ServiceManager

ServiceManager的启动

ServiceManager进程service_manager.c并没有使用libbinder框架代码，而是自行编写了binder.c直接和Binder驱动来通信，ServiceManager是单线程的进程， 不断地循环在binder_loop()过程来读取和处理事务，从而对外提供查询和注册服务的功能，这样的好处是简单而高效。

// service_manager.c
int main(int argc, char **argv) {
    struct binder_state *bs;
    char *driver;
    if (argc > 1) {
        driver = argv[1];
    } else {
        driver = "/dev/binder"; // 默认的Binder设备节点
    }

    //Step 1: 打开binder驱动，申请128k字节内存
    bs = binder_open(driver, 128*1024);
    ...

    //Step 2: 成为上下文管理者
    if (binder_become_context_manager(bs)) {
        return -1;
    }
    ...

    //Step 3: 进入无限循环，处理client端发来的请求
    binder_loop(bs, svcmgr_handler);
    return 0;
}

启动过程主要划分为以下几个阶段：(每个阶段具体见5.2.1 启动ServiceManager服务)

• 首先，打开设备驱动：调用binder_open()方法来打开binder驱动，默认地采用/dev/binder设备节点，申请地内存空间大小为128KB；

• 其次，注册成为大管家：调用binder_become_context_manager()方法，将自己注册成为binder服务的唯一管家；

  通过ioctl系统调用向Binder驱动发送命令BINDER_SET_CONTEXT_MGR，成为上下文的管理者，由于servicemanager进程启动非常早（先于Zygote），可以确定在Binder整体机制正式投入产线之前，就能完成向Binder驱动注册成为大管家的工作。 关于驱动层处理BINDER_SET_CONTEXT_MGR命令的主要任务：

  • 保证每个Binder上下文有且仅有一个binder管家实体，如果已存在则不再创建
  • 创建binder管家实体，初始化异步事务和binder工作两个队列，并分别增加其强弱引用计数
  • 初始化当前binder_context的管家实体（binder_context_mgr_node）和管家uid(binder_context_mgr_uid)信息
  • handle等于0的服务实体都是指servicemanager管家实体

• 最后，等待客户请求：调用binder_loop()方法进入无限循环，作为守护进程，随时待命等待处理client端发来的请求。

servicemanager先向Binder驱动发送BC_ENTER_LOOPER协议，让ServiceManager进入循环。然后再向驱动发送BINDER_WRITE_READ命令， 进入内核态，等待客户端的请求数据。若没有数据，则进入等待状态，直到收到数据后返回用户态，解析并处理，周而复始地不断循环该过程。

// servicemanager/binder.c
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;
    //向binder驱动发送BC_ENTER_LOOPER协议
    binder_write(bs, readbuf, sizeof(uint32_t));

    for (;;) {
        bwr.read_size = sizeof(readbuf);
        bwr.read_consumed = 0;
        bwr.read_buffer = (uintptr_t) readbuf;
        //等待客户的数据
        res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);
        //解析binder信息
        res = binder_parse(bs, 0, (uintptr_t) readbuf, bwr.read_consumed, func);
    }
}

ServiceManager提供的服务

ServiceManager对外提供查询/注册功能，通过接收到客户端进程发送过来的BR_TRANSACTION协议。

// service_manager.c
int svcmgr_handler(struct binder_state *bs,
                   struct binder_transaction_data *txn,
                   struct binder_io *msg,
                   struct binder_io *reply)
{
    struct svcinfo *si;
    uint16_t *s;
    size_t len;
    uint32_t handle;
    uint32_t strict_policy;
    int allow_isolated;
    ...
    strict_policy = bio_get_uint32(msg);
    s = bio_get_string16(msg, &len);
    ...

    switch(txn->code) {
    case SVC_MGR_GET_SERVICE:
    case SVC_MGR_CHECK_SERVICE:
        s = bio_get_string16(msg, &len); //服务名
        //根据名称查找相应服务
        handle = do_find_service(bs, s, len, txn->sender_euid, txn->sender_pid);
        bio_put_ref(reply, handle);
        return 0;
    
    case SVC_MGR_ADD_SERVICE:
        s = bio_get_string16(msg, &len); //服务名
        handle = bio_get_ref(msg); //服务实体在servicemanager中的handle
        allow_isolated = bio_get_uint32(msg) ? 1 : 0;
         //注册指定服务
        if (do_add_service(bs, s, len, handle, txn->sender_euid,
            allow_isolated, txn->sender_pid))
            return -1;
        break;
    
    case SVC_MGR_LIST_SERVICES: {  
        uint32_t n = bio_get_uint32(msg);
        if (!svc_can_list(txn->sender_pid)) {
            return -1;
        }
        si = svclist;
        while ((n-- > 0) && si)
            si = si->next;
        if (si) {
            bio_put_string16(reply, si->name);
            return 0;
        }
        return -1;
    }
    }
    
    bio_put_uint32(reply, 0);
    return 0;
}

该方法的功能：查询服务，注册服务，以及列举所有服务。不同的code对应不同的工作，定义在IBinder.h文件，跟IServiceManager.h中定义的code具有一一对应关系，具体关系如下所示。

code	IBinder.h	IServiceManager.h
1	SVC_MGR_GET_SERVICE	GET_SERVICE_TRANSACTION
2	SVC_MGR_CHECK_SERVICE	CHECK_SERVICE_TRANSACTION
3	SVC_MGR_ADD_SERVICE	ADD_SERVICE_TRANSACTION
4	SVC_MGR_LIST_SERVICES	LIST_SERVICES_TRANSACTION

ServiceManager

servicemanager进程里面有一个链表svclist，记录着所有注册的服务svcinfo，每一个服务用svcinfo结构体来表示，该handle值是在注册服务的过程中，由服务所在进程那一端所确定的。svcinfo结构体如下所示。

struct svcinfo
{
    struct svcinfo *next;
    uint32_t handle; //服务的handle值
    struct binder_death death;
    int allow_isolated;
    size_t len; //服务名的长度
    uint16_t name[0]; //服务名
};

整个ServiceManager启动过程的完整流程，这里整个过程都的都离不开Binder驱动层的实现。

Other

vndservicemanager

以前，Binder 服务通过 servicemanager 注册，其他进程可从中检索这些服务。在 Android 8 中，servicemanager 现在专供框架使用，而应用进程和供应商进程无法再对其进行访问。

不过，供应商服务现在可以使用 vndservicemanager，这是一个使用 /dev/vndbinder（作为构建基础的源代码与框架 servicemanager 的相同）而非 /dev/binder 的 servicemanager 的新实例。供应商进程无需更改即可与 vndservicemanager 通信；当供应商进程打开 /dev/vndbinder 时，服务查询会自动转至 vndservicemanager。

vndservicemanager 二进制文件包含在 Android 的默认设备 Makefile 中。