鸿蒙轻内核A核源码分析系列七 进程管理 (3) 原创 精华
鸿蒙轻内核A核源码分析系列七 进程管理 (3)
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本文会继续分析进程和任务管理模块。本文中所涉及的源码,以OpenHarmony LiteOS-A
内核为例,均可以在开源站点https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_a 获取。如果涉及开发板,则默认以hispark_taurus
为例。
本文记录下进程相关的初始化函数,如OsSystemProcessCreate、OsProcessInit、OsProcessCreateInit、OsUserInitProcess、OsDeInitPCB、OsUserInitProcessStart等。
1、LiteOS-A内核进程创建初始化通用函数
先看看一些内部函数,不管是初始化用户态进程还是内核态进程,都会使用这些函数,包含进程控制块初始化函数OsInitPCB、进程控制块初始化恢复函数OsDeInitPCB
1.1 进程控制块初始化函数OsInitPCB
进程控制块初始化函数OsInitPCB需要3个参数,第一个参数processCB是进程块指针,第二个参数为进程模式mode,分为内核态进程OS_KERNEL_MODE和用户态进程OS_USER_MODE。第三个参数用于设置进程名称。返回值为初始化成功LOS_OK还是失败LOS_ENOMEM。看下代码,⑴处设置进程控制块的信息,用户态进程还是内核态进程,进程状态设置为初始化状态,线程组编号设置为无效值,设置为默认掩码,定时器编号设置为无效值。⑵处初始化进程的双向链表。如果系统配置支持虚拟内存,则执行⑶判断初始化的进程是否为用户态进程,如果是用户态进程,则创建虚拟地址空间,如果创建失败,则把进程状态设置为未使用状态,然后返回错误码。⑷处表示如果是内核态进程,则指定进程的内核进程虚拟地址空间。有关虚拟地址空间的信息,请参考之前的系列文章。
如果执行CPUP特性,则执行⑸处代码,则为CPUP结构体申请内存空间。⑹处,如果开启了LOSCFG_SECURITY_VID,则V初始化ID映射链表。⑺处,如果开启了安全能力LOSCFG_SECURITY_CAPABILITY,则进行相应的初始化。⑻处为进程设置一个名称。
1.2 进程控制块初始化恢复函数OsDeInitPCB
在创建进程时,会执行该函数,恢复进程控制块信息到初始化之前的状态。⑴处释放进程的资源,包含地址空间、文件、安全能力、定时器等占用的内存。如果存在父进程,则执行⑵从父进程的兄弟列表上删除。如果进程属于进程组,则从进程组中退出。然后执行⑷设置进程状态为退出态,把进程放入待回收链表中。
2、 LiteOS-A内核系统进程创建函数OsSystemProcessCreate
系统进程创建函数OsSystemProcessCreate在文件kernel\common\los_config.c中被调用,在系统启动阶段创建系统进程。该函数又调用OsProcessInit,我们首先看下函数OsProcessInit。
2.1 进程初始化函数OsProcessInit
进程初始化函数OsProcessInit为进程控制块申请内存,初始化进程相关的进程链表。我们看下代码,⑴处获取配置的进程最大数值,然后计算需要的内存大小。⑵处申请内存,初始化申请的内存块。⑶处初始化空闲进程双向链表和待回收进程双向链表。
⑷处初始化每一个进程,社区进程编号、进程状态,然后把每一个进程放到空闲进程链表里。⑸处设置Idle进程编号为0,用户根进程编号为1,系统根进程编号为2,然后执行LOS_ListDelete把这3个进程从阻塞链表上删除。
2.2 进程创建初始化函数OsProcessCreateInit
该函数用于创建进程时的一些初始化操作,主要是文件系统、安全能力、进程组等等。需要3个参数,分别是进程控制块指针,标记用户态还是内核态进程的flags,进程名称name。首先执行⑴调用OsInitPCB()对进程控制块进行初始化,然后,如果配置支持了虚拟文件系统VFS,则执行⑵为进程分别文件。⑶处根据进程号创建进程组。如果支持安全能力,则执行⑷创建用户。如果初始化失败,会执行⑸恢复进程控制块到初始化之前的状态。
2.3 系统进程创建函数OsSystemProcessCreate
接下来,我们看看系统进程创建函数OsSystemProcessCreate的源代码。⑴处开始先后调用OsProcessInit、OsProcessCreateInit初始化内核态根进程,⑵处进程的状态不再是初始化状态。⑶处从内核进程获取全局进程组指针g_processGroup,然后初始化进程组的双向链表。这样看来,所有的进程组都会挂载到内核进程的进程组节点上。⑷处初始化内核空闲进程,内核空闲进程的父进程也是内核态根进程,插入到进程组链表,设置空闲进程的状态不再是初始化状态。执行⑸创建空闲任务,然后设置空闲进程的线程组编号为空闲线程编号。
3. LiteOS-A内核用户进程创建函数OsUserInitProcess
系统启动阶段,OsUserInitProcess启动init进程。该函数在device开发板目录下系统初始化文件中调用,如system_init.c等等。该函数需要开启LOSCFG_KERNEL_DYNLOAD宏,否则函数体内容为空。在阅读函数OsUserInitProcess的源码前,先看看该函数调用的其他函数,如OsLoadUserInit、OsUserInitStackAlloc、OsUserInitProcessStart等等。
3.1 加载用户初始化数据函数OsLoadUserInit
该函数用于加载用户数据。⑴处从链接脚本获取text、bss的开启和结束地址,然后计算bss段、初始化段的大小。⑵处进行一些必要的校验,是否针对内存页对齐,内存段长度是否合理等。然后执行⑶,申请物理内存页,然后把用户初始化数据复制到申请的内存页。⑷处进行虚实映射。如果bss段长度不为0,执行⑸把bss段的内存区域清零。
3.2 用户初始化栈函数OsUserInitStackAlloc
该函数需要2个参数,第一个参数为进程控制块,第二个参数为输出参数,用于获取用户任务栈的大小。⑴处用户任务栈大小对页进行对齐,然后申请内存区域,然后执行⑵设置内存区域类型,并社区内存区域标签为栈。然后设置输出参数为任务栈大小,并返回用户栈空间的开始地址。
3.3 用户进程初始化开启函数OsUserInitProcessStart
用户进程初始化开启函数OsUserInitProcessStart用于创建线程,设置调度策略等。⑴处为用户态进程创建个线程,然后为进程设置优先级。⑵处设置进程状态为非初始化状态,然后执行⑶为任务设置调度策略和优先级。
3.4 用户态进程初始化函数OsUserInitProcess
用户态进程初始化函数OsUserInitProcess完成用户态进程的初始化。⑴处获取用户态根进程,然后调用函数创建用户态根进程,并调用函数OsLoadUserInit加载用户初始化数据。⑵处初始化用户栈,然后设置线程的初始化参数,⑶处完成用户态进程的创建。
参考站点
- OpenHarmony / docs进程管理
- kernel_liteos_a los_process.h
- kernel_liteos_a los_process.c
- kernel_liteos_a los_process_pri.h
小结
本文介绍了进程管理的内核进程、用户态进程的初始化相关函数。因为时间关系,仓促写作,或能力限制,若有失误之处,请各位读者多多指正。感谢阅读,有什么问题,请留言。
祝老师太硬核la