从Linux视角深入解读Binder原理（上）

2023-12-12 00:51:14

Binder简介

Binder是Android系统中一种进程间通信（IPC）机制，它允许不同进程之间交换数据和信息。Binder的独特之处在于它是一种内核级别的IPC机制，这意味着它在Linux内核中实现，而不是在用户空间中实现。这使得Binder具有非常高的性能和安全性。

Binder系统由两个主要组件组成：Binder驱动程序和Binder内核接口。Binder驱动程序位于Linux内核中，负责在不同进程之间传递数据。Binder内核接口位于用户空间，为应用程序提供了与Binder驱动程序交互的接口。

Binder驱动的设计和实现原理

Binder驱动程序是一个Linux内核模块，它负责在不同进程之间传递数据。Binder驱动程序的设计非常巧妙，它利用了Linux内核的虚拟内存机制来实现进程间的数据交换。

当一个进程想要向另一个进程发送数据时，它会首先将数据拷贝到自己的虚拟内存空间中。然后，它会通过系统调用将数据的虚拟地址和大小发送给Binder驱动程序。Binder驱动程序会将这些信息存储在自己的数据结构中。

当另一个进程想要接收数据时，它会通过系统调用向Binder驱动程序请求数据。Binder驱动程序会将数据的虚拟地址和大小发送给该进程。该进程会将这些信息存储在自己的虚拟内存空间中。然后，它就可以直接访问这些数据了。

Binder驱动程序还提供了一些额外的功能，例如：

数据缓冲： Binder驱动程序会对数据进行缓冲，以提高数据传输的效率。
数据安全： Binder驱动程序会对数据进行加密，以确保数据的安全。
数据可靠性： Binder驱动程序会对数据进行校验，以确保数据的可靠性。

Binder内核接口

Binder内核接口位于用户空间，为应用程序提供了与Binder驱动程序交互的接口。Binder内核接口包含一系列系统调用，应用程序可以通过这些系统调用来与Binder驱动程序进行通信。

Binder内核接口的主要功能包括：

创建Binder对象： 应用程序可以通过系统调用创建Binder对象。Binder对象是一个数据结构，它包含了Binder驱动程序的句柄和一些其他信息。
向Binder对象发送数据： 应用程序可以通过系统调用向Binder对象发送数据。
从Binder对象接收数据： 应用程序可以通过系统调用从Binder对象接收数据。
销毁Binder对象： 应用程序可以通过系统调用销毁Binder对象。

Binder在Linux内核中的工作原理

Binder在Linux内核中的工作原理如下图所示：

[Image of Binder in Linux kernel]

Binder驱动程序还提供了一些额外的功能，例如：

数据缓冲： Binder驱动程序会对数据进行缓冲，以提高数据传输的效率。
数据安全： Binder驱动程序会对数据进行加密，以确保数据的安全。
数据可靠性： Binder驱动程序会对数据进行校验，以确保数据的可靠性。

总结

Binder是Android系统中一种非常重要的IPC机制，它在Linux内核中实现，具有非常高的性能和安全性。Binder驱动的设计和实现非常巧妙，它利用了Linux内核的虚拟内存机制来实现进程间的数据交换。Binder内核接口为应用程序提供了与Binder驱动程序交互的接口，应用程序可以通过这些系统调用来与Binder驱动程序进行通信。