聽說你 Binder 機制學的不錯，來解決下這幾個問題（二）

本篇是第二篇，主要是涉及Binder執行緒與程式的喚醒，傳輸資料的封裝與解析等知識點。

• Binder執行緒的睡眠與喚醒（請求執行緒睡在哪個等待佇列上，喚醒目標端哪個佇列上的執行緒）
• Binder協議中BC與BR的區別
• Binder在傳輸資料的時候是如何層層封裝的--不同層次使用的資料結構（命令的封裝）
• Binder驅動傳遞資料的釋放（釋放時機）
• 一個簡單的Binder通訊C/S模型

Client端執行緒睡眠在哪個佇列上，喚醒Server端哪個等待佇列上的執行緒

先看第一部分：傳送端執行緒睡眠在哪個佇列上？

傳送端執行緒一定睡眠在自己binder_thread的等待佇列上，並且，該佇列上有且只有自己一個睡眠執行緒

再看第二部分：在Binder驅動去喚醒執行緒的時候，喚醒的是哪個等待佇列上的執行緒？

理解這個問題需要理解binder_thread中的 struct binder_transaction transaction_stack棧，這個棧規定了transaction的執行順序：*棧頂的一定先於棧內執行。

如果本地操作是BC_REPLY,一定是喚醒之前傳送等待的執行緒，這個是100%的，但是如果是BC_TRANSACTION，那就不一定了,尤其是當兩端互為服務相互請求的時候，場景如下：

• 程式A的普通執行緒AT1請求B程式的B1服務，喚醒B程式的Binder執行緒，AT1睡眠等待服務結束
• B程式的B1服務在執行的的時候，需要請求程式A的A1服務，則B程式的Binder執行緒BT1睡眠，喚醒A程式的Binder執行緒，等待服務結束
• A程式的A1服務在執行的時候，又需要B程式的B2服務，則A程式的binder執行緒AT2睡眠，喚醒B程式的Binder執行緒，等待服務結束

這個時候就會遇到一個問題：喚醒哪個執行緒比較合適？是睡眠在程式佇列上的執行緒，還是之前睡眠的執行緒BT1？答案是：之前睡眠的執行緒BT1，具體看下面的圖解分析

首先第一步A普通執行緒去請求B程式的B1服務，這個時候在A程式的AT1執行緒的binder_ref中會將binder_transaction1入棧，而同樣B的Binder執行緒在讀取binder_work之後，也會將binder_transaction1加入自己的堆疊，如下圖：

而當B的Binder執行緒被喚醒後，執行Binder實體中的服務時，發現服務函式需要反過來去請求A端的A1服務，那就需要通過Binder向A程式傳送請求，並新建binder_transaction2壓入自己的binder_transaction堆疊，而A程式的Binder執行緒被喚醒後也會將binder_transaction2加入自己的堆疊，會後效果如下：

這個時候，還是沒有任何問題，但是恰好在執行A1服務的時候，又需要請求B2服務，這個時候，A1執行緒重複上述壓棧過程，新建binder_transaction3壓入自己的棧，不過在寫入到目標端B的時候，會面臨一個抉擇，寫入那個佇列，是binder_proc上的佇列，還是正在等候A返回的BT1執行緒的佇列？

結果已經說過，是BT1的佇列，為什麼呢？因為BT1佇列上的之前的binder_transaction2在等待A程式執行完，但是A端的binder_transaction3同樣要等待binder_transaction3在B程式中執行完畢，也就是說，binder_transaction3在B端一定是先於binder_transaction2執行的，因此喚醒BT1執行緒，並將binder_transaction3壓入BT2的棧，等binder_transaction3執行完畢，出棧後，binder_transaction2才能執行，這樣，既不妨礙binder_transaction2的執行，同樣也能讓睡眠的BT1程式提高利用率，因為最終的堆疊效果就是：

而當binder_transaction3完成，出棧的過程其實就簡單了，

• BT1 執行binder_transaction3，喚醒A端AT2 Binder執行緒，並且BT1繼續睡眠（因為還有等待的transaction）
• AT2 執行binder_transaction2，喚醒BT1
• BT1 執行binder_transaction1，喚醒AT1
• 執行結束

從這裡可以看出，其實設計的還是很巧妙的，讓執行緒複用，提高了效率，還避免了新建不必要的Binder執行緒，在binder驅動中島實現程式碼，其實就是根據binder_transaction中堆疊記錄查詢，
static void binder_transaction(struct binder_proc proc,
struct binder_thread thread,
struct binder_transaction_data *tr, int reply)
{..
while (tmp) {
// 找到對方正在等待自己程式的執行緒，如果執行緒沒有在等待自己程式的返回，就不要找了

                    // 判斷是不target_proc中，是不是有執行緒，等待當前執行緒
                    // thread->transaction_stack，這個時候，
                    // 是binder執行緒的，不是普通執行緒 B去請求A服務，
                    // 在A服務的時候，又請求了B，這個時候，A的服務一定要等B處理完，才能再返回B，可以放心用B
                        if (tmp->from && tmp->from->proc == target_proc)
                            target_thread = tmp->from;
                        tmp = tmp->from_parent;
          ...            }
        } }複製程式碼

Binder協議中BC與BR的區別

BC與BR主要是標誌資料及Transaction流向，其中BC是從使用者空間流向核心，而BR是從核心流線使用者空間，比如Client向Server傳送請求的時候，用的是BC_TRANSACTION，當資料被寫入到目標程式後，target_proc所在的程式被喚醒，在核心空間中，會將BC轉換為BR，並將資料與操作傳遞該使用者空間。

Binder在傳輸資料的時候是如何層層封裝的--不同層次使用的資料結構（命令的封裝）

核心中，與使用者空間對應的結構體物件都需要新建，但傳輸資料的資料只拷貝一次，就是一次拷貝的時候。

從Client端請求開始分析，暫不考慮java層，只考慮Native，以ServiceManager的addService為例，具體看一下

MediaPlayerService::instantiate();複製程式碼

MediaPlayerService會新建Binder實體，並將其註冊到ServiceManager中:

void MediaPlayerService::instantiate() {
    defaultServiceManager()->addService(
            String16("media.player"), new MediaPlayerService());
}    複製程式碼

這裡defaultServiceManager其實就是獲取ServiceManager的遠端代理：

sp<IServiceManager> defaultServiceManager()
{
    if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager;

    {
        AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);
        if (gDefaultServiceManager == NULL) {
            gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(
                ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
        }
    }

    return gDefaultServiceManager;
}複製程式碼

如果將程式碼簡化其實就是

return gDefaultServiceManager = BpServiceManager (new BpBinder(0));複製程式碼

addService就是呼叫BpServiceManager的addService，

virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service,
        bool allowIsolated)
{
    Parcel data, reply;
    data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor());
    data.writeString16(name);
    data.writeStrongBinder(service);
    data.writeInt32(allowIsolated ? 1 : 0);
    status_t err = remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);
    return err == NO_ERROR ? reply.readExceptionCode() : err;
}複製程式碼

這裡會開始第一步的封裝，資料封裝，其實就是講具體的傳輸資料寫入到Parcel物件中，與Parcel對應是ADD_SERVICE_TRANSACTION等具體操作。比較需要注意的就是data.writeStrongBinder，這裡其實就是把Binder實體壓扁：

status_t Parcel::writeStrongBinder(const sp<IBinder>& val)
{
    return flatten_binder(ProcessState::self(), val, this);
}複製程式碼

具體做法就是轉換成flat_binder_object，以傳遞Binder的型別、指標之類的資訊：

status_t flatten_binder(const sp<ProcessState>& proc,
    const sp<IBinder>& binder, Parcel* out)
{
    flat_binder_object obj;

    obj.flags = 0x7f | FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS;
    if (binder != NULL) {
        IBinder *local = binder->localBinder();
        if (!local) {
            BpBinder *proxy = binder->remoteBinder();
            if (proxy == NULL) {
                ALOGE("null proxy");
            }
            const int32_t handle = proxy ? proxy->handle() : 0;
            obj.type = BINDER_TYPE_HANDLE;
            obj.handle = handle;
            obj.cookie = NULL;
        } else {
            obj.type = BINDER_TYPE_BINDER;
            obj.binder = local->getWeakRefs();
            obj.cookie = local;
        }
    } else {
        obj.type = BINDER_TYPE_BINDER;
        obj.binder = NULL;
        obj.cookie = NULL;
    }

    return finish_flatten_binder(binder, obj, out);
}複製程式碼

接下來看 remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply); 在上面的環境中，remote()函式返回的就是BpBinder(0)，

status_t BpBinder::transact(
    uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
{
    // Once a binder has died, it will never come back to life.
    if (mAlive) {
        status_t status = IPCThreadState::self()->transact(
            mHandle, code, data, reply, flags);
        if (status == DEAD_OBJECT) mAlive = 0;
        return status;
    }

    return DEAD_OBJECT;
}複製程式碼

之後通過 IPCThreadState::self()->transact( mHandle, code, data, reply, flags)進行進一步封裝:

status_t IPCThreadState::transact(int32_t handle,
                uint32_t code, const Parcel& data,
                Parcel* reply, uint32_t flags){
    if ((flags & TF_ONE_WAY) == 0) {
        if (err == NO_ERROR) {
            err = writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);
        }
        if (reply) {
            err = waitForResponse(reply);
        } 
        ..
    return err;
    }複製程式碼

writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);是進一步封裝的入口，在這個函式中Parcel& data、handle、code、被進一步封裝成binder_transaction_data物件，並拷貝到mOut的data中去，同時也會將BC_TRANSACTION命令也寫入mOut，這裡與binder_transaction_data對應的CMD是BC_TRANSACTION，binder_transaction_data也儲存了資料的指引新資訊：

status_t IPCThreadState::writeTransactionData(int32_t cmd, uint32_t binderFlags,
    int32_t handle, uint32_t code, const Parcel& data, status_t* statusBuffer)
{
    binder_transaction_data tr;
    tr.target.handle = handle;
    tr.code = code;
    tr.flags = binderFlags;
    tr.cookie = 0;
    tr.sender_pid = 0;
    tr.sender_euid = 0;
    const status_t err = data.errorCheck();
    if (err == NO_ERROR) {
        tr.data_size = data.ipcDataSize();
        tr.data.ptr.buffer = data.ipcData();
        tr.offsets_size = data.ipcObjectsCount()*sizeof(size_t);
        tr.data.ptr.offsets = data.ipcObjects();
    } ..
    mOut.writeInt32(cmd);
    mOut.write(&tr, sizeof(tr));
    return NO_ERROR;
}複製程式碼

mOut封裝結束後，會通過waitForResponse呼叫talkWithDriver繼續封裝：

status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)
{
    binder_write_read bwr;
    // Is the read buffer empty? 這裡會有同時返回兩個命令的情況 BR_NOOP、BR_COMPLETE
    const bool needRead = mIn.dataPosition() >= mIn.dataSize();
    // We don't want to write anything if we are still reading
    // from data left in the input buffer and the caller
    // has requested to read the next data.
    const size_t outAvail = (!doReceive || needRead) ? mOut.dataSize() : 0;
    bwr.write_size = outAvail;
    bwr.write_buffer = (long unsigned int)mOut.data();        // This is what we'll read.
    if (doReceive && needRead) {
        bwr.read_size = mIn.dataCapacity();
        bwr.read_buffer = (long unsigned int)mIn.data();
    } else {
        bwr.read_size = 0;
        bwr.read_buffer = 0;
    }
    // Return immediately if there is nothing to do.
    if ((bwr.write_size == 0) && (bwr.read_size == 0)) return NO_ERROR;
    bwr.write_consumed = 0;
    bwr.read_consumed = 0;
    status_t err;
    do {
        。。
        if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0)
            err = NO_ERROR；
        if (mProcess->mDriverFD <= 0) {
            err = -EBADF;
        }
    } while (err == -EINTR);

    if (err >= NO_ERROR) {
        if (bwr.write_consumed > 0) {
            if (bwr.write_consumed < (ssize_t)mOut.dataSize())
                mOut.remove(0, bwr.write_consumed);
            else
                mOut.setDataSize(0);
        }
        if (bwr.read_consumed > 0) {
            mIn.setDataSize(bwr.read_consumed);
            mIn.setDataPosition(0);
        }
        return NO_ERROR;
    }
    return err;
}複製程式碼

talkWithDriver會將mOut中的資料與命令繼續封裝成binder_write_read物件，其中bwr.write_buffer就是mOut中的data（binder_transaction_data+BC_TRRANSACTION），之後就會通過ioctl與binder驅動互動，進入核心，這裡與binder_write_read物件對應的CMD是BINDER_WRITE_READ，進入驅動後，是先寫後讀的順序，所以才叫BINDER_WRITE_READ命令，與BINDER_WRITE_READ層級對應的幾個命令碼一般都是跟執行緒、程式、資料整體傳輸相關的操作，不涉及具體的業務處理,比如BINDER_SET_CONTEXT_MGR是將執行緒程式設計ServiceManager執行緒，並建立0號Handle對應的binder_node、BINDER_SET_MAX_THREADS是設定最大的非主Binder執行緒數，而BINDER_WRITE_READ就是表示這是一次讀寫操作：

#define BINDER_CURRENT_PROTOCOL_VERSION 7
#define BINDER_WRITE_READ _IOWR('b', 1, struct binder_write_read)
#define BINDER_SET_IDLE_TIMEOUT _IOW('b', 3, int64_t)
#define BINDER_SET_MAX_THREADS _IOW('b', 5, size_t)
/* WARNING: DO NOT EDIT, AUTO-GENERATED CODE - SEE TOP FOR INSTRUCTIONS */
#define BINDER_SET_IDLE_PRIORITY _IOW('b', 6, int)
#define BINDER_SET_CONTEXT_MGR _IOW('b', 7, int)
#define BINDER_THREAD_EXIT _IOW('b', 8, int)
#define BINDER_VERSION _IOWR('b', 9, struct binder_version)複製程式碼

詳細看一下binder_ioctl對於BINDER_WRITE_READ的處理，

static long binder_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    switch (cmd) {
    case BINDER_WRITE_READ: {
        struct binder_write_read bwr;
        ..
        <!--拷貝binder_write_read物件到核心空間-->
        if (copy_from_user(&bwr, ubuf, sizeof(bwr))) {
            ret = -EFAULT;
            goto err;
        }
        <!--根據是否需要寫資料處理是不是要寫到目標程式中去-->
        if (bwr.write_size > 0) {
            ret = binder_thread_write(proc, thread, (void __user *)bwr.write_buffer, bwr.write_size, &bwr.write_consumed);
        }
      <!--根據是否需要寫資料處理是不是要讀，往自己程式裡讀資料-->
        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);
            <!--是不是要同時喚醒程式上的阻塞佇列-->
            if (!list_empty(&proc->todo))
                wake_up_interruptible(&proc->wait);
        }
        break;
    }
    case BINDER_SET_MAX_THREADS:
        if (copy_from_user(&proc->max_threads, ubuf, sizeof(proc->max_threads))) {
        }
        break;
    case BINDER_SET_CONTEXT_MGR:
       .. break;
    case BINDER_THREAD_EXIT:
        binder_free_thread(proc, thread);
        thread = NULL;
        break;
    case BINDER_VERSION:
    ..
}複製程式碼

binder_thread_write(proc, thread, (void __user )bwr.write_buffer, bwr.write_size, &bwr.write_consumed)這裡其實就是把解析的binder_write_read物件再剝離，*bwr.write_buffer 就是上面的（BC_TRANSACTION+ binder_transaction_data），

int binder_thread_write(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,
            void __user *buffer, int size, signed long *consumed)
{
    uint32_t cmd;
    void __user *ptr = buffer + *consumed;
    void __user *end = buffer + size;
    while (ptr < end && thread->return_error == BR_OK) {

        // binder_transaction_data  BC_XXX+binder_transaction_data
        if (get_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr))  (BC_TRANSACTION)
            return -EFAULT;
        ptr += sizeof(uint32_t);
        switch (cmd) {
        ..
        case BC_FREE_BUFFER: {
            ...
        }
        case BC_TRANSACTION:
        case BC_REPLY: {
            struct binder_transaction_data tr;
            if (copy_from_user(&tr, ptr, sizeof(tr)))
                return -EFAULT;
            ptr += sizeof(tr);
            binder_transaction(proc, thread, &tr, cmd == BC_REPLY);
            break;
        }
        case BC_REGISTER_LOOPER:
            ..
        case BC_ENTER_LOOPER:
            ...
            thread->looper |= BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED;
            break;
        case BC_EXIT_LOOPER:
        // 這裡會修改讀取的資料，
        *consumed = ptr - buffer;
    }
    return 0;
}複製程式碼

binder_thread_write會進一步根據CMD剝離出binder_transaction_data tr，交給binder_transaction處理，其實到binder_transaction資料幾乎已經剝離極限，剩下的都是業務相關的，但是這裡牽扯到一個Binder實體與Handle的轉換過程，同城也牽扯兩個程式在核心空間共享一些資料的問題，因此這裡又進行了一次進一步的封裝與拆封裝，這裡新封裝了連個物件 binder_transaction與binder_work，有所區別的是binder_work可以看做是程式私有，但是binder_transaction是兩個互動的程式共享的：binder_work是插入到執行緒或者程式的work todo佇列上去的:

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 */
    wait_queue_head_t wait;
    struct binder_stats stats;
};複製程式碼

這裡主要關心一下binder_transaction：binder_transaction主要記錄了當前transaction的來源，去向，同時也為了返回做準備，buffer欄位是一次拷貝後資料在Binder的記憶體地址。

struct binder_transaction {
    int debug_id;
    struct binder_work work;
    struct binder_thread *from; 
    struct binder_transaction *from_parent;
    struct binder_proc *to_proc;
    struct binder_thread *to_thread;
    struct binder_transaction *to_parent;
    unsigned need_reply:1;
    /* unsigned is_dead:1; */    /* not used at the moment */
    struct binder_buffer *buffer;
    unsigned int    code;
    unsigned int    flags;
    long    priority;
    long    saved_priority;
    uid_t    sender_euid;
};複製程式碼

binder_transaction函式主要負責的工作：

• 新建binder_transaction物件，並插入到自己的binder_transaction堆疊中
• 新建binder_work物件，插入到目標佇列

• Binder與Handle的轉換 (flat_binder_object)

    static void binder_transaction(struct binder_proc *proc,
                       struct binder_thread *thread,
                       struct binder_transaction_data *tr, int reply)
    {
        struct binder_transaction *t;
        struct binder_work *tcomplete;
        size_t *offp, *off_end;
        struct binder_proc *target_proc;
        struct binder_thread *target_thread = NULL;
        struct binder_node *target_node = NULL;
      **關鍵點1** 
    if (reply) {
        in_reply_to = thread->transaction_stack;
        thread->transaction_stack = in_reply_to->to_parent;
        target_thread = in_reply_to->from;
        target_proc = target_thread->proc;
        }else {
        if (tr->target.handle) {
            struct binder_ref * ref;
                ref = binder_get_ref(proc, tr->target.handle);
                target_node = ref->node;
            } else {
                target_node = binder_context_mgr_node;
            }
          ..。
    **關鍵點2**
        t = kzalloc(sizeof( * t), GFP_KERNEL); 
        ...
        tcomplete = kzalloc(sizeof(*tcomplete), GFP_KERNEL);
  
   **關鍵點3 **
    off_end = (void *)offp + tr->offsets_size;
  
    for (; offp < off_end; offp++) {
        struct flat_binder_object *fp;
        fp = (struct flat_binder_object *)(t->buffer->data + *offp);
        switch (fp->type) {
        case BINDER_TYPE_BINDER:
        case BINDER_TYPE_WEAK_BINDER: {
            struct binder_ref *ref;
            struct binder_node *node = binder_get_node(proc, fp->binder);
            if (node == NULL) {
                node = binder_new_node(proc, fp->binder, fp->cookie);
            }..
            ref = (target_proc, node);                   if (fp->type == BINDER_TYPE_BINDER)
                fp->type = BINDER_TYPE_HANDLE;
            else
                fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE;
            fp->handle = ref->desc;
        } break;
        case BINDER_TYPE_HANDLE:
        case BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE: {
            struct binder_ref *ref = binder_get_ref(proc, fp->handle);
            if (ref->node->proc == target_proc) {
                if (fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE)
                    fp->type = BINDER_TYPE_BINDER;
                else
                    fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_BINDER;
                fp->binder = ref->node->ptr;
                fp->cookie = ref->node->cookie;
            } else {
                struct binder_ref *new_ref;
                new_ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, ref->node);
                fp->handle = new_ref->desc;
            }
        } break;
  
     **關鍵點4** 將binder_work 插入到目標佇列
  
      t->work.type = BINDER_WORK_TRANSACTION;
    list_add_tail(&t->work.entry, target_list);
    tcomplete->type = BINDER_WORK_TRANSACTION_COMPLETE;
    list_add_tail(&tcomplete->entry, &thread->todo);
    if (target_wait)
        wake_up_interruptible(target_wait);
    return;複製程式碼

  }

關鍵點1，找到目標程式，關鍵點2 建立binder_transaction與binder_work，關鍵點3 處理Binder實體與Handle轉化，關鍵點4，將binder_work插入目標佇列，並喚醒相應的等待佇列，在處理Binder實體與Handle轉化的時候，有下面幾點注意的：

• 第一次註冊Binder實體的時候，是向別的程式註冊的，ServiceManager，或者SystemServer中的AMS服務
• Client請求服務的時候，一定是由Binder驅動為Client分配binder_ref，如果本程式的執行緒請求，fp->type = BINDER_TYPE_BINDER，否則就是fp->type = BINDER_TYPE_HANDLE。
• Android中的Parcel裡面的物件一定是flat_binder_object

如此下來，寫資料的流程所經歷的資料結構就完了。再簡單看一下被喚醒一方的讀取流程，讀取從阻塞在核心態的binder_thread_read開始，以傳遞而來的BC_TRANSACTION為例，binder_thread_read會根據一些場景新增BRXXX引數，標識驅動傳給使用者空間的資料流向：

enum BinderDriverReturnProtocol {

 BR_ERROR = _IOR_BAD('r', 0, int),
 BR_OK = _IO('r', 1),
 BR_TRANSACTION = _IOR_BAD('r', 2, struct binder_transaction_data),
 BR_REPLY = _IOR_BAD('r', 3, struct binder_transaction_data),

 BR_ACQUIRE_RESULT = _IOR_BAD('r', 4, int),
 BR_DEAD_REPLY = _IO('r', 5),
 BR_TRANSACTION_COMPLETE = _IO('r', 6),
 BR_INCREFS = _IOR_BAD('r', 7, struct binder_ptr_cookie),

 BR_ACQUIRE = _IOR_BAD('r', 8, struct binder_ptr_cookie),
 BR_RELEASE = _IOR_BAD('r', 9, struct binder_ptr_cookie),
 BR_DECREFS = _IOR_BAD('r', 10, struct binder_ptr_cookie),
 BR_ATTEMPT_ACQUIRE = _IOR_BAD('r', 11, struct binder_pri_ptr_cookie),

 BR_NOOP = _IO('r', 12),
 BR_SPAWN_LOOPER = _IO('r', 13),
 BR_FINISHED = _IO('r', 14),
 BR_DEAD_BINDER = _IOR_BAD('r', 15, void *),

 BR_CLEAR_DEATH_NOTIFICATION_DONE = _IOR_BAD('r', 16, void *),
 BR_FAILED_REPLY = _IO('r', 17),
};複製程式碼

之後，read執行緒根據binder_transaction新建binder_transaction_data物件，再通過copy_to_user，傳遞給使用者空間，

static int
binder_thread_read(struct binder_proc *proc, struct binder_thread *thread,
    void  __user *buffer, int size, signed long *consumed, int non_block)
{
    while (1) {
            uint32_t cmd;
         struct binder_transaction_data tr ;
            struct binder_work *w;
            struct binder_transaction *t = NULL;

        if (!list_empty(&thread->todo))
            w = list_first_entry(&thread->todo, struct binder_work, entry);
        else if (!list_empty(&proc->todo) && wait_for_proc_work)
            w = list_first_entry(&proc->todo, struct binder_work, entry);
        else {
            if (ptr - buffer == 4 && !(thread->looper & BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN)) /* no data added */
                goto retry;
            break;
        }

    // 資料大小
        tr.data_size = t->buffer->data_size;
        tr.offsets_size = t->buffer->offsets_size;
    // 偏移地址要加上
        tr.data.ptr.buffer = (void *)t->buffer->data + proc->user_buffer_offset;
        tr.data.ptr.offsets = tr.data.ptr.buffer + ALIGN(t->buffer->data_size, sizeof(void *));
    // 寫命令
        if (put_user(cmd, (uint32_t __user *)ptr))
            return -EFAULT;
        // 寫資料結構體到使用者空間，
        ptr += sizeof(uint32_t);
        if (copy_to_user(ptr, &tr, sizeof(tr)))
            return -EFAULT;
        ptr += sizeof(tr);
}複製程式碼

上層通過ioctrl等待的函式被喚醒,假設現在被喚醒的是服務端，一般會執行請求,這裡首先通過Parcel的ipcSetDataReference函式將資料將資料對映到Parcel物件中，之後再通過BBinder的transact函式處理具體需求；

status_t IPCThreadState::executeCommand(int32_t cmd)
{
    ...
    // read到了資料請求，這裡是需要處理的邏輯 ，處理完畢，
    case BR_TRANSACTION:
        {
            binder_transaction_data tr;
            Parcel buffer;
            buffer.ipcSetDataReference(
                reinterpret_cast<const uint8_t*>(tr.data.ptr.buffer),
                tr.data_size,
                reinterpret_cast<const size_t*>(tr.data.ptr.offsets),
                tr.offsets_size/sizeof(size_t), freeBuffer, this);
     ...
 // 這裡是處理 如果非空，就是資料有效，
    if (tr.target.ptr) {
        // 這裡什麼是tr.cookie
        sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie);
        const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);
        if (error < NO_ERROR) reply.setError(error);

    }   複製程式碼

這裡的 b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);就同一開始Client呼叫transact( mHandle, code, data, reply, flags)函式對應的處理類似，進入相對應的業務邏輯。

Binder驅動傳遞資料的釋放（釋放時機）

在Binder通訊的過程中，資料是從發起通訊程式的使用者空間直接寫到目標程式核心空間，而這部分資料是直接對映到使用者空間，必須等使用者空間使用完資料才能釋放，也就是說Binder通訊中核心資料的釋放時機應該是使用者空間控制的，內種中釋放記憶體空間的函式是binder_free_buf，其他的資料結構其實可以直接釋放掉，執行這個函式的命令是BC_FREE_BUFFER。上層使用者空間常用的入口是IPCThreadState::freeBuffer：

void IPCThreadState::freeBuffer(Parcel* parcel, const uint8_t* data, size_t dataSize,
                                const size_t* objects, size_t objectsSize,
                                void* cookie)
{
    if (parcel != NULL) parcel->closeFileDescriptors();
    IPCThreadState* state = self();
    state->mOut.writeInt32(BC_FREE_BUFFER);
    state->mOut.writeInt32((int32_t)data);
}複製程式碼

那什麼時候會呼叫這個函式呢？在之前分析資料傳遞的時候，有一步是將binder_transaction_data中的資料對映到Parcel中去，其實這裡是關鍵

status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult)
{
    int32_t cmd;
    int32_t err;

    while (1) {
    ...
        case BR_REPLY:
            {
            binder_transaction_data tr;
            // 注意這裡是沒有傳輸資料拷貝的，只有一個指標跟資料結構的拷貝，
            err = mIn.read(&tr, sizeof(tr));
            ALOG_ASSERT(err == NO_ERROR, "Not enough command data for brREPLY");
            if (err != NO_ERROR) goto finish;
            // free buffer，先設定資料，直接
            if (reply) {
                if ((tr.flags & TF_STATUS_CODE) == 0) {
                    // 牽扯到資料利用，與記憶體釋放
                    reply->ipcSetDataReference(
                        reinterpret_cast<const uint8_t*>(tr.data.ptr.buffer),
                        tr.data_size,
                        reinterpret_cast<const size_t*>(tr.data.ptr.offsets),
                        tr.offsets_size/sizeof(size_t),
                        freeBuffer, this);複製程式碼

Parcel 的ipcSetDataReference函式不僅僅能講資料對映到Parcel物件，同時還能將資料的清理函式對映進來

void Parcel::ipcSetDataReference(const uint8_t* data, size_t dataSize,
    const size_t* objects, size_t objectsCount, release_func relFunc, void* relCookie)複製程式碼

看函式定義中的release_func relFunc引數，這裡就是指定記憶體釋放函式，這裡指定了IPCThreadState::freeBuffer函式，在Native層，Parcel在使用完，並走完自己的生命週期後，就會呼叫自己的解構函式，在其解構函式中呼叫了freeDataNoInit()，這個函式會間接呼叫上面設定的記憶體釋放函式：

Parcel::~Parcel()
{
    freeDataNoInit();
}複製程式碼

這就是資料釋放的入口，進入核心空間後，執行binder_free_buf，將這次分配的記憶體釋放，同時更新binder_proc的binder_buffer表，重新標記那些記憶體塊被使用了，哪些沒被使用。

static void binder_free_buf(struct binder_proc *proc,
                struct binder_buffer *buffer)
{
    size_t size, buffer_size;
    buffer_size = binder_buffer_size(proc, buffer);
    size = ALIGN(buffer->data_size, sizeof(void *)) +
        ALIGN(buffer->offsets_size, sizeof(void *));
    binder_debug(BINDER_DEBUG_BUFFER_ALLOC,
             "binder: %d: binder_free_buf %p size %zd buffer"
             "_size %zd\n", proc->pid, buffer, size, buffer_size);

    if (buffer->async_transaction) {
        proc->free_async_space += size + sizeof(struct binder_buffer);
        binder_debug(BINDER_DEBUG_BUFFER_ALLOC_ASYNC,
                 "binder: %d: binder_free_buf size %zd "
                 "async free %zd\n", proc->pid, size,
                 proc->free_async_space);
    }
    binder_update_page_range(proc, 0,
        (void *)PAGE_ALIGN((uintptr_t)buffer->data),
        (void *)(((uintptr_t)buffer->data + buffer_size) & PAGE_MASK),
        NULL);
    rb_erase(&buffer->rb_node, &proc->allocated_buffers);
    buffer->free = 1;
    if (!list_is_last(&buffer->entry, &proc->buffers)) {
        struct binder_buffer *next = list_entry(buffer->entry.next,
                        struct binder_buffer, entry);
        if (next->free) {
            rb_erase(&next->rb_node, &proc->free_buffers);
            binder_delete_free_buffer(proc, next);
        }
    }
    if (proc->buffers.next != &buffer->entry) {
        struct binder_buffer *prev = list_entry(buffer->entry.prev,
                        struct binder_buffer, entry);
        if (prev->free) {
            binder_delete_free_buffer(proc, buffer);
            rb_erase(&prev->rb_node, &proc->free_buffers);
            buffer = prev;
        }
    }
    binder_insert_free_buffer(proc, buffer);
}複製程式碼

Java層類似，通過JNI呼叫Parcel的freeData()函式釋放記憶體，在使用者空間，每次執行BR_TRANSACTION或者BR_REPLY，都會利用freeBuffer傳送請求，去釋放核心中的記憶體

簡單的Binder通訊C/S模型

聽說你Binder機制學的不錯，來解決下這幾個問題（一）
聽說你 Binder 機制學的不錯，來解決下這幾個問題（二）
聽說你 Binder 機制學的不錯，來解決下這幾個問題（三）

僅供參考，歡迎指正