binder驱动和内核交互笔记

时间：2016-07-15 06:37:35 阅读：303 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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进程只运行在进程固有的虚拟地址空间, 剩下的1G是内核空间用户代码和相关库都运行在用户空间的代码区域. 两个进程共享的内核空间 binder driver是通信媒介
ipc由调用服务号,调用函数名,binder协议构成
handle是指服务号, 区分服务, binder driver通过handle值确定binder ipc数据传递到哪个服务中
RPC代码表示待调函数 RPC数据是传递的参数
文件运算符函数 open系统调用到内核binder_open __open()是系统调用
mmap函数,在内核中开辟一块区域,存放接收IPC数据. 调用ioctl()方法,将IPC数据作为参数,传递给Binder
BINDER_WRITE_READ 进程间接收发送Binder IPC数据 struct binder_write_read
BINDER_SET_MAX_THREADS 设定注册到binder driver中binder线程的最大个数 size_t
BINDER_SET_CONTEXT_MGR 设定服务管理者
BINDER_THREAD_EXIT 删除Binder线程
根据Binder协议,决定是否传输协议
IPC层传递给binder driver的BINDER_COMMAND_PROTOCOL 通过Binder driver向接收端发送IPC数据时使用
binder driver传递给ipc层的BINDER_RETURN_PROTOCOL
/home/mec/goldfish/drivers/staging/android/bind.h
驱动收到信息会查询ipc数据中的handle信息查找相应的Service,然后driver将协议更改为BR_TRANSACTION,并将其重新插入IPC数据中,然后传递到server中具体调用IPC数据中的哪个函数由ipc数据中的RPC代码决定
IPC应答数据 BR_REPLY BC_REPLY
调用一个已经定义好的函数,通常需要提出函数的名称,并传递相应的参数.
binder驱动通过handle查找server,我们称为Binder寻址. 为了顺利实现寻址,server一般必须先把自身服务的访问信息注册到Manager中. 注册的过程中 server会向binder驱动传输IPC数据,其中包含RPC代码 ADD_SERVICE RPC数据(注册服务名称)
并且handle值设置为0, service会将IPC数据传递给Manager,然后driver驱动会生成一个binder节点.用来表示server中的服务A.
接下来生成binder节点引用数据,以便manager识别binder节点,并将相关节点连接起来,根据生成的顺序,引用数据会被编号.这种编号会将插入IPC数据中,传递给Manager, manager会根据IPC数据中服务的名称和BInder节点编号,将服务注册到自身的服务目录列表中
manager根据请求的服务名称在自身持有的服务列表中查找相对应的服务编号. 驱动将客户端的引用数据和manager引用数据所指的binder节点连接起来.
manager(接收IPC数据,发送IPC应答数据)中mmap函数在内核中开辟一块用于接收ipc数据的buffer 再调用ioctl函数进入待机状态等待ipc数据.
server((发送IPC数据,接收IPC应答数据)中调用mmap函数在内核中开辟一块用于接收ipc 应答数据的buffer 移动的数据是RPC数据和binder协议,ipc数据在内核组装
服务的编号就是服务引用
注册是时候 RPC数据是服务名称 RPC代码注册函数ADD_SERVICE
使用服务 RPC代码制定服务函数,RPC数据服务函数的参数
驱动角度分析 binder_proc open的时候创建接收IPC数据的buffer 大小为调用mmap时制定的大小,保存在binder_buffer结构体中而后binder_buffer结构体注册到binder_proc
驱动通过handle查找到manager的binder_node和binder_proc结构体,然后为要注册的服务,生成binder_node结构体.驱动将binder_node分别注册到server的binder_proc和manager的binder_proc,(驱动会分别将binder_node注册到server的binder_proc和manager的binder_proc结构体之中)然后驱动找到manager的binder_buffer发送IPC数据.

进程 buffer发送ipc数据->驱动,驱动通过handle找到服务和binder_proc,然后把数据通过其中的buffer继续转发

检索的时候是指向manager 请求指定名称的handle作为返回值
驱动将服务的binder_node结构体注册到客户端的binder_proc

一般server向manager注册的时候才会生成binder_node结构体,但是manager直接访问驱动,生成binder_node.并且该binder_node的编号为0.

发送请求的时候会在驱动中找到请求的binder_proc结构体,向其中接收的buffer中复制ipc数据.
请求返回的时候会把服务的binder节点注册到请求的binder_proc结构体,将ipc应答数据复制到buffer进去,唤醒客户端传递ipc应答数据.
驱动根据manager返回的服务编号handle查找相对于的binder_node结构体,而后将查找到的binder_node结构体注册到客户端的binder_proc,binder_node结构体用于在服务使用阶段查找server的binder_proc结构体.

服务使用
驱动接收到数据,经过处理,会唤醒一方,然后让一方进入待机状态.
函数分析
进程使用binder驱动第一步就是打开文件binder_open 会初始化binder_proc结构体,初始化待机队列(wait queue).用来将进程切换到待机状态下.
binder_proc称为binder驱动的根结构体
mmap将用户空间的特定区域映射到内核空间的特定区域. 用户空间中的进程不能直接访问内核空间,所以只能通过内核空间的特定映射区域来访问内核空间.
cat pid/maps查看链接信息
/home/mec/froyo/build/core/prelink-linux-arm.map
使用binder的进程调用驱动的mmap函数创建与用户空间映射的binder mmap区域, 并且驱动只在内核空间的数据接收区保存数据,
用户空间的接收区域与内核空间的ipc数据接收区域由binder_mmap函数映射在一起.
在内核中开辟buffer,然后和用户空间的buffer映射起来
用户空间和内核空间的buffer要映射到实际的物理内存上.
binder_update_page_range分配物理页,
binder_insert_free_buffer free_buffers变量是接收ipc数据的buffer 根据ipc数据的大小,分配不同大小的free_buffer
//binder_write_read是在RPC代码中 BINDER_WRITE_READ命令码在在RPC中
上面的应该是ipc代码???????????
binder_write_read中的write_buffer成员变量在传递经由驱动的数据时使用,来发送ipc数据或ipc应答数据
中的read_buffer 接收来自驱动的数据 ipc数据以何种形态存在binder_write_read结构体中的write_buffer 和read_buffer
handle RPC代码和RPC数据保存在binder_transaction_data的结构体中加上binder协议就是IPC数据
binder协议在前,后面依次是handle RPC代码和RPC数据包含在了write_buffer中228图有问题
binder_write_read结构体在传输的过程中(用户空间到内核空间) 使用了copy_from_user
接收完数据要传递到用户空间处理
将用户空间中的数据拷贝到自身的binder_write_read结构体中
根据read_size和write_size 变量是发送ipc数据还是接收ipc数据
接收时将生成相应的read_buffer,并且read_size大于零
interruptible可中断的 exclusive独有的通过当前进程的binder_proc结构体wait变量将当前任务注册到待机队列中. 然后将task_truct结构体内的state变量又TASK_RUNNING 更改为TASK_INTERRUPTIBLE再调用schedule函数
wake_up即可唤醒
binder_write_read
中的结构体,一个是接收ipc数据,一个是发送ipc数据.
服务名称和flat_binder_object(数据,注册和检索时,用于生成或查找binder节点)结构体会被注册到ipc数据的RPC数据中flat_binder_object要么代码节点(BINDER_TYPE_BINDER)要么是引用传送write_size就大于零
consumed指ipc数据的个数 get_user获取binder协议
在binder_transaction_data中协议排在第一位,然后是RPC数据将指针所指向的内容重新拷贝到内核空间中
接收端和发送端通过binder_transaction结构体收发数据
target_proc指向了接收端的binder_proc结构体 wait_queue_head_t用来帮助接收端脱离待机状态
通过handle找到binder_node然后找到对于的接收端进程
binder_proc中有很多Binder_node,且binder_node中的binder_proc指向同一个

向接收端发送数据
t->from 来自线程此处的thread为binder_get_thread获取的通过线程查找到所在进程
t->to_proc 到达进程
t.buffer 为binder驱动程序为该事务分配的一块内存缓冲区然后把事务注册
struct binder_transaction *transaction; //每一个事务都关联一个目标Binder实体对象
一个事务中含有一个小的binder_buffer结构体,来传送ipc数据
/////////////////////////////////////////////
一个copy_from_user完成了从发送进程到接收进程的转换
binder_buffer结构体是小的.
新生成的binder节点会被注册到当前进程的binder_proc中
binder_get_ref_for_node检查binder节点是否存在于binder_proc进程中若存在,则返回,不然新建,并将binder节点注册其中.并且binder_ref也注册到进程中refs_by_node变量中
desc首次注册服务时生成,编号用来在manager中管理服务列表中不同的服务. 这些东西都注册到了binder_proc中
wait_queue_head_t *target_wait; target_list 接收端的是todo(数据在这里面找 binder_work(更底层了) 传输数据协议) 添加到wait中执行
wake_up_interruptible函数唤醒
//////////////////////////////////驱动中完成
发送端执行
binder_thread_write函数进入等待在binder_ioctl层面

在接收端先查找出来binder_work,

Container_of第一参数是结构体成员变量的地址,第二个是结构体定义,第三个是第一个参数在结构体中的名称

接收的时候不要调用copy_to_user,应用内核和用户空间都映射到了物理空间上面
BR_TRANSACTION是在接收端的内核进程中加的.
binder_write_read.read_buffer 等于binde协议BR_TRANSACTION + binder_transaction_data
把binder_transaction保存在线程的transaction_stack 查找另一端接收进程

服务检索阶段的时候返回会创建flat_binder_object
binder_write_read.write_buffer 等于binde协议BC_TRANSACTION + binder_transaction_data
handle(0) RPC代码 RPC数据(服务名称)
服务端应答
binder_write_read.write_buffer 等于binde协议BC_REPLY + binder_transaction_data
handle(0) RPC代码 RPC数据(binder_object)服务目录编号 type设为HANDLE
服务使用阶段
binder_write_read.write_buffer 等于binde协议BC_TRANSACTION + binder_transaction_data
handle(binder_ref中的desc) RPC代码服务函数 RPC数据(服务函数参数)
handle-> binder_ref->binder_node->binder_proc
通过handle获取binder_ref(此结构体由manager持有)
还要向服务客户端注册binder节点,都会生成一个binder_ref,同时desc加1,然后修改handle编号的值
服务目录通过/system/service程序即可查看 service list查看服务列表
manager采用c语言编写驱动编写

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原文地址：http://blog.csdn.net/jiyilanzhou/article/details/51914192

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