == 0) {  
15.         LOGE("binder_loop: unexpected reply?!\n");  
16.         break;  
17.     }  
18.     if (res < 0) {  
19.         LOGE("binder_loop: io error %d %s\n", res, strerror(errno));  
20.         break;  
21.     }  
22. } 

又是执行一个ioctl命令，注意，这里的bwr参数各个成员的值：

 

1. bwr.write_size = 0;  
2. bwr.write_consumed = 0;  
3. bwr.write_buffer = 0;  
4. readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;  
5. bwr.read_size = sizeof(readbuf);  
6. bwr.read_consumed = 0;  
7. bwr.read_buffer = (unsigned) readbuf; 

  再次进入到binder_ioctl函数：

 

1. static long binder_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)  
2. {  
3.     int ret;  
4.     struct binder_proc *proc = filp->private_data;  
5.     struct binder_thread *thread;  
6.     unsigned int size = _IOC_SIZE(cmd);  
7.     void __user *ubuf = (void __user *)arg;  
8.  
9.     /*printk(KERN_INFO "binder_ioctl: %d:%d %x %lx\n", proc->pid, current->pid, cmd, arg);*/  
10.  
11.     ret = wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);  
12.     if (ret)  
13.         return ret;  
14.  
15.     mutex_lock(&binder_lock);  
16.     thread = binder_get_thread(proc);  
17.     if (thread == NULL) {  
18.         ret = -ENOMEM;  
19.         goto err;  
20.     }  
21.  
22.     switch (cmd) {  
23.     case BINDER_WRITE_READ: {  
24.         struct binder_write_read bwr;  
25.         if (size != sizeof(struct binder_write_read)) {  
26.             ret = -EINVAL;  
27.             goto err;  
28.         }  
29.         if (copy_from_user(&bwr, ubuf, sizeof(bwr))) {  
30.             ret = -EFAULT;  
31.             goto err;  
32.         }  
33.         if (binder_debug_mask & BINDER_DEBUG_READ_WRITE)  
34.             printk(KERN_INFO "binder: %d:%d write %ld at %08lx, read %ld at %08lx\n",  
35.             proc->pid, thread->pid, bwr.write_size, bwr.write_buffer, bwr.read_size, bwr.read_buffer);  
36.         if (bwr.write_size > 0) {  
37.             ret = binder_thread_write(proc, thread, (void __user *)bwr.write_buffer, bwr.write_size, &bwr.write_consumed);  
38.             if (ret < 0) {  
39.                 bwr.read_consumed = 0;  
40.                 if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr)))  
41.                     ret = -EFAULT;  
42.                 goto err;  
43.             }  
44.         }  
45.         if (bwr.read_size > 0) {  
46.             ret = binder_thread_read(proc, thread, (void __user *)bwr.read_buffer, bwr.read_size, &bwr.read_consumed, filp->f_flags & O_NONBLOCK);  
47.             if (!list_empty(&proc->todo))  
48.                 wake_up_interruptible(&proc->wait);  
49.             if (ret < 0) {  
50.                 if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr)))  
51.                     ret = -EFAULT;  
52.                 goto err;  
53.             }  
54.         }  
55.         if (binder_debug_mask & BINDER_DEBUG_READ_WRITE)  
56.             printk(KERN_INFO "binder: %d:%d wrote %ld of %ld, read return %ld of %ld\n",  
57.             proc->pid, thread->pid, bwr.write_consumed, bwr.write_size, bwr.read_consumed, bwr.read_size);  
58.         if (copy_to_user(ubuf, &bwr, sizeof(bwr))) {  
59.             ret = -EFAULT;  
60.             goto err;  
61.         }  
62.         break;  
63.                             }  
64.     ......  
65.     default:  
66.         ret = -EINVAL;  
67.         goto err;  
68.     }  
69.     ret = 0;  
70. err:  
71.     if (thread)  
72.         thread->looper &= ~BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN;  
73.     mutex_unlock(&binder_lock);  
74.     wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);  
75.     if (ret && ret != -ERESTARTSYS)  
76.         printk(KERN_INFO "binder: %d:%d ioctl %x %lx returned %d\n", proc->pid, current->pid, cmd, arg, ret);  
77.     return ret;  
78. } 

  这次，bwr.write_size等于0，于是不会执行binder_thread_write函数，bwr.read_size等于32，于是进入到binder_thread_read函数：

 

1. static int 
2. binder_thread_read(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,  
3.                    void  __user *buffer, int size, signed long *consumed, int non_block)  
4. {  
5.     void __user *ptr = buffer + *consumed;  
6.     void __user *end = buffer + size;  
7.  
8.     int ret = 0;  
9.     int wait_for_proc_work;  
10.  
11.     if (*consumed == 0) {  
12.         if (put_user(BR_NOOP, (uint32_t __user *)ptr))  
13.             return -EFAULT;  
14.         ptr += sizeof(uint32_t);  
15.     }  
16.  
17. retry:  
18.     wait_for_proc_work = thread->transaction_stack == NULL && list_empty(&thread->todo);  
19.  
20.     if (thread->return_error != BR_OK && ptr < end) {  
21.         if (thread->return_error2 != BR_OK) {  
22.             if (put_user(thread->return_error2, (uint32_t __user *)ptr))  
23.                 return -EFAULT;  
24.             ptr += sizeof(uint32_t);  
25.             if (ptr == end)  
26.                 goto done;  
27.             thread->return_error2 = BR_OK;  
28.         }  
29.         if (put_user(thread->return_error, (uint32_t __user *)ptr))  
30.             return -EFAULT;  
31.         ptr += sizeof(uint32_t);  
32.         thread->return_error = BR_OK;  
33.         goto done;  
34.     }  
35.  
36.  
37.     thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_WAITING;  
38.     if (wait_for_proc_work)  
39.         proc->ready_threads++;  
40.     mutex_unlock(&binder_lock);  
41.     if (wait_for_proc_work) {  
42.         if (!(thread->looper & (BINDER_LOOPER_STATE_REGISTERED |  
43.             BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED))) {  
44.                 binder_user_error("binder: %d:%d ERROR: Thread waiting " 
45.                     "for process work before calling BC_REGISTER_" 
46.                     "LOOPER or BC_ENTER_LOOPER (state %x)\n",  
47.                     proc->pid, thread->pid, thread->looper);  
48.                 wait_event_interruptible(binder_user_error_wait, binder_stop_on_user_error < 2);  
49.         }  
50.         binder_set_nice(proc->default_priority);  
51.         if (non_block) {  
52.             if (!binder_has_proc_work(proc, thread))  
53.                 ret = -EAGAIN;  
54.         } else 
55.             ret = wait_event_interruptible_exclusive(proc->wait, binder_has_proc_work(proc, thread));  
56.     } else {  
57.         if (non_block) {  
58.             if (!binder_has_thread_work(thread))  
59.                 ret = -EAGAIN;  
60.         } else 
61.             ret = wait_event_interruptible(thread->wait, binder_has_thread_work(thread));  
62.     }  
63.         .......  
64. } 

传入的参数*consumed == 0，于是写入一个值BR_NOOP到参数ptr指向的缓冲区中去，即用户传进来的bwr.read_buffer缓冲区。这时候，thread->transaction_stack == NULL，并且thread->todo列表也是空的，这表示当前线程没有事务需要处理，于是wait_for_proc_work为true，表示要去查看proc是否有未处理的事务。当前thread->return_error == BR_OK，这是前面创建binder_thread时初始化设置的。于是继续往下执行，设置thread的状态为BINDER_LOOPER_STATE_WAITING，表示线程处于等待状态。调用binder_set_nice函数设置当前线程的优先级别为proc->default_priority，这是因为thread要去处理属于proc的事务，因此要将此thread的优先级别设置和proc一样。在这个场景中，proc也没有事务处理，即binder_has_proc_work(proc, thread)为false。如果文件打开模式为非阻塞模式，即non_block为true，那么函数就直接返回-EAGAIN，要求用户重新执行ioctl；否则的话，就通过当前线程就通过wait_event_interruptible_exclusive函数进入休眠状态，等待请求到来再唤醒了。

 

        至此，我们就从源代码一步一步地分析完Service Manager是如何成为Android进程间通信（IPC）机制Binder守护进程的了。总结一下，Service Manager是成为Android进程间通信（IPC）机制Binder守护进程的过程是这样的：

        1. 打开/dev/binder文件：open("/dev/binder", O_RDWR);

        2. 建立128K内存映射：mmap(NULL, mapsize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, bs->fd, 0);

        3. 通知Binder驱动程序它是守护进程：binder_become_context_manager(bs);

        4. 进入循环等待请求的到来：binder_loop(bs, svcmgr_handler);

        在这个过程中，在Binder驱动程序中建立了一个struct binder_proc结构、一个struct  binder_thread结构和一个struct binder_node结构，这样，Service Manager就在Android系统的进程间通信机制Binder担负起守护进程的职责了。

本文转自 Luoshengyang 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/shyluo/964529，如需转载请自行联系原作者