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我们知道，传统的IPC方式传递大块内存时，一般使用共享内存的方式。在Android Binder IPC中，有着自己独特的跨进程传递方式。它也同样，避免了内存拷贝的方式，可以让内存基址和偏移在进程间不断而且方便的传递。Android传递大内存块的方式稍有不同，这些大内存块往往位于特定的设备文件中，如pmem和ashmem（匿名共享内存:Anonymous Shared Memory），当然，也支持共享使用其它特定设备的缓冲区。pmem和ashmem就是Android在Linux内核中虚拟出的两个设备，前者是物理连续的大块内存区域，通常大小在8MB~16MB之间，不同的硬件平台或产品对其定义不同，它也位于系统的RAM中，不由内核的mm管理，而是划归给虚拟的设备pmem来管理，用户空间通过设备文件与其交互，一般用于Camera；后者原理与前者相同，也是通过设备文件使用，但它可能物理上不连续，大小也通常小些，作为普通的共享之用。在使用之前，必须调用mmap将设备缓冲区映射到系统的进程内存空间。
具体实现则是通过libbinder.so库中的IMemory、IMemoryHeap、MemoryHeapBase、MemoryHeapPmem等类实现的。将某个设备（如pmem或ashmem）管理的内存映射（mmap）到系统的进程内存空间，这块内存称为内存堆（MemeoryHeap） IMemoryHeap定义了获取内存堆信息的接口，这个内存堆的信息有：HeapID（亦即设备文件描述符）、经过mmap映射到进程空间的基址、内存堆大小以及访问标志。可以使用下面四个API来获得它们的值： virtual int getHeapID() const = 0; virtual void* getBase() const = 0; virtual size_t getSize() const = 0; virtual uint32_t getFlags() const = 0; Client侧调用接口类实际上调用到子类BpMemoryHeap对象。经Binder跨进程后，请求由server侧的子类MemoryHeapBase或MemoryHeapPmem完成。类的继承关系图如下：
IMemoryHeap接口中定义的四个纯虚函数由子类BpMemoryHeap中重载实现，它们均是直接返回对应的成员的值（见图中的BpMemeoryHeap，上面有四个私有成员变量，下面有四个共有成员函数）。不过在返回之前，都调用了映射函数assertMapped确保已经映射：
void BpMemoryHeap::assertMapped() const { if (mHeapId == -1) {//在还没有映射的情况下才执行下面代码 sp<IBinder> binder(const_cast<BpMemoryHeap*>(this)->asBinder());//asBinder实际调用的是remote()，也就是得到BpBinder对象 sp<BpMemoryHeap> heap(static_cast<BpMemoryHeap*>(find_heap(binder).get()));//通过binder在cache缓存中找到对应的BpMemoryHeap对象，然后调用下面一行进行真正的映射 heap->assertReallyMapped();//进行真正的映射 if (heap->mBase != MAP_FAILED) {//没有出错则继续 Mutex::Autolock _l(mLock); if (mHeapId == -1) {//还没有更新base，size和heapID等信息，则更新它们 mBase = heap->mBase; mSize = heap->mSize; android_atomic_write( dup( heap->mHeapId ), &mHeapId ); } } else { // something went wrong free_heap(binder); } } } 见代码注释，只有在还没有映射的情况下才进行映射，判断的依据是文件描述符是否为-1。首先获取对应的BpBinder对象，然后在全局的cache中查询BpMemoryHeap对象，接着调用BpMemoryHeap对象的assertReallyMapped进行真正的映射。 全局缓存cache(即类HeapCache)中维护着一个键值表，它是从Bpinder对象的弱指针到heap_info_t结构体的映射： struct heap_info_t { sp<IMemoryHeap> heap; int32_t count; //使用计数 };
KeyedVector< wp<IBinder>, heap_info_t > mHeapCache;
HeapCache的find_heap函数首先查询其键值表，若找到则直接返回BpMemoryHeap对象强指针，并将使用计数加1；若没找到，则创建一个BpMemoryHeap对象，并将其添加到表项中： heap_info_t info; info.heap = interface_cast<IMemoryHeap>(binder); //以binder创建一个BpMemoryHeap对象 info.count = 1; //LOGD(“adding binder=%p, heap=%p, count=%d”, // binder.get(), info.heap.get(), info.count); mHeapCache.add(binder, info); return info.heap;
也就是说，在使用IMemoryHeap也就是创建其子类对象时，不是直接使用interface_cast<IMemoryHeap>(binder)进行创建，而是首先在cache中查询；若没有查到，才进行创建。也就是确保内存堆代理BpMemoryHeap对象在一个进程中的唯一性。当多次使用到某个内存堆代理时，有使用计数维护引用次数。这样做的目的是确保只对设备文件进行一次mmap映射。从assertMapped调用assertReallyMapped就可以看出来： void BpMemoryHeap::assertReallyMapped() const { if (mHeapId == -1) { Parcel data, reply; data.writeInterfaceToken(IMemoryHeap::getInterfaceDescriptor()); status_t err = remote()->transact(HEAP_ID, data, &reply); int parcel_fd = reply.readFileDescriptor();//从对方获取设备文件描述符，通常文件描述符不能跨进程，但Android的Binder IPC在Linux内核中做了特殊处理，使它们共享内核中的file节点，因此可以跨进程。 ssize_t size = reply.readInt32();//得到设备内存大小 uint32_t flags = reply.readInt32();//访问标志
LOGE_IF(err, “binder=%p transaction failed fd=%d, size=%ld, err=%d (%s)”, asBinder().get(), parcel_fd, size, err, strerror(-err));
int fd = dup( parcel_fd ); //复制一个文件描述符 LOGE_IF(fd==-1, “cannot dup fd=%d, size=%ld, err=%d (%s)”, parcel_fd, size, err, strerror(errno));
int access = PROT_READ; if (!(flags & READ_ONLY)) { access |= PROT_WRITE; }//若没有只写明确规定是只读，则加上写标志
Mutex::Autolock _l(mLock); if (mHeapId == -1) {//再次确保还没有映射 mRealHeap = true; mBase = mmap(0, size, access, MAP_SHARED, fd, 0);//映射到内存空间 if (mBase == MAP_FAILED) {//出错，则给出log信息 LOGE(“cannot map BpMemoryHeap (binder=%p), size=%ld, fd=%d (%s)”, asBinder().get(), size, fd, strerror(errno)); close(fd); } else {//成功，更新其余三个成员信息 mSize = size; mFlags = flags; android_atomic_write(fd, &mHeapId); } } } } 可见，它从对方得到相关信息后，在本进程空间重新进行mmap映射。
在server侧，类MemoryHeapBase负责处理来自Client侧的请求，它有多个构造函数，当没有指定设备文件名称或设备文件描述符时，它就默认使用ashmem上的内存，否则使用指定的设备文件的内存。在这些构造函数中，首先检查并确保size是页对齐的，然后调用打开设备文件（若还没有文件描述符fd的话），再调用mapfd成员函数对设备文件进行mmap映射。 若使用的是pmem，则由MemoryHeapBase的子类MemoryHeapPmem来处理。当然，平台开发商也可以编写其它子类，来实现对其它内存设备的支持。 在libbinder库中，还有类MemoryDealer这个类用来进行内存分配管理，它包含一个内存分配器SimpleBestFitAllocator，所分配的内存块为Allocation（继承自MemoryBase），但是当前还没有使用它们。
一个内存堆上，往往可以分为多个区域以供调用者使用，如Camera预览中的图像的一桢。IMemory就代表中内存堆中的这块内存区域。可以由三个变量来确定它：在哪个MemoryHeap、在堆中的偏移量offset和大小size。我们可以通过getMemory函数获得该内存区域的这三样信息： sp<IMemoryHeap> getMemory(ssize_t* offset=0, size_t* size=0) const 偏移量offset和大小size通过修改实参传回，而MemoryHeap则通过函数返回。为方便起见，IMemory还提供了三个方便使用的辅助函数：通过fastPointer或pointer直接得到指向内存块的指针，通过size函数可以得到内存块大小。
不管是内存堆MemoryHeapBase还是其子类，以及其里面的内存区域，均由使用者创建。如如CameraService依赖于Camera硬件来实现各项功能，这就是平台厂商实现的CameraHardeInterface的子类（如有的平台使用的是V4L2，对应的子类是CameraHardwareV4L2）。在Camera硬件实现中，一般都需要创建MemoryHeapBase和MemoryBase对象，即server侧对象。Camera的使用者（如应用程序）在Client侧通过调用，将得到接口对象强指针，实际指向前述BpXXX（即IMemoryHeap和IMemory的子类：BpMemoryHeap和BpMemory）对象。Client侧在在自己的进程里进行内存映射后，通过对应接口API就可以得到heapID，base基址和偏移量offset，于是就可以对数据（如预览、拍照和录像的数据）进行自己的处理了。因此，在server和client侧，它们基址多半不同，但都映射到同一设备的内存上，如pmem中的一块内存。这样，就实现了大块内存的共享。也就是说，跨进程传递的过程，实际是传递设备文件描述符、基址和偏移量等信息的过程。
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