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Binder驱动之初步理解

Binder驱动是Android系统中的一个核心组件，它不属于内核，而是作为一个专用的底层驱动模块。基于Linux的驱动架构，以misc设备的形式注册，作为虚拟字符设备，主要通过文件操作进行通信，而没有直接操作硬件。Binder驱动负责设备的初始化、打开、映射以及数据操作，通过这些操作支持进程间通信。

初始化过程

设备打开过程

当进程调用open函数打开设备文件/dev/binder时，Binder驱动中的binder_open函数会被调用，负责为进程创建一个binder_proc结构体。这个结构体包含进程的上下文信息、内存分配等必要数据，并存储在文件描述符的private_data中，以便后续操作关联到正确的进程和上下文。

映射过程

进程在打开设备后，通过调用mmap函数将设备文件映射到自己的地址空间。Binder驱动中的binder_mmap函数负责分配内核虚拟空间，并为进程分配内核缓冲区。这个缓冲区在内核空间和用户空间有连续的映射关系，进程可以通过用户地址访问到内核缓冲区的数据，实现高效的数据传输。

关键数据结构

• binder_device：描述一个Binder设备，包含设备节点和上下文信息。
• hlist_node：Binder设备在全局链表中的节点，用于管理多个Binder设备实例。
• miscdevice：描述一个misc类型字符设备，包含设备的minor、name、操作方法等信息。
• binder_context：当前Binder设备的上下文，包含ServiceManager的相关信息。
• binder_proc：描述一个打开了Binder驱动的进程，包含进程的任务控制块、文件结构体、内存缓冲区等信息。
• binder_alloc：进程内存管理的结构体，负责分配和管理内核缓冲区。
• vm_area_struct和vm_struct：描述用户空间和内核空间的虚拟内存区域，用于内存映射。
• binder_buffer：描述内核缓冲区，用于存储和管理内核和用户空间的缓冲数据。

通过以上步骤和结构体的分析，可以看出Binder驱动在Android系统中的核心作用。它不仅依赖于Linux内核的基础架构，还通过自定义的数据结构和机制，为进程间通信提供了高效的支持。理解Binder驱动的工作原理对于深入掌握Android系统的底层机制和优化系统性能都具有重要意义。