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热度:413   发布时间:2016-04-28 05:21:30.0
android启动之ServiceManager启动

其实init进程启动后,ServiceManager进程的启动,远比zygote要早,因为在启动zygote进程时需要用到ServiceManager进程的服务。ServiceManager是一个守护进程,它维护着系统服务和客户端的binder通信。

在Android系统中用到最多的通信机制就是Binder,Binder主要由Client、Server、ServiceManager和Binder驱动程序组成。其中Client、Service和ServiceManager运行在用户空间,而Binder驱动程序运行在内核空间。核心组件就是Binder驱动程序了,而ServiceManager提供辅助管理的功能,无论是Client还是Service进行通信前首先要和ServiceManager取得联系。而ServiceManager是一个守护进程,负责管理Server并向Client提供查询Server的功能。

init.rc中的声明

在init.rc中servicemanager是作为服务启动的。
service servicemanager /system/bin/servicemanagerclass coreuser systemgroup systemcriticalonrestart restart zygoteonrestart restart mediaonrestart restart surfaceflingeronrestart restart drm

servicemanager的main函数

源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c,它的main函数如下:
int main(int argc, char **argv){    struct binder_state *bs;    //宏:#define BINDER_SERVICE_MANAGER ((void*)0)。表示ServiceManager对应的句柄为0,表面自己是服务器管理者。其他的Server进程句柄值都是大于0的。    void *svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;    //打开Binder设备,映射128K的内存地址空间    bs = binder_open(128*1024);    //告诉Binder驱动程序自己是Binder上下文管理者    if (binder_become_context_manager(bs)) {        ALOGE("cannot become context manager (%s)\n", strerror(errno));        return -1;    }        //ServiceManager对应的句柄赋值    svcmgr_handle = svcmgr;    //进入一个无线循环,充当server角色,等待Client的请求    binder_loop(bs, svcmgr_handler);    return 0;}

binder_open函数

binder_open(unsigned mapsize)函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/Binder.c
binder_open(unsigned mapsize)函数最终返回的类型为binder_state*,里面记录着刚刚打开的binder驱动文件句柄以及mmap()映射到的最终目标地址。
struct binder_state {         int fd;   // 文件描述符,打开的/dev/binder设备         void* mapped;  // 把设备文件/dev/binder映射到进程空间的起始地址         unsigned mapsize; // 映射内存空间的大小 };
这个结构体也是在Binder.c中定义的。binder_open(unsigned mapsize)函数代码如下:
struct binder_state *binder_open(unsigned mapsize){    struct binder_state *bs;    bs = malloc(sizeof(*bs));    if (!bs) {        errno = ENOMEM;        return 0;    }        //打开/dev/binder驱动文件    bs->fd = open("/dev/binder", O_RDWR);    if (bs->fd < 0) {        fprintf(stderr,"binder: cannot open device (%s)\n",                strerror(errno));        goto fail_open;    }    //设置要映射的空间大小128*1024    bs->mapsize = mapsize;    //开始映射    bs->mapped = mmap(NULL, mapsize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, bs->fd, 0);    if (bs->mapped == MAP_FAILED) {        fprintf(stderr,"binder: cannot map device (%s)\n",                strerror(errno));        goto fail_map;    }        /* TODO: check version */    return bs;fail_map:    close(bs->fd);fail_open:    free(bs);    return 0;}

参数mapsize表示它希望把binder驱动文件的多少字节映射到本地空间。可以看到,Service Manager Service和普通进程所映射的binder大小并不相同。它把binder驱动文件的128K字节映射到内存空间,而普通进程则会映射binder文件里的BINDER_VM_SIZE(即1M减去8K)字节。具体的映射动作由mmap()一句完成,该函数将binder驱动文件的一部分映射到进程空间。mmap()的函数原型如下:

void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset );

参数addr用于指出文件应被映射到进程空间的起始地址,一般指定为空指针,此时会由内核来决定起始地址。

参数len为映射的字节长度。
参数prot表明对这段映射空间的访问权限,可以是PROT_READ(可读)、PROT_WRITE(可写)、PROT_EXEC(可执行)、PROT_NONE(不可访问)。
参数fd要被映射的binder驱动文件。

参数offset是偏移量的起始位置。

binder_become_context_manager函数

binder_become_context_manager(struct binder_state *bs)函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/Binder.c

此函数作用是让当前进程成为整个系统中唯一的上下文管理器,即 service管理器。其代码非常简单,仅仅是把BINDER_SET_CONTEXT_MGR发送到binder驱动而已。源码如下:

int binder_become_context_manager(struct binder_state *bs){    return ioctl(bs->fd, BINDER_SET_CONTEXT_MGR, 0);}

binder_loop函数

binder_loop(struct binder_state *bs, binder_handler func)函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/Binder.c。此时已经正式进入循环,转正为一个server。注意这个函数的参数:bs是文件/dev/binder的描述符,func是函数svcmgr_handler。

void binder_loop(struct binder_state *bs, binder_handler func){    int res;    struct binder_write_read bwr;    unsigned readbuf[32];    bwr.write_size = 0;    bwr.write_consumed = 0;    bwr.write_buffer = 0;        readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;    binder_write(bs, readbuf, sizeof(unsigned));    for (;;) {        bwr.read_size = sizeof(readbuf);        bwr.read_consumed = 0;        bwr.read_buffer = (unsigned) readbuf;	//通过设备描述符,将数据发给binder驱动        res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);        if (res < 0) {            ALOGE("binder_loop: ioctl failed (%s)\n", strerror(errno));            break;        }       //解析驱动的数据,调用回调函数func        res = binder_parse(bs, 0, readbuf, bwr.read_consumed, func);        if (res == 0) {            ALOGE("binder_loop: unexpected reply?!\n");            break;        }        if (res < 0) {            ALOGE("binder_loop: io error %d %s\n", res, strerror(errno));            break;        }    }}

binder_parse函数

这个函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/Binder.c

这个函数主要是对binder文件解析并执行相应的指令。这个函数的大头其实就是那个一路传过来的svcmgr_handler函数,就是那个参数func。

int binder_parse(struct binder_state *bs, struct binder_io *bio,                 uint32_t *ptr, uint32_t size, binder_handler func){    int r = 1;    uint32_t *end = ptr + (size / 4);    while (ptr < end) {        uint32_t cmd = *ptr++;        ...        //注意这个BR_TRANSACTION        case BR_TRANSACTION: {            struct binder_txn *txn = (void *) ptr;            if ((end - ptr) * sizeof(uint32_t) < sizeof(struct binder_txn)) {                ALOGE("parse: txn too small!\n");                return -1;            }            binder_dump_txn(txn);            if (func) {                unsigned rdata[256/4];                struct binder_io msg;                struct binder_io reply;                int res;                bio_init(&reply, rdata, sizeof(rdata), 4);                bio_init_from_txn(&msg, txn);                res = func(bs, txn, &msg, &reply);                binder_send_reply(bs, &reply, txn->data, res);            }            ptr += sizeof(*txn) / sizeof(uint32_t);            break;        }     ...    }    return r;}

svcmgr_handler函数

这个函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c

int svcmgr_handler(struct binder_state *bs,                   struct binder_txn *txn,                   struct binder_io *msg,                   struct binder_io *reply){ ...    switch(txn->code) {	//客户端获取服务的请求    case SVC_MGR_GET_SERVICE:    case SVC_MGR_CHECK_SERVICE:        s = bio_get_string16(msg, &len);        ptr = do_find_service(bs, s, len, txn->sender_euid);        if (!ptr)            break;        bio_put_ref(reply, ptr);        return 0;	//服务端请求添加服务    case SVC_MGR_ADD_SERVICE:        s = bio_get_string16(msg, &len);        ptr = bio_get_ref(msg);        allow_isolated = bio_get_uint32(msg) ? 1 : 0;        if (do_add_service(bs, s, len, ptr, txn->sender_euid, allow_isolated))            return -1;        break;...    }    bio_put_uint32(reply, 0);    return 0;}

svclist链表

service_manager.c中声明了一个链表svclist

struct svcinfo *svclist = 0;

svclist记录着所有添加进系统的“service代理”信息,这些信息被组织成一条单向链表。svclist链表节点类型为svcinfo,如下:

struct svcinfo {    struct svcinfo *next;    void *ptr;//记录的就是系统service对应的 binder句柄值    struct binder_death death;    int allow_isolated;    unsigned len;    uint16_t name[0];//系统服务的名称};

当应用调用getService()获取系统服务的代理接口时,servicemanager就会搜索这张svclist链表,下面就要介绍。

do_add_service函数

这个函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c

int do_add_service(struct binder_state *bs,                   uint16_t *s, unsigned len,                   void *ptr, unsigned uid, int allow_isolated){    struct svcinfo *si;    //ALOGI("add_service('%s',%p,%s) uid=%d\n", str8(s), ptr,    //        allow_isolated ? "allow_isolated" : "!allow_isolated", uid);    if (!ptr || (len == 0) || (len > 127))        return -1;    //查看该服务是否有注册权限    if (!svc_can_register(uid, s)) {        ALOGE("add_service('%s',%p) uid=%d - PERMISSION DENIED\n",             str8(s), ptr, uid);        return -1;    }    //在服务列表中查找服务    si = find_svc(s, len);    //查看该服务是否已经注册    if (si) {        if (si->ptr) {            ALOGE("add_service('%s',%p) uid=%d - ALREADY REGISTERED, OVERRIDE\n",                 str8(s), ptr, uid);            svcinfo_death(bs, si);        }        si->ptr = ptr;    } else {    //如果没有注册,则创建一个,并添加到svclist服务列表的表首。        si = malloc(sizeof(*si) + (len + 1) * sizeof(uint16_t));        if (!si) {            ALOGE("add_service('%s',%p) uid=%d - OUT OF MEMORY\n",                 str8(s), ptr, uid);            return -1;        }        si->ptr = ptr;        si->len = len;        memcpy(si->name, s, (len + 1) * sizeof(uint16_t));        si->name[len] = '\0';        si->death.func = svcinfo_death;        si->death.ptr = si;        si->allow_isolated = allow_isolated;        si->next = svclist;        svclist = si;    }    //通知binder设备有一个service注册进来。    binder_acquire(bs, ptr);    binder_link_to_death(bs, ptr, &si->death);    return 0;}

do_find_service函数

这个函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c

void *do_find_service(struct binder_state *bs, uint16_t *s, unsigned len, unsigned uid){    struct svcinfo *si;    //上一个函数也调用了这个函数    si = find_svc(s, len);//    ALOGI("check_service('%s') ptr = %p\n", str8(s), si ? si->ptr : 0);    if (si && si->ptr) {        if (!si->allow_isolated) {            // If this service doesn't allow access from isolated processes,            // then check the uid to see if it is isolated.            unsigned appid = uid % AID_USER;            if (appid >= AID_ISOLATED_START && appid <= AID_ISOLATED_END) {                return 0;            }        }        return si->ptr;    } else {        return 0;    }

find_svc函数

这个函数源码位置在frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c

struct svcinfo *find_svc(uint16_t *s16, unsigned len){    struct svcinfo *si;    //遍历svclist,查找服务    for (si = svclist; si; si = si->next) {        if ((len == si->len) &&            !memcmp(s16, si->name, len * sizeof(uint16_t))) {            return si;        }    }    return 0;}

总结

守护进程servicemanager循环从binder设备文件读取数据,然后解析并响应请求,包括服务端的添加服务请求和客户端的查询,获取服务的请求。




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