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android binder（二）应用层编程实例

news 来源：原创 2025/6/4 22:42:00

一、binder驱动浅析

从上图看出，binder的通讯主要涉及三个步骤。

在 Binder Server 端定义好服务，然后向 ServiceManager 注册服务
在 Binder Client 中向 ServiceManager 获取到服务
发起远程调用，调用 Binder Server 中定义好的服务

整个流程都是建立在 Binder 驱动提供的跨进程调用能力之上，bingde驱动的实现比较复杂，现阶段我们先以黑盒的方式去了解它：

Binder 是一个 Linux 字符驱动，对外提供了以下函数供应用程序使用：

open()，用于打开 binder 驱动，返回 Binder 驱动的文件描述符
mmap()，用于在内核中申请一块内存，并完成应用层与内核层的虚拟地址映射
ioctl，在应用层调用 ioctl 向内核层发送数据或者读取内核层发送到应用层的数据：

ioctl(文件描述符,ioctl命令,数据)

文件描述符是在调用 open 时的返回值，ioctl 命令和第三个参数"数据"的类型是相关联的，具体如下：

ioctl命令	数据类型	函数动作
BINDER_WRITE_READ	struct binder_write_read	应用层向内核层收发数据
BINDER_SET_MAX_THREADS	size_t	设置最大线程数
BINDER_SET_CONTEXT_MGR	int or flat_binder_object	设置当前进程为ServiceManager
BINDER_THREAD_EXIT	int	删除 binder 线程
BINDER_VERSION	struct binder_version	获取 binder 协议版本

二、安卓提供的封装

servicemanager - OpenGrok cross reference for /frameworks/native/cmds/servicemanager/

在 frameworks/native/cmds/servicemanager 目录下的 binder.c 和 bctest.c 针对应用编写的需求，对open mmap ioctl 等基本操作做了封装，提供了以下几个函数：

binder_open：用于初始化 binder 驱动
binder_become_context_manager：设置当前进程为 ServiceManager
svcmgr_lookup：用于向 ServiceManager 查找服务
svcmgr_publish：用于向 ServiceManager 注册服务
binder_call：用于发起远程过程调用
binder_loop：进入循环，在循环中，获取和解析收到的 binder 数据

三、 ServiceManager 源码分析

打开 Binder 驱动
告知驱动自身为 service manager
循环处理
- 从驱动读取数据
- 解析数据并调用
  - 处理service端的注册服务请求：其实就是在一个链表记录服务名
  - 处理client获取服务请求：
    - 在链表查询服务
    - 返回 server 进程的 handle

service_manager.cbinder_open //打开 Binder 驱动binder_become_context_manager //告知驱动自身为 service managerbinder_loopbinder_parse //从驱动读取数据并解析svcmgr_handler//根据不同的命令，进入不同的处理流程do_add_service //添加服务do_find_service//获取服务

四、编写自定义service代码

参考代码：bctest.c - OpenGrok cross reference for /frameworks/native/cmds/servicemanager/bctest.c

1、主流程：

打开binder驱动
注册服务
进入loop，等待client请求服务

2、消息处理流程

当 client 发起远程调用时，server 端会收到数据，并将这些数据传递给服务回调函数，这个回调函数需要我们自己来定义：也就是binder_loop(bs, test_server_handler)传入的test_server_handler函数。

3、服务处理流程：hello_service_handler

我们在注册服务的时候，传入了一个func handle， hello_service_handler。当收到client请求服务的时候，会进入这个函数进行处理。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <linux/types.h>
#include<stdbool.h>
#include <string.h>#include "binder.h"#define LOG_TAG "BinderServer"
#include <log/log.h>#define HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO     1
#define HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO_TO  2void sayhello(void)
{static int cnt = 0;//fprintf(stderr, "say hello : %d\n", ++cnt);ALOGW("say hello : %d\n", ++cnt);
}int sayhello_to(char *name)
{static int cnt = 0;//fprintf(stderr, "say hello to %s : %d\n", name, ++cnt);ALOGW("say hello to %s : %d\n", name, ++cnt);return cnt;
}int hello_service_handler(struct binder_state *bs,struct binder_transaction_data_secctx *txn_secctx,struct binder_io *msg,struct binder_io *reply)
{struct binder_transaction_data *txn = &txn_secctx->transaction_data;/* 根据txn->code知道要调用哪一个函数* 如果需要参数, 可以从msg取出* 如果要返回结果, 可以把结果放入reply*//* sayhello* sayhello_to*/uint16_t *s;char name[512];size_t len;//uint32_t handle;uint32_t strict_policy;int i;// Equivalent to Parcel::enforceInterface(), reading the RPC// header with the strict mode policy mask and the interface name.// Note that we ignore the strict_policy and don't propagate it// further (since we do no outbound RPCs anyway).strict_policy = bio_get_uint32(msg);switch(txn->code) {case HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO:sayhello();bio_put_uint32(reply, 0); /* no exception */return 0;case HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO_TO:/* 从msg里取出字符串 */s = bio_get_string16(msg, &len);  //"IHelloService"s = bio_get_string16(msg, &len);  // nameif (s == NULL) {return -1;}for (i = 0; i < len; i++)name[i] = s[i];name[i] = '\0';/* 处理 */i = sayhello_to(name);/* 把结果放入reply */bio_put_uint32(reply, 0); /* no exception */bio_put_uint32(reply, i);break;default:fprintf(stderr, "unknown code %d\n", txn->code);return -1;}return 0;
}int test_server_handler(struct binder_state *bs,struct binder_transaction_data_secctx *txn_secctx,struct binder_io *msg,struct binder_io *reply)
{struct binder_transaction_data *txn = &txn_secctx->transaction_data;int (*handler)(struct binder_state *bs,struct binder_transaction_data *txn,struct binder_io *msg,struct binder_io *reply);handler = (int (*)(struct binder_state *bs,struct binder_transaction_data *txn,struct binder_io *msg,struct binder_io *reply))txn->target.ptr;return handler(bs, txn, msg, reply);
}int main(int argc, char **argv)
{struct binder_state *bs;uint32_t svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;uint32_t handle;int ret;//打开驱动bs = binder_open("/dev/binder", 128*1024);if (!bs) {fprintf(stderr, "failed to open binder driver\n");return -1;}//添加服务ret = svcmgr_publish(bs, svcmgr, "hello", hello_service_handler);if (ret) {fprintf(stderr, "failed to publish hello service\n");return -1;}binder_loop(bs, test_server_handler);return 0;
}

五、编写自定义client 代码

编写 Client 程序的主要流程如下：

open binder 驱动
向service manager查询服务，获取到服务的句柄 handle
通过 handle 调用远程调用函数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <linux/types.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include "binder.h"#define HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO     1
#define HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO_TO  2int g_handle = 0;
struct binder_state *g_bs;void sayhello(void)
{unsigned iodata[512/4];struct binder_io msg, reply;/* 构造binder_io */bio_init(&msg, iodata, sizeof(iodata), 4);/* 放入参数 */bio_put_uint32(&msg, 0);  // strict mode headerbio_put_string16_x(&msg, "IHelloService");/* 调用binder_call */if (binder_call(g_bs, &msg, &reply, g_handle, HELLO_SVR_CMD_SAYHELLO))return ;/* 从reply中解析出返回值 */binder_done(g_bs, &msg, &reply);}int main(int argc, char **argv)
{int fd;struct binder_state *bs;uint32_t svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;int ret;bs = binder_open("/dev/binder", 128*1024);if (!bs) {fprintf(stderr, "failed to open binder driver\n");return -1;}g_bs = bs;/* get service */g_handle = svcmgr_lookup(bs, svcmgr, "hello");if (!g_handle) {return -1;} //调用服务sayhello();}