子曰：“始吾于人也翔怎，聽(tīng)其言而信其行困后，今吾于人也枕屉，聽(tīng)其言而觀其行常柄。于予與改是〔罄蓿”《論語(yǔ)》：公冶長(zhǎng)篇

image

百篇博客分析.本篇為: (進(jìn)程管理篇) | 誰(shuí)在管理內(nèi)核資源

進(jìn)程管理相關(guān)篇為:

• v02.06 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(進(jìn)程管理) | 誰(shuí)在管理內(nèi)核資源
• v24.03 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(進(jìn)程概念) | 如何更好的理解進(jìn)程
• v45.05 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(Fork) | 一次調(diào)用 兩次返回
• v46.05 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(特殊進(jìn)程) | 老鼠生兒會(huì)打洞
• v47.02 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(進(jìn)程回收) | 臨終托孤的短命娃
• v48.05 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(信號(hào)生產(chǎn)) | 年過(guò)半百 活力十足
• v49.03 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(信號(hào)消費(fèi)) | 誰(shuí)讓CPU連續(xù)四次換棧運(yùn)行
• v71.03 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(Shell編輯) | 兩個(gè)任務(wù) 三個(gè)階段
• v72.01 鴻蒙內(nèi)核源碼分析(Shell解析) | 應(yīng)用窺伺內(nèi)核的窗口

進(jìn)程管理示意圖

image

解讀

以下幾句話很重要,是理解鴻蒙內(nèi)核關(guān)于進(jìn)程部分的關(guān)鍵之所在,務(wù)必將空間,態(tài),棧這些概念理解清楚.

• 內(nèi)存空間分用戶空間和內(nèi)核空間,內(nèi)核嚴(yán)格界定了它們的范圍,應(yīng)用程序一般是運(yùn)行在用戶空間,但是有些功能需要也只能由內(nèi)核提供,比如讀寫(xiě)文件,這就引出了應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)的兩種狀態(tài)(用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)).
• 系統(tǒng)調(diào)用(syscall)將用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)隔離開(kāi)來(lái),用戶態(tài)線程想訪問(wèn)內(nèi)核資源必須經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)用切到該線程的內(nèi)核態(tài).內(nèi)核態(tài)下的指令在該線程的內(nèi)核棧中運(yùn)行,內(nèi)核棧由內(nèi)核空間提供.
• 鴻蒙內(nèi)核只有一個(gè)內(nèi)核進(jìn)程空間,被KIdle,KProcess兩個(gè)進(jìn)程共用,這兩個(gè)進(jìn)程所管理的線程只有內(nèi)核態(tài),同時(shí)也只會(huì)有內(nèi)核棧.
• Init進(jìn)程(也稱1號(hào)進(jìn)程)是所有應(yīng)用進(jìn)程的祖宗
• KIdle進(jìn)程(也稱0號(hào)進(jìn)程)是內(nèi)核給CPU開(kāi)的小灶,CPU沒(méi)事干的時(shí)候就呆在KIdle進(jìn)程中休息
• KProcess進(jìn)程(也稱2號(hào)進(jìn)程),內(nèi)核的主要工作是通過(guò)KProcess來(lái)完成的,
• 圖中的線程和 task是一個(gè)意思,進(jìn)程是資源管理單元, 任務(wù)是內(nèi)核的調(diào)度單元,讓CPU干活的是任務(wù).
• 對(duì)以上說(shuō)明還不甚理解的,請(qǐng)前往系列篇翻看進(jìn)程模塊其他文章.

基本概念

• 從系統(tǒng)的角度看西潘，進(jìn)程是資源管理單元。進(jìn)程可以使用或等待CPU哨颂、使用內(nèi)存空間等系統(tǒng)資源喷市，并獨(dú)立于其它進(jìn)程運(yùn)行。

• OpenHarmony內(nèi)核的進(jìn)程模塊可以給用戶提供多個(gè)進(jìn)程咆蒿，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程之間的切換和通信东抹，幫助用戶管理業(yè)務(wù)程序流程。這樣用戶可以將更多的精力投入到業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)中沃测。

• OpenHarmony內(nèi)核中的進(jìn)程采用搶占式調(diào)度機(jī)制缭黔，支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式和FIFO調(diào)度機(jī)制。

• OpenHarmony內(nèi)核的進(jìn)程一共有32個(gè)優(yōu)先級(jí)(0-31)蒂破，用戶進(jìn)程可配置的優(yōu)先級(jí)有22個(gè)(10-31)馏谨，最高優(yōu)先級(jí)為10，最低優(yōu)先級(jí)為31附迷。

• 高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程可搶占低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程惧互，低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程必須在高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程阻塞或結(jié)束后才能得到調(diào)度哎媚。

• 每一個(gè)用戶態(tài)進(jìn)程均擁有自己獨(dú)立的進(jìn)程空間，相互之間不可見(jiàn)喊儡，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間隔離拨与。

• 用戶態(tài)根進(jìn)程init由內(nèi)核態(tài)創(chuàng)建，其它用戶態(tài)進(jìn)程均由init進(jìn)程fork而來(lái)艾猜。

進(jìn)程狀態(tài)流轉(zhuǎn)

• 初始化（Init）：該進(jìn)程正在被創(chuàng)建买喧。

• 就緒（Ready）：該進(jìn)程在就緒列表中，等待CPU調(diào)度匆赃。

• 運(yùn)行（Running）：該進(jìn)程正在運(yùn)行淤毛。

• 阻塞（Pend）：該進(jìn)程被阻塞掛起。本進(jìn)程內(nèi)所有的線程均被阻塞時(shí)算柳，進(jìn)程被阻塞掛起咨察。

• 僵尸態(tài)（Zombies）：該進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束宜雀，等待父進(jìn)程回收其控制塊資源。

image

• Init→Ready：

  進(jìn)程創(chuàng)建或fork時(shí)，拿到該進(jìn)程控制塊后進(jìn)入Init狀態(tài)交惯，處于進(jìn)程初始化階段溃睹，當(dāng)進(jìn)程初始化完成將進(jìn)程插入調(diào)度隊(duì)列拌阴，此時(shí)進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)朽们。

• Ready→Running：

  進(jìn)程創(chuàng)建后進(jìn)入就緒態(tài)，發(fā)生進(jìn)程切換時(shí)绎橘，就緒列表中最高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程被執(zhí)行胁孙，從而進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。若此時(shí)該進(jìn)程中已無(wú)其它線程處于就緒態(tài)称鳞，則該進(jìn)程從就緒列表刪除涮较，只處于運(yùn)行態(tài)；若此時(shí)該進(jìn)程中還有其它線程處于就緒態(tài)冈止，則該進(jìn)程依舊在就緒隊(duì)列狂票，此時(shí)進(jìn)程的就緒態(tài)和運(yùn)行態(tài)共存。

• Running→Pend：

  進(jìn)程內(nèi)所有的線程均處于阻塞態(tài)時(shí)熙暴，進(jìn)程在最后一個(gè)線程轉(zhuǎn)為阻塞態(tài)時(shí)闺属，同步進(jìn)入阻塞態(tài)，然后發(fā)生進(jìn)程切換周霉。

• Pend→Ready / Pend→Running：

  阻塞進(jìn)程內(nèi)的任意線程恢復(fù)就緒態(tài)時(shí)掂器，進(jìn)程被加入到就緒隊(duì)列，同步轉(zhuǎn)為就緒態(tài)俱箱，若此時(shí)發(fā)生進(jìn)程切換国瓮，則進(jìn)程狀態(tài)由就緒態(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)行態(tài)。

• Ready→Pend：

  進(jìn)程內(nèi)的最后一個(gè)就緒態(tài)線程處于阻塞態(tài)時(shí)，進(jìn)程從就緒列表中刪除乃摹，進(jìn)程由就緒態(tài)轉(zhuǎn)為阻塞態(tài)禁漓。

• Running→Ready：

  進(jìn)程由運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)的情況有以下兩種：

  1. 有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程創(chuàng)建或者恢復(fù)后，會(huì)發(fā)生進(jìn)程調(diào)度孵睬，此刻就緒列表中最高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)播歼，那么原先運(yùn)行的進(jìn)程由運(yùn)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)。
  2. 若進(jìn)程的調(diào)度策略為SCHED_RR肪康，且存在同一優(yōu)先級(jí)的另一個(gè)進(jìn)程處于就緒態(tài)荚恶，則該進(jìn)程的時(shí)間片消耗光之后，該進(jìn)程由運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)磷支，另一個(gè)同優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程由就緒態(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)行態(tài)。

• Running→Zombies：

  當(dāng)進(jìn)程的主線程或所有線程運(yùn)行結(jié)束后食寡，進(jìn)程由運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)為僵尸態(tài)雾狈，等待父進(jìn)程回收資源。

使用場(chǎng)景

進(jìn)程創(chuàng)建后抵皱，用戶只能操作自己進(jìn)程空間的資源善榛，無(wú)法操作其它進(jìn)程的資源（共享資源除外）。用戶態(tài)允許進(jìn)程掛起呻畸，恢復(fù)移盆，延時(shí)等操作，同時(shí)也可以設(shè)置用戶態(tài)進(jìn)程調(diào)度優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略伤为，獲取進(jìn)程調(diào)度優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略咒循。進(jìn)程結(jié)束的時(shí)候，進(jìn)程會(huì)主動(dòng)釋放持有的進(jìn)程資源绞愚，但持有的進(jìn)程pid資源需要父進(jìn)程通過(guò)wait/waitpid或父進(jìn)程退出時(shí)回收,可以前往查看百篇博客系列篇:進(jìn)程回收篇.

開(kāi)始正式分析

請(qǐng)注意進(jìn)程是資源管理單元 叙甸，而非最終調(diào)度(執(zhí)行)單元，調(diào)度單元是誰(shuí)位衩？是 Task裆蒸，也叫任務(wù),也可以叫線程(Thread).

看下官方對(duì)應(yīng)狀態(tài)定義

#define OS_PROCESS_STATUS_INIT           0x0010U    //進(jìn)程初始狀態(tài)
#define OS_PROCESS_STATUS_READY          0x0020U    //進(jìn)程就緒狀態(tài)
#define OS_PROCESS_STATUS_RUNNING        0x0040U    //進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)
#define OS_PROCESS_STATUS_PEND           0x0080U    //進(jìn)程阻塞狀態(tài)
#define OS_PROCESS_STATUS_ZOMBIES        0x100U     //進(jìn)程僵死狀態(tài)

一個(gè)進(jìn)程從創(chuàng)建到消亡過(guò)程，在內(nèi)核肯定是極其復(fù)雜的糖驴。一件這么復(fù)雜的事情肯定會(huì)有個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體來(lái)承載僚祷，它就是LosProcessCB(進(jìn)程控制塊)，代碼很長(zhǎng)但必須全部拿出來(lái)贮缕。

LITE_OS_SEC_BSS LosProcessCB *g_runProcess[LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM]; //用一個(gè)指針數(shù)組記錄進(jìn)程運(yùn)行辙谜，LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM 為 CPU的核數(shù)
LITE_OS_SEC_BSS LosProcessCB *g_processCBArray = NULL;//進(jìn)程池，最大進(jìn)程數(shù)為 64個(gè) 
LITE_OS_SEC_DATA_INIT STATIC LOS_DL_LIST g_freeProcess;//記錄空閑的進(jìn)程鏈表
LITE_OS_SEC_DATA_INIT STATIC LOS_DL_LIST g_processRecyleList;//記錄回收的進(jìn)程列表

typedef struct ProcessCB {
    CHAR                 processName[OS_PCB_NAME_LEN]; /**< Process name */ //進(jìn)程名稱
    UINT32               processID;                    /**< process ID = leader thread ID */ //進(jìn)程ID,由進(jìn)程池分配,范圍[0,64]
    UINT16               processStatus;                /**< [15:4] process Status; [3:0] The number of threads currently
                                                            running in the process *///這里設(shè)計(jì)很巧妙.用一個(gè)16表示了兩層邏輯 數(shù)量和狀態(tài),點(diǎn)贊!
    UINT16               priority;                     /**< process priority */ //進(jìn)程優(yōu)先級(jí)
    UINT16               policy;                       /**< process policy */ //進(jìn)程的調(diào)度方式,默認(rèn)搶占式
    UINT16               timeSlice;                    /**< Remaining time slice *///進(jìn)程時(shí)間片,默認(rèn)2個(gè)tick
    UINT16               consoleID;                    /**< The console id of task belongs  *///任務(wù)的控制臺(tái)id歸屬
    UINT16               processMode;                  /**< Kernel Mode:0; User Mode:1; */ //模式指定為內(nèi)核還是用戶進(jìn)程
    UINT32               parentProcessID;              /**< Parent process ID */ //父進(jìn)程ID
    UINT32               exitCode;                     /**< process exit status */ //進(jìn)程退出狀態(tài)碼
    LOS_DL_LIST          pendList;                     /**< Block list to which the process belongs */ //進(jìn)程所屬的阻塞列表,如果因拿鎖失敗,就由此節(jié)點(diǎn)掛到等鎖鏈表上
    LOS_DL_LIST          childrenList;                 /**< my children process list */ //孩子進(jìn)程都掛到這里,形成雙循環(huán)鏈表
    LOS_DL_LIST          exitChildList;                /**< my exit children process list */ //那些要退出孩子進(jìn)程掛到這里跷睦，白發(fā)人送黑發(fā)人筷弦。
    LOS_DL_LIST          siblingList;                  /**< linkage in my parent's children list */ //兄弟進(jìn)程鏈表, 56個(gè)民族是一家,來(lái)自同一個(gè)父進(jìn)程.
    ProcessGroup         *group;                       /**< Process group to which a process belongs */ //所屬進(jìn)程組
    LOS_DL_LIST          subordinateGroupList;         /**< linkage in my group list */ //進(jìn)程是組長(zhǎng)時(shí),有哪些組員進(jìn)程
    UINT32               threadGroupID;                /**< Which thread group , is the main thread ID of the process */ //哪個(gè)線程組是進(jìn)程的主線程ID
    UINT32               threadScheduleMap;            /**< The scheduling bitmap table for the thread group of the
                                                            process */ //進(jìn)程的各線程調(diào)度位圖
    LOS_DL_LIST          threadSiblingList;            /**< List of threads under this process *///進(jìn)程的線程(任務(wù))列表
    LOS_DL_LIST          threadPriQueueList[OS_PRIORITY_QUEUE_NUM]; /**< The process's thread group schedules the
                                                                         priority hash table */ //進(jìn)程的線程組調(diào)度優(yōu)先級(jí)哈希表
    volatile UINT32      threadNumber; /**< Number of threads alive under this process */ //此進(jìn)程下的活動(dòng)線程數(shù)
    UINT32               threadCount;  /**< Total number of threads created under this process */ //在此進(jìn)程下創(chuàng)建的線程總數(shù)
    LOS_DL_LIST          waitList;     /**< The process holds the waitLits to support wait/waitpid *///進(jìn)程持有等待鏈表以支持wait/waitpid
#if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
    UINT32               timerCpu;     /**< CPU core number of this task is delayed or pended *///統(tǒng)計(jì)各線程被延期或阻塞的時(shí)間
#endif
    UINTPTR              sigHandler;   /**< signal handler */ //信號(hào)處理函數(shù),處理如 SIGSYS 等信號(hào) 
    sigset_t             sigShare;     /**< signal share bit */ //信號(hào)共享位
#if (LOSCFG_KERNEL_LITEIPC == YES)
    ProcIpcInfo         ipcInfo;       /**< memory pool for lite ipc */ //用于進(jìn)程間通訊的虛擬設(shè)備文件系統(tǒng),設(shè)備裝載點(diǎn)為 /dev/lite_ipc
#endif
    LosVmSpace          *vmSpace;       /**< VMM space for processes */ //虛擬空間,描述進(jìn)程虛擬內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，linux稱為內(nèi)存描述符
#ifdef LOSCFG_FS_VFS
    struct files_struct *files;        /**< Files held by the process */ //進(jìn)程所持有的所有文件，注者稱之為進(jìn)程的文件管理器
#endif //每個(gè)進(jìn)程都有屬于自己的文件管理器,記錄對(duì)文件的操作. 注意:一個(gè)文件可以被多個(gè)進(jìn)程操作
    timer_t             timerID;       /**< iTimer */

#ifdef LOSCFG_SECURITY_CAPABILITY //安全能力
    User                *user;  //進(jìn)程的擁有者
    UINT32              capability; //安全能力范圍 對(duì)應(yīng) CAP_SETGID
#endif
#ifdef LOSCFG_SECURITY_VID
    TimerIdMap          timerIdMap;
#endif
#ifdef LOSCFG_DRIVERS_TZDRIVER
    struct file         *execFile;     /**< Exec bin of the process */
#endif
    mode_t umask;
} LosProcessCB;

進(jìn)程的模式有兩種烂琴，內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)爹殊，能想到main函數(shù)中肯定會(huì)創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核態(tài)的最高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程，他就是 KProcess

通過(guò)task命令查看任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)奸绷，可以看到 KProcess 進(jìn)程 ,看名字就知道是一個(gè)內(nèi)核進(jìn)程梗夸，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，圖中可以看到 KProcess 的task運(yùn)行情況号醉，從表里可以看到KProcess內(nèi)有 10幾個(gè)task

image

進(jìn)程模塊是如何初始化的

注意應(yīng)用進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程的祖先是不一樣的,有各自的祖先根.分別是g_userInitProcess(1號(hào)進(jìn)程) 和 g_kernelInitProcess(2號(hào)進(jìn)程)

/******************************************************************************
 并發(fā)（Concurrent）:多個(gè)線程在單個(gè)核心運(yùn)行反症，同一時(shí)間一個(gè)線程運(yùn)行，系統(tǒng)不停切換線程畔派，
   看起來(lái)像同時(shí)運(yùn)行铅碍，實(shí)際上是線程不停切換
 并行（Parallel）每個(gè)線程分配給獨(dú)立的CPU核心，線程同時(shí)運(yùn)行
 單核CPU多個(gè)進(jìn)程或多個(gè)線程內(nèi)能實(shí)現(xiàn)并發(fā)（微觀上的串行线椰，宏觀上的并行）
 多核CPU線程間可以實(shí)現(xiàn)宏觀和微觀上的并行
 LITE_OS_SEC_BSS 和 LITE_OS_SEC_DATA_INIT 是告訴編譯器這些全局變量放在哪個(gè)數(shù)據(jù)段
******************************************************************************/
LITE_OS_SEC_BSS LosProcessCB *g_runProcess[LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM];// CPU內(nèi)核個(gè)數(shù),超過(guò)一個(gè)就實(shí)現(xiàn)了并行
LITE_OS_SEC_BSS LosProcessCB *g_processCBArray = NULL; // 進(jìn)程池?cái)?shù)組
LITE_OS_SEC_DATA_INIT STATIC LOS_DL_LIST g_freeProcess;// 空閑狀態(tài)下的進(jìn)程鏈表, .個(gè)人覺(jué)得應(yīng)該取名為 g_freeProcessList  @note_thinking
LITE_OS_SEC_DATA_INIT STATIC LOS_DL_LIST g_processRecyleList;// 需要回收的進(jìn)程列表
LITE_OS_SEC_BSS UINT32 g_userInitProcess = OS_INVALID_VALUE;// 用戶態(tài)的初始init進(jìn)程,用戶態(tài)下其他進(jìn)程由它 fork
LITE_OS_SEC_BSS UINT32 g_kernelInitProcess = OS_INVALID_VALUE;// 內(nèi)核態(tài)初始Kprocess進(jìn)程,內(nèi)核態(tài)下其他進(jìn)程由它 fork
LITE_OS_SEC_BSS UINT32 g_kernelIdleProcess = OS_INVALID_VALUE;// 內(nèi)核態(tài)idle進(jìn)程,由Kprocess fork
LITE_OS_SEC_BSS UINT32 g_processMaxNum;// 進(jìn)程最大數(shù)量,默認(rèn)64個(gè)
LITE_OS_SEC_BSS ProcessGroup *g_processGroup = NULL;// 全局進(jìn)程組,負(fù)責(zé)管理所有進(jìn)程組

//進(jìn)程模塊初始化,被編譯放在代碼段 .init 中
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsProcessInit(VOID)
{
    UINT32 index;
    UINT32 size;

    g_processMaxNum = LOSCFG_BASE_CORE_PROCESS_LIMIT;//默認(rèn)支持64個(gè)進(jìn)程
    size = g_processMaxNum * sizeof(LosProcessCB);//算出總大小

    g_processCBArray = (LosProcessCB *)LOS_MemAlloc(m_aucSysMem1, size);// 進(jìn)程池胞谈，占用內(nèi)核堆,內(nèi)存池分配 
    if (g_processCBArray == NULL) {
        return LOS_NOK;
    }
    (VOID)memset_s(g_processCBArray, size, 0, size);//安全方式重置清0

    LOS_ListInit(&g_freeProcess);//進(jìn)程空閑鏈表初始化，創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)從g_freeProcess中申請(qǐng)一個(gè)進(jìn)程描述符使用
    LOS_ListInit(&g_processRecyleList);//進(jìn)程回收鏈表初始化,回收完成后進(jìn)入g_freeProcess等待再次被申請(qǐng)使用

    for (index = 0; index < g_processMaxNum; index++) {//進(jìn)程池循環(huán)創(chuàng)建
        g_processCBArray[index].processID = index;//進(jìn)程ID[0-g_processMaxNum]賦值
        g_processCBArray[index].processStatus = OS_PROCESS_FLAG_UNUSED;// 默認(rèn)都是白紙一張,貼上未使用標(biāo)簽
        LOS_ListTailInsert(&g_freeProcess, &g_processCBArray[index].pendList);//注意g_freeProcess掛的是pendList節(jié)點(diǎn),所以使用要通過(guò)OS_PCB_FROM_PENDLIST找到進(jìn)程實(shí)體.
    }

    g_userInitProcess = 1; /* 1: The root process ID of the user-mode process is fixed at 1 *///用戶模式的根進(jìn)程
    LOS_ListDelete(&g_processCBArray[g_userInitProcess].pendList);// 清空g_userInitProcess pend鏈表

    g_kernelInitProcess = 2; /* 2: The root process ID of the kernel-mode process is fixed at 2 *///內(nèi)核模式的根進(jìn)程
    LOS_ListDelete(&g_processCBArray[g_kernelInitProcess].pendList);// 清空g_kernelInitProcess pend鏈表

    return LOS_OK;
}

代碼已經(jīng)很清楚憨愉，創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程池烦绳，默認(rèn)64個(gè)進(jìn)程，也就是不改宏LOSCFG_BASE_CORE_PROCESS_LIMIT的情況下 系統(tǒng)最多是64個(gè)進(jìn)程配紫，但有兩個(gè)進(jìn)程先被占用径密，用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)各一個(gè)，他們是后續(xù)創(chuàng)建進(jìn)程的根躺孝，所以最多留給外面的只有62個(gè)進(jìn)程可創(chuàng)建享扔，代碼的最后兩個(gè)根進(jìn)程的task阻塞鏈表被清空了,因?yàn)闆](méi)有阻塞任務(wù)當(dāng)然要清空.

內(nèi)核根進(jìn)程創(chuàng)建過(guò)程

創(chuàng)建Kprocess進(jìn)程，也就是線程池中的2號(hào)進(jìn)程g_kernelInitProcess括细，設(shè)為最高優(yōu)先級(jí) 0

//初始化 2號(hào)進(jìn)程,即內(nèi)核根進(jìn)程
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsKernelInitProcess(VOID)
{
    LosProcessCB *processCB = NULL;
    UINT32 ret;

    ret = OsProcessInit();// 初始化進(jìn)程模塊全部變量,創(chuàng)建各循環(huán)雙向鏈表
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }

    processCB = OS_PCB_FROM_PID(g_kernelInitProcess);// 以PID方式得到一個(gè)進(jìn)程
    ret = OsProcessCreateInit(processCB, OS_KERNEL_MODE, "KProcess", 0);// 初始化進(jìn)程,最高優(yōu)先級(jí)0,鴻蒙進(jìn)程一共有32個(gè)優(yōu)先級(jí)(0-31) 其中0-9級(jí)為內(nèi)核進(jìn)程,用戶進(jìn)程可配置的優(yōu)先級(jí)有22個(gè)(10-31)
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }

    processCB->processStatus &= ~OS_PROCESS_STATUS_INIT;// 進(jìn)程初始化位 置1
    g_processGroup = processCB->group;//全局進(jìn)程組指向了KProcess所在的進(jìn)程組
    LOS_ListInit(&g_processGroup->groupList);// 進(jìn)程組鏈表初始化
    OsCurrProcessSet(processCB);// 設(shè)置為當(dāng)前進(jìn)程

    return OsCreateIdleProcess();// 創(chuàng)建一個(gè)空閑狀態(tài)的進(jìn)程
}

//創(chuàng)建一個(gè)名叫"KIdle"的進(jìn)程,給CPU空閑的時(shí)候使用
STATIC UINT32 OsCreateIdleProcess(VOID)
{
    UINT32 ret;
    CHAR *idleName = "Idle";
    LosProcessCB *idleProcess = NULL;
    Percpu *perCpu = OsPercpuGet();
    UINT32 *idleTaskID = &perCpu->idleTaskID;//得到CPU的idle task

    ret = OsCreateResourceFreeTask();// 創(chuàng)建一個(gè)資源回收任務(wù),優(yōu)先級(jí)為5 用于回收進(jìn)程退出時(shí)的各種資源
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }
 //創(chuàng)建一個(gè)名叫"KIdle"的進(jìn)程,并創(chuàng)建一個(gè)idle task,CPU空閑的時(shí)候就待在 idle task中等待被喚醒
    ret = LOS_Fork(CLONE_FILES, "KIdle", (TSK_ENTRY_FUNC)OsIdleTask, LOSCFG_BASE_CORE_TSK_IDLE_STACK_SIZE);
    if (ret < 0) {
        return LOS_NOK;
    }
    g_kernelIdleProcess = (UINT32)ret;//返回進(jìn)程ID

    idleProcess = OS_PCB_FROM_PID(g_kernelIdleProcess);//通過(guò)ID拿到進(jìn)程實(shí)體
    *idleTaskID = idleProcess->threadGroupID;//綁定CPU的IdleTask,或者說(shuō)改變CPU現(xiàn)有的idle任務(wù)
    OS_TCB_FROM_TID(*idleTaskID)->taskStatus |= OS_TASK_FLAG_SYSTEM_TASK;//設(shè)定Idle task 為一個(gè)系統(tǒng)任務(wù)
#if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
    OS_TCB_FROM_TID(*idleTaskID)->cpuAffiMask = CPUID_TO_AFFI_MASK(ArchCurrCpuid());//多核CPU的任務(wù)指定,防止亂串了,注意多核才會(huì)有并行處理
#endif
    (VOID)memset_s(OS_TCB_FROM_TID(*idleTaskID)->taskName, OS_TCB_NAME_LEN, 0, OS_TCB_NAME_LEN);//task 名字先清0
    (VOID)memcpy_s(OS_TCB_FROM_TID(*idleTaskID)->taskName, OS_TCB_NAME_LEN, idleName, strlen(idleName));//task 名字叫 idle
    return LOS_OK;
}

應(yīng)用根進(jìn)程創(chuàng)建過(guò)程

創(chuàng)建Init進(jìn)程伪很，也就是線程池中的1號(hào)進(jìn)程g_userInitProcess，優(yōu)先級(jí)為28,好低啊

/**
 * @ingroup los_process
 * User state root process default priority
 */
#define OS_PROCESS_USERINIT_PRIORITY     28

//所有的用戶進(jìn)程都是使用同一個(gè)用戶代碼段描述符和用戶數(shù)據(jù)段描述符奋单，它們是__USER_CS和__USER_DS锉试，也就是每個(gè)進(jìn)程處于用戶態(tài)時(shí)，它們的CS寄存器和DS寄存器中的值是相同的览濒。當(dāng)任何進(jìn)程或者中斷異常進(jìn)入內(nèi)核后呆盖，都是使用相同的內(nèi)核代碼段描述符和內(nèi)核數(shù)據(jù)段描述符，它們是__KERNEL_CS和__KERNEL_DS贷笛。這里要明確記得应又，內(nèi)核數(shù)據(jù)段實(shí)際上就是內(nèi)核態(tài)堆棧段。
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsUserInitProcess(VOID)
{
    INT32 ret;
    UINT32 size;
    TSK_INIT_PARAM_S param = { 0 };
    VOID *stack = NULL;
    VOID *userText = NULL;
    CHAR *userInitTextStart = (CHAR *)&__user_init_entry;//代碼區(qū)開(kāi)始位置 ,所有進(jìn)程
    CHAR *userInitBssStart = (CHAR *)&__user_init_bss;// 未初始化數(shù)據(jù)區(qū)（BSS）乏苦。在運(yùn)行時(shí)改變其值
    CHAR *userInitEnd = (CHAR *)&__user_init_end;// 結(jié)束地址
    UINT32 initBssSize = userInitEnd - userInitBssStart;
    UINT32 initSize = userInitEnd - userInitTextStart;

    LosProcessCB *processCB = OS_PCB_FROM_PID(g_userInitProcess);
    ret = OsProcessCreateInit(processCB, OS_USER_MODE, "Init", OS_PROCESS_USERINIT_PRIORITY);// 初始化用戶進(jìn)程,它將是所有應(yīng)用程序的父進(jìn)程
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }

    userText = LOS_PhysPagesAllocContiguous(initSize >> PAGE_SHIFT);// 分配連續(xù)的物理頁(yè)
    if (userText == NULL) {
        ret = LOS_NOK;
        goto ERROR;
    }

    (VOID)memcpy_s(userText, initSize, (VOID *)&__user_init_load_addr, initSize);// 安全copy 經(jīng)加載器load的結(jié)果 __user_init_load_addr -> userText
    ret = LOS_VaddrToPaddrMmap(processCB->vmSpace, (VADDR_T)(UINTPTR)userInitTextStart, LOS_PaddrQuery(userText),
                               initSize, VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_READ | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_WRITE |
                               VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_EXECUTE | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_USER);// 虛擬地址與物理地址的映射
    if (ret < 0) {
        goto ERROR;
    }

    (VOID)memset_s((VOID *)((UINTPTR)userText + userInitBssStart - userInitTextStart), initBssSize, 0, initBssSize);// 除了代碼段株扛，其余都清0

    stack = OsUserInitStackAlloc(g_userInitProcess, &size);// 初始化堆棧區(qū)
    if (stack == NULL) {
        PRINTK("user init process malloc user stack failed!\n");
        ret = LOS_NOK;
        goto ERROR;
    }

    param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)userInitTextStart;// 從代碼區(qū)開(kāi)始執(zhí)行尤筐，也就是應(yīng)用程序main 函數(shù)的位置
    param.userParam.userSP = (UINTPTR)stack + size;// 指向棧頂
    param.userParam.userMapBase = (UINTPTR)stack;// 棧底
    param.userParam.userMapSize = size;// 棧大小
    param.uwResved = OS_TASK_FLAG_PTHREAD_JOIN;// 可結(jié)合的（joinable）能夠被其他線程收回其資源和殺死
    ret = OsUserInitProcessStart(g_userInitProcess, &param);// 創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，來(lái)運(yùn)行main函數(shù)
    if (ret != LOS_OK) {
        (VOID)OsUnMMap(processCB->vmSpace, param.userParam.userMapBase, param.userParam.userMapSize);
        goto ERROR;
    }

    return LOS_OK;

ERROR:
    (VOID)LOS_PhysPagesFreeContiguous(userText, initSize >> PAGE_SHIFT);//釋放物理內(nèi)存塊
    OsDeInitPCB(processCB);//刪除PCB塊
    return ret;
}

百篇博客分析.深挖內(nèi)核地基

• 給鴻蒙內(nèi)核源碼加注釋過(guò)程中洞就，整理出以下文章盆繁。內(nèi)容立足源碼，常以生活場(chǎng)景打比方盡可能多的將內(nèi)核知識(shí)點(diǎn)置入某種場(chǎng)景旬蟋，具有畫(huà)面感油昂，容易理解記憶。說(shuō)別人能聽(tīng)得懂的話很重要! 百篇博客絕不是百度教條式的在說(shuō)一堆詰屈聱牙的概念倾贰，那沒(méi)什么意思冕碟。更希望讓內(nèi)核變得栩栩如生，倍感親切.確實(shí)有難度匆浙，自不量力安寺，但已經(jīng)出發(fā)，回頭已是不可能的了吞彤∥页模　??
• 與代碼有bug需不斷debug一樣，文章和注解內(nèi)容會(huì)存在不少錯(cuò)漏之處饰恕，請(qǐng)多包涵，但會(huì)反復(fù)修正井仰，持續(xù)更新埋嵌，v**.xx 代表文章序號(hào)和修改的次數(shù)，精雕細(xì)琢俱恶，言簡(jiǎn)意賅雹嗦，力求打造精品內(nèi)容。

按功能模塊:

• 前因后果 >> 總目錄 | 調(diào)度故事 | 內(nèi)存主奴 | 源碼注釋 | 源碼結(jié)構(gòu) | 靜態(tài)站點(diǎn) |
• 基礎(chǔ)工具 >> 雙向鏈表 | 位圖管理 | 用棧方式 | 定時(shí)器 | 原子操作 | 時(shí)間管理 |
• 加載運(yùn)行 >> ELF格式 | ELF解析 | 靜態(tài)鏈接 | 重定位 | 進(jìn)程映像 |
• 進(jìn)程管理 >> 進(jìn)程管理 | 進(jìn)程概念 | Fork | 特殊進(jìn)程 | 進(jìn)程回收 | 信號(hào)生產(chǎn) | 信號(hào)消費(fèi) | Shell編輯 | Shell解析 |
• 編譯構(gòu)建 >> 編譯環(huán)境 | 編譯過(guò)程 | 環(huán)境腳本 | 構(gòu)建工具 | gn應(yīng)用 | 忍者ninja |
• 進(jìn)程通訊 >> 自旋鎖 | 互斥鎖 | 進(jìn)程通訊 | 信號(hào)量 | 事件控制 | 消息隊(duì)列 |
• 內(nèi)存管理 >> 內(nèi)存分配 | 內(nèi)存管理 | 內(nèi)存匯編 | 內(nèi)存映射 | 內(nèi)存規(guī)則 | 物理內(nèi)存 |
• 任務(wù)管理 >> 時(shí)鐘任務(wù) | 任務(wù)調(diào)度 | 任務(wù)管理 | 調(diào)度隊(duì)列 | 調(diào)度機(jī)制 | 線程概念 | 并發(fā)并行 | CPU | 系統(tǒng)調(diào)用 | 任務(wù)切換 |
• 文件系統(tǒng) >> 文件概念 | 文件系統(tǒng) | 索引節(jié)點(diǎn) | 掛載目錄 | 根文件系統(tǒng) | 字符設(shè)備 | VFS | 文件句柄 | 管道文件 |
• 硬件架構(gòu) >> 匯編基礎(chǔ) | 匯編傳參 | 工作模式 | 寄存器 | 異常接管 | 匯編匯總 | 中斷切換 | 中斷概念 | 中斷管理 |

百萬(wàn)漢字注解.精讀內(nèi)核源碼

四大碼倉(cāng)同步注解內(nèi)核源碼 | Gitee倉(cāng) >> https://gitee.com/weharmony/kernel_liteos_a_note

image

鴻蒙研究站( weharmonyos ) | 每天死磕一點(diǎn)點(diǎn)合是，原創(chuàng)不易了罪，歡迎轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處聪全。若能支持點(diǎn)贊則更佳泊藕，感謝每一份支持。