说说你对 binder 驱动的了解？

面试官提了一个问题：说说你对 binder 驱动的了解。这个问题虽有些 "面试造火箭" 的无奈，可难点就是亮点、价值所在，是筛选面试者的有效手段。若是让你回答，你能说出多少呢？咱们来看看 😎、😨 和 🤔️ 三位同窗的回答如何吧

---

😎 自认为无所不知，水平已达应用开发天花板，目前月薪 10k

面试官️：说说你对 binder 驱动的了解

😎：binder 驱动是很底层的东西，在系统内核中，是 binder 机制的基石。

面试官：没了吗？把你了解的都说一下

😎：直接让我说了解很差回答啊，仍是问我问题吧

面试官：好，你刚才提到了系统内核，那介绍一下用户空间和内核空间吧

😎：不知道，这东西了解了也没什么用啊！我对业务开发 API 比较了解，好比 RecycleView 布局，我写的贼溜～

面试官：好的，回去等通知吧

---

😨 业余时间常常打游戏、追剧、熬夜，目前月薪 15k

面试官：说说你对 binder 驱动的了解

😨：binder 机制分为四部分，binder 驱动、Service Manager、客户端、服务端。类比网络通讯，Service Manager 是 DNS，binder 驱动就是路由器，它运行在内核空间，不一样进程间经过 binder 驱动才能通讯。

面试官：为何 binder 驱动要运行在内核空间？能够移到用户空间吗？

😨：不行，两个进程的进程空间有不一样的虚拟地址映射规则，内存是不共享的，没法直接通讯。Linux 把进程空间划分为用户空间和内核空间，分别运行用户程序和系统内核。

用户空间和内核空间虽也是隔离的，但能够经过 copy_from_user 将数据从用户空间拷贝到内核空间，经过 copy_to_user 将数据从内核空间拷贝到用户空间。

因此 binder 驱动要处于内核空间，才能实现两个进程间的通讯。通常的 IPC 方式须要分别调用这两个函数，数据就拷贝了两次，而 binder 将内核空间与目标用户空间进行了 mmap，只需调 copy_from_user 拷贝一次便可。

面试官：从用户空间如何调用内核空间的 binder 驱动呢？

😨：这个不了解了，我没看过 binder 源码，只是知道大概的通讯方式

面试官：那你对 binder 驱动还有哪些了解，都说说吧

😨：嗯... 没有了

面试官：好的，回去等通知吧

---

🤔️ 坚持天天学习、不断的提高本身，目前月薪 30k

面试官：说说你对 binder 驱动的了解

🤔️：简单画张图吧：

对 Binder 机制来讲，它是 IPC 通讯的路由器，负责实现不一样进程间的数据交互，是 Binder 机制的核心；对 Linux 系统来讲，它是一个字符驱动设备，运行在内核空间，向上层提供 /dev/binder 设备节点及 open、mmap、ioctl 等系统调用。

面试官：你提到了驱动设备，那先说说 Linux 的驱动设备吧

🤔️：Linux 把全部的硬件访问都抽象为对文件的读写、设置，这一"抽象"的具体实现就是驱动程序。驱动程序充当硬件和软件之间的枢纽，提供了一套标准化的调用，并将这些调用映射为实际硬件设备相关的操做，对应用程序来讲隐藏了设备工做的细节。

Linux 驱动设备分为三类，分别是字符设备、块设备和网络设备。字符设备就是可以像字节流文件同样被访问的设备。对字符设备进行读/写操做时，实际硬件的 I/O 操做通常也紧接着发生。字符设备驱动程序一般都会实现 open、close、read 和 write 系统调用，好比显示屏、键盘、串口、LCD、LED 等。

块设备指经过传输数据块（通常为 512 或 1k）来访问的设备，好比硬盘、SD卡、U盘、光盘等。网络设备是可以和其余主机交换数据的设备，好比网卡、蓝牙等设备。

字符设备中有一个比较特殊的 misc 杂项设备，设备号为 10，能够自动生成设备节点。Android 的 Ashmem、Binder 都属于 misc 杂项设备。

面试官：看过 binder 驱动的 open、mmap、ioctl 方法的具体实现吗？

🤔️：它们分别对应于驱动源码 binder.c 中的 binder_open()、binder_mmap()、binder_ioctl() 方法，binder_open() 中主要是建立及初始化 binder_proc ，binder_proc 是用来存放 binder 相关数据的结构体，每一个进程独有一份。

binder_mmap() 的主要工做是创建应用进程虚拟内存在内核中的一块映射，这样应用程序和内核就拥有了共享的内存空间，为后面的一次拷贝作准备。

binder 驱动并不提供常规的 read()、write() 等文件操做，所有经过 binder_ioctl() 实现，因此 binder_ioctl() 是 binder 驱动中工做量最大的一个，它承担了 binder 驱动的大部分业务。

面试官：仅 binder_ioctl() 一个方法是怎么实现大部分业务的？

🤔️：binder 机制将业务细分为不一样的命令，调用 binder_ioctl() 时传入具体的命令来区分业务，好比有读写数据的 BINDER_WRITE_READ 命令、 Service Manager 专用的注册为 DNS 的命令等等。

BINDER_WRITE_READ 命令最为关键，其细分了一些子命令，好比 BC_TRANSACTION、BC_REPLY 等。BC_TRANSACTION 就是上层最经常使用的 IPC 调用命令了，AIDL 接口的 transact 方法就是这个命令。

面试官：binder 驱动中要实现这些业务功能，必然要用一些数据结构来存放相关数据，好比你上面说 binder_open() 方法时提到的 binder_proc，你还知道其余的结构体吗？

🤔️：知道一些，好比：

结构体	说明
binder_proc	描述使用 binder 的进程，当调用 binder_open 函数时会建立
binder_thread	描述使用 binder 的线程，当调用 binder_ioctl 函数时会建立
binder_node	描述 binder 实体节点，对应于一个 serve，即用户态的 BpBinder 对象
binder_ref	描述对 binder 实体节点的引用，关联到一个 binder_node
binder_buffer	描述 binder 通讯过程当中存储数据的Buffer
binder_work	描述一个 binder 任务
binder_transaction	描述一次 binder 任务相关的数据信息
binder_ref_death	描述 binder_node 即 binder server 的死亡信息

其中主要结构体引用关系以下：

面试官：能够，咱们再来聊聊别的。

这个问题虽有些 "面试造火箭" 的无奈，可难点就是亮点、价值所在，是筛选面试者的有效手段。若是问你这个问题，你能回答多少呢？

如上图，这里有一份按模块分好的 Binder 源码，并有关键步骤注释。关注公众号 Android 面试官 留言：binder，便可获此 Binder 学习必备源码～