随着计算机技术的飞速发展，Linux操作系统作为开源领域的佼佼者，已经深入到了各个应用场景之中。在Linux系统中，内核与用户空间之间的交互是核心功能之一，而设备驱动则是实现这一交互的关键环节。然而，传统的设备驱动开发往往受限于内核空间的限制，无法充分发挥用户空间程序的灵活性和性能优势。为了解决这个问题，Linux内核引入了UIO（Userspace I/O）驱动模型。
主要是驱动设备的初始化(binder_init)，打开 (binder_open)，映射(binder_mmap)，数据操作(binder_ioctl)。
这本书属于学习Linux内核原理必读推荐书目之一！对Linux内核的设计原理进行了细致的说明，也有具体实现部分的介绍，结合源码能很好的理解Linux内核；
作为一个计算机底层小白，在了解一个知识点的时候时常需要恶补很多基础知识。 本文记录在了解LMDB过程中接触的知识点。
进程调度器是Linux内核中最重要的子系统。其目的是控制对计算机CPU的访问。这不仅包括用户进程的访问，还包括其他内核子系统的访问。
之前一直对 Binder 理解不够透彻，仅仅知道一些皮毛，所以最近抽空深入理解一下，并在这里做个小结。
V4L2：Video for Linux two，缩写 Video4Linux2，是 Linux 内核中的一个框架，提供了一套用于视频设备驱动程序开发的 API。
本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇，会以内核的核心功能为出发点，描述Linux内核的整体架构，以及架构之下主要的软件子系统。之后，会介绍Linux内核源文件的目录结构，并和各个软件子系统对应。
IPC全名为inter-Process Communication，含义为进程间通信，是指两个进程之间进行数据交换的过程。在Android和Linux中都有各自的IPC机制，这里分别来介绍下。
1）物理地址：CPU地址总线传来的地址，由硬件电路控制其具体含义。物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的，但也常被映射到其他存储器上（如显存、BIOS等）。在程序指令中的虚拟地址经过段映射和页面映射后，就生成了物理地址，这个物理地址被放到CPU的地址线上。
Platbox是一款功能强大的UEFI和SSM安全评估工具，该工具可以帮助广大研究人员以最快速的方式评估UEFI和SSM的安全态势。
Linux 已经提供了管道、消息队列、共享内存和 Socket 等 IPC 机制。那为什么 Android 还要提供 Binder 来实现 IPC 呢？主要是基于性能、稳定性和安全性几方面的原因。
原文链接：https://juejin.cn/post/7293175592162836514
声明：本文翻译自Conceptual Architecture of the Linux Kernel
众所周知，Binder是Android系统中最主要的进程间通信套件，更具体一点，很多文章称之为Binder驱动，那为什么说它是一个驱动呢，驱动又是何物，让我们自底向上，从内核中的Binder来一步步揭开它的面纱。本文重点在帮助读者对于Binder系统有一个简略的了解，所以写得比较笼统，后续文章会详细分析。
默认容器的数据是保存在容器的可读写层，当容器被删除时其上的数据也会丢失，所以为了实现数据的持久性则需要选择一种数据持久技术来保存数据。官方提供了三种存储方式：Volumes、Bind mounts和tmpfs。前面还介绍了：Docker 服务终端 UI 管理工具
出于安全原因，使用Android 原生的Camera接口，必须要使用可见的surface显示摄像头的preview图像，即必须要让用户看到你的应用正在使用摄像头。另外Android Camera framework经过层层封装，同时必须调用到显示和MediaPlayer两个模块，数据处理的环节比较多。 在开发过程中，可能会有需求只需要去获取camera数据结合AI进行处理。通过V4L2接口可以直接从驱动获取camera数据，省去了很多中间环节，同时可以在后台处理数据，不需要作为前台应用运行。
Video for Linux two(Video4Linux2)简称V4L2，是V4L的改进版。V4L2是linux操作系统下一套用于采集图片、视频和音频数据的通用API接口，配合适当的视频采集设备和相应的驱动程序，可以实现图片、视频、音频等的采集。V4L2像一个优秀的快递员，将视频采集设备的图像数据安全、高效的传递给不同需求的用户。
发现它有smem_start和mmio_start两个字段。我刚开始看的时候就很疑惑：“帧缓冲区不就是MMIO的吗，这两个字段的区别在哪里？”
端口（port）是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。几乎每一种外设都是通过读写设备上的寄存器来进行的。CPU通过这些地址即端口向接口电路中的寄存器发送命令，读取状态和传送数据。外设寄存器也称为“I/O端口”，通常包括：控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器三大类，而且一个外设的寄存器通常被连续地编址。
这篇文章我酝酿了很久，参考了很多资料，读了很多源码，却依旧不敢下笔。生怕自己理解上还有偏差，对大家造成误解，贻笑大方。又怕自己理解不够透彻，无法用清晰直白的文字准确的表达出 Binder 的设计精髓。直到今天提笔写作时还依旧战战兢兢。
binder是android中独有的一种ipc实现，业界有句话是无binder不android。不了解binder，在阅读android代码中会遇到很多困难，因此为了为后续的android知识介绍打下坚实的基础，决定介绍下binder。binder涉及内容很多，单凭一篇是不可能介绍完的，因此这将会是一个系列。
为了快速构建项目，使用高性能框架是我的职责，但若不去深究底层的细节会让我失去对技术的热爱。 探究的过程是痛苦并激动的，痛苦在于完全理解甚至要十天半月甚至没有机会去应用，激动在于技术的相同性，新的框架不再是我焦虑。 每一个底层细节的攻克，就越发觉得自己对计算机一无所知，这可能就是对知识的敬畏。
我们知道，linux系统中用户空间和内核空间是隔离的，用户空间程序不能随意的访问内核空间数据，只能通过中断或者异常的方式进入内核态，一般情况下，我们使用copy_to_user和copy_from_user等内核api来实现用户空间和内核空间的数据拷贝，但是像显存这样的设备如果也采用这样的方式就显的效率非常底下，因为用户经常需要在屏幕上进行绘制，要消除这种复制的操作就需要应用程序直接能够访问显存，但是显存被映射到内核空间，应用程序是没有访问权限的，如果显存也能同时映射到用户空间那就不需要拷贝操作了，于是字符设备中提供了mmap接口，可以将内核空间映射的那块物理内存再次映射到用户空间，这样用户空间就可以直接访问不需要任何拷贝操作，这就是我们今天要说的0拷贝技术。
所谓的内存映射就是把物理内存映射到进程的地址空间之内，这些应用程序就可以直接使用输入输出的地址空间，从而提高读写的效率。Linux提供了mmap()函数，用来映射物理内存。在驱动程序中，应用程序以设备文件为对象，调用mmap()函数，内核进行内存映射的准备工作，生成vm_area_struct结构体，然后调用设备驱动程序中定义的mmap函数。
内存映射 概念 : " 内存映射 “ 就是在 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 , 创建一个 映射 , " 内存映射 " 有
对于精通 CURD 的业务同学，内存管理好像离我们很远，但这个知识点虽然冷门（估计很多人学完根本就没机会用上）但绝对是基础中的基础。
即使看了所有的Linux 内核文章，估计也还不是很明白，这时候，还是需要fucking the code.
PBLE: Physical Buffer List Entry 物理缓冲区列表条目
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C/C++程序为编译后的二进制文件，运行时载入内存，运行时内存分布由代码段、初始化数据段、未初始化数据段、堆和栈构成，如果程序使用了内存映射文件（比如共享库、共享文件），那么包含映射段。Linux环境程序典型的内存布局如图1-5所示。
使用 malloc 函数申请内存原理 : " 堆内存 " 动态分配 的 系统调用 过程 ;
应用程序和驱动程序之间传递数据时，可以通过read、write函数进行。这涉及在用户态buffer和内核态buffer之间传数据，如下图所示：
作者：freeboy1015 来源：http://lib.csdn.net/article/linux/62126 一. mmap系统调用 1. mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。munmap执行相反的操作，删除特定地址区域的对象映射。 当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用.但需注意,直
芯片复位后，将在异常向量表中复位向量的位置开始执行。复位操作的代码必须做以下事情:
之前写了两篇详细分析 Linux 内存管理的文章，读者好评如潮。但由于是分开两篇来写，而这两篇内容其实是有很强关联的，有读者反馈没有看到另一篇读起来不够不连贯，为方便阅读这次特意把两篇整合在一起，看这一篇就够了！
操作系统很早就开始使用内存映射文件（Memory Mapped File）来作为进程间的共享存储区，这是一种非常高效的进程通讯手段。.NET 4.0新增加了一个System.IO. MemoryMappedFiles命名空间，其中添加了几个类和相应的枚举类型，从而使我们可以很方便地创建内存映射文件。Mono 3.2也有这个类来操作Linux下的内存映射文件，《MemoryMappedFile 在 Mono in Linux 的开发笔记》详细的介绍了Mono和.NET 4的实现区别，为了让代码能够在Linux
几种进程间的通信方式：管道，FIFO，消息队列，他们的共同特点就是通过内核来进行通信（假设POSIX消息队列也是在内核中实现的，因为POSIX标准并没有限定它的实现方式）。向管道，FIFO，消息队列写入数据需要把数据从进程复制到内核，从这些IPC读取数据的时候又需要把数据从内核复制到进程。所以这种IPC方式往往需要2次在进程和内核之间进行数据的复制，即进程间的通信必须借助内核来传递。如下图所示：
mmap()系统调用是在用户进程与内核之间共享内存区域的常用方法。我们最近有个程序，需要应用进程能够读取内核驱动获取的数据，经过简单的调研，决定采用mmap方式。实现起来不难，在驱动中注册一个字符设备，实现该设备的mmap()方法即可。但这其中有一点小曲折。
Linux 之父Linus Torvald：庆祝完Linux 30 岁了吧，一起来看新的 Linux 5.14。
个参数 , 分别是 unsigned long addr 和 size_t, len , 前者是 内存映射 的 起始地址 , 后者是 内存映射 的 长度 ;
进程 B 发送消息给进程 A , 先将数据 从 进程 A 的 用户空间 缓冲区 写到 内核空间 缓冲区中 , 然后将数据从 内核空间 缓冲区 写到 进程 A 的 用户空间 缓冲区 中 ;
来源：http://lib.csdn.net/article/linux/62126
BIOS (Basic Input/Output System) 是一组固件，通常存储在计算机主板上的芯片中。当计算机启动时，BIOS会自动运行，并通过POST (Power-On Self-Test) 对计算机进行自检，以确保硬件设备正常工作。在自检完成后，BIOS会寻找可引导的设备，通常是硬盘或光盘驱动器。如果找到了可引导设备，则BIOS将把控制权交给该设备中的引导程序。
上图是一次binder调用的通信流程，Client是应用进程，Server是系统服务，应用进程通过binder调用请求系统服务，Client向binder驱动发送BC_Transaction指令，binder在收到该指令指令之后回向Client返回BR_Transaction_Complete指令，同时binder驱动会向系统服务发送BR_Transaction指令，并等待系统服务的处理，系统服务处理完成之后会向binder发送BC_Reply的回持，binder驱动在收到系统服务的回执之后，也会向系统服务发送BR_Transation_Complete的回执，同时向应用进程发送BR_Reply，将处理结果发送给应用进程。
“映射”就是建立一种对应关系，主要是指硬盘上文件的位置与进程逻辑地址空间中一块相同区域之间一一对应。这种关系纯属是逻辑上的概念，物理上是不存在的，原因是进程的逻辑地址空间本身就是不存在的，在内存映射过程中，并没有实际的数据拷贝，文件没有被载入内存，只是逻辑上放入了内存，具体到代码，就是建立并初始化了相关的数据结构，这个过程有系统调用mmap()实现，所以映射的效率很高。
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