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Binder的一次拷贝是如何实现的
Binder的一次拷贝是如何实现的
跨进程通信是需要内核空间做支持的。传统的 IPC 机制如管道、Socket 都是内核的一部分,因此通过内核支持来实现进程间通信自然是没问题的。但是 Binder 并不是 Linux 系统内核的一部分,
这就得益于 Linux 的动态内核可加载模块(Loadable Kernel Module,LKM)的机制;模块是具有独立功能的程序,它可以被单独编译,但是不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分运行。
这样,Android 系统就可以通过动态添加一个内核模块运行在内核空间,用户进程之间通过这个内核模块作为桥梁来实现通信
在 Android 系统中,这个运行在内核空间,负责各个用户进程通过 Binder 实现通信的内核模块就叫 Binder 驱动(Binder Dirver)。
Binder不像之前提到的Linux本身的IPC通信方式:先将数据从发送方进程拷贝到内核缓存区,然后再将数据从内核缓存区拷贝到接收方进程,通过两次拷贝来实现吗
而是mmap(),建立内存映射 通过一次拷贝完成
mmap() 是操作系统中一种内存映射的方法。内存映射简单的讲就是将用户空间的一块内存区域映射到内核空间。映射关系建立后,用户对这块内存区域的修改可以直接反应到内核空间;反之内核空间对这段区域的修改也能直接反应到用户空间。实现用户空间和内核空间的高效互动
一次完整的通信过程如下图所示
- 首先 Binder 驱动在内核空间创建一个数据接收缓存区;
- 接着在内核空间开辟一块内核缓存区,建立内核缓存区和内核中数据接收缓存区之间的映射关系,以及内核中数据接收缓存区和接收进程用户空间地址的映射关系;
- 发送方进程通过系统调用 copy_from_user() 将数据 copy 到内核中的内核缓存区,由于内核缓存区和接收进程的用户空间存在内存映射,因此也就相当于把数据发送到了接收进程的用户空间,这样便完成了一次进程间的通信。
补充说明这个mmap的内存映射,将一块物理内存(若干个物理页)分别映射到接收端用户空间和内核空间,达到用户空间和内核空间共享数据的目的
发送端要向接收端发送数据时,内核直接通过copy_from_user将数据拷贝到接收端内核空间映射区,此时由于共享物理内存,接收进程的内存映射区也就能拿到该数据了,如下图。
Binder的一次拷贝是如何实现的