#2020征文-开发板#鸿蒙liteos-a如何启动第一个用户进程init_lite 精华

发布于 2020-12-7 22:48
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1. 鸿蒙OS编译知识

OpenHarmony源码编译系统使用了google开发的gn工具以及ninjia。这二者结合起来比传统的makefile编译系要高效,尤其适合大系统的并行编译。对开发者而言,如果要参与OpenHarmony的开发,需要对gn的语法有些了解。本文仅做一些最基本的介绍:
1.使用gn工具的话,开发者将编译规则写在名为BUILD.gn文件中。和Makefile一样,gn文件有自己的语法规则,属于领域语言(Domain Specific Language,DSL)。gn语法不难,但编译规则本身有很多内容,所以一下子要掌握全部内容也不容易。
2.gn支持自定义模板函数,可放在名为.gni的文件中。OpenHarmony中最常见到的gn模板文件为./build/lite/config/component/lite_component.gni。.gn文件中通过import可导入gni模板文件。OpenHarmony定义了lite_component、lite_library等模板函数。
3.gn中,可执行文件的编译函数入口为exectuable(“文件名”),共享库的编译规则函数为shared_library(“文件名”)。所以,如果要搜索某个文件对应的编译规则,可以先搜索所有的BUILD.gn文件,然后grep executable。以下是grep所有的executable的结果截图。
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(以上原理引自中科创达OpenHarmony研究组 鸿蒙OS开源代码精要解读之——init)

 

2. 从编译过程看鸿蒙OS代码结构

Hi3518EV300的编译命令如下:
python build.py ipcamera_hi3518ev300 -b debug
这条编译命令是怎么执行的呢?
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编译的主文件是Build\lite\BUILD.gn文件,内容截取如下:
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先编译kernel,依赖库;最后编译rootfs, rootfs的编译过程\build\lite\gen_rootfs.py打开看是先编译userfs,再编译rootfs。

使用到的配置文件:
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打开ipcamera_hi3518ev300.json,其中:
1.配置kernel为liteos_a;
2.指定编译器为clang;
3.列出了所有OS子系统和源码位置,包括了kernel、startup子系统。Startup中的init_lite是kernel调用的第一个用户态进程;
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3. 第一个用户态进程init_lite

Init_lite的位置:
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官方手册中对init的介绍 (init启动引导指的就是init_lite)
启动恢复负责在内核启动之后,应用启动之前的操作系统中间层的启动。涉及以下模块:

·         init启动引导

支持使用LiteOS-A内核的平台,当前包括:Hi3516DV300平台和Hi3518EV300平台。

负责处理从内核加载第一个用户态进程开始,到第一个应用程序启动之间的系统服务进程启动过程。启动恢复子系统除负责加载各系统关键进程之外,还需在启动的同时设置其对应权限,并在子进程启动后对指定进程实行保活(若进程意外退出要重新启动),对于特殊进程意外退出时,启动恢复子系统还要执行系统复位操作。

·         appspawn应用孵化

支持使用LiteOS-A内核的平台,当前包括:Hi3516DV300平台和Hi3518EV300平台。

负责接受应用程序框架的命令孵化应用进程,设置其对应权限,并调用应用程序框架的入口。

·         bootstrap启动服务模块

支持使用LiteOS-M内核的平台,当前包括:Hi3861平台。

提供了各服务和功能的启动入口标识。在SAMGR启动时,会调用boostrap标识的入口函数,并启动系统服务。

·         系统属性

支持使用LiteOS-M内核和LiteOS-A内核的平台,包括:Hi3861平台,Hi3516DV300平台,Hi3518EV300平台。

负责提供获取与设置操作系统相关的系统属性。

系统属性包括:默认系统属性、OEM厂商系统属性和自定义系统属性。OEM厂商部分仅提供默认值,具体值需OEM产品方按需进行调整,详见“使用”部分。

base
├──startup 启动恢复子系统根目录
├──── frameworks
│ └── syspara_lite
│ ├── LICENSE 开源LICENSE文件
│ ├── parameter 系统属性模块源文件目录
│ │ ├── BUILD.gn
│ │ └── src
│ │ ├── BUILD.gn
│ │ ├── param_impl_hal 系统属性模块基于LiteOS-M核实现
│ │ └── param_impl_posix 系统属性模块基于LiteOS-A核实现
│ └── token
│ ├── BUILD.gn
│ └── src
│ ├── token_impl_hal
│ └── token_impl_posix
├──── hals
│ └── syspara_lite 系统属性模块硬件抽象层头文件目录
├──── interfaces
│ └── kits
│ └── syspara_lite 系统属性模块对外接口目录
└──── services
├── appspawn_lite 应用孵化模块
│ ├── BUILD.gn 应用孵化模块编译配置
│ ├── include 应用孵化模块头文件目录
│ ├── LICENSE 开源LICENSE文件
│ ├── moduletest 应用孵化模块自测试代码目录
│ └── src 应用孵化木块源文件目录
├── bootstrap_lite 启动服务模块
│ ├── BUILD.gn 启动服务模块编译配置
│ ├── LICENSE 开源LICENSE文件
│ └── source 启动服务模块源文件目录
└── init_lite 启动引导模块
├── BUILD.gn 启动引导模块编译配置
├── include 启动引导模块头文件目录
├── LICENSE 开源LICENSE文件
├── moduletest 启动引导模块自测试代码目录
└── src 启动引导模块源文件目录
vendor
└──huawei
└──camera
└──init_configs 启动引导模块配置文件目录(json格式,部署于/etc/目录下)

Init_lite使用了配置文件init_configs;
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Init_lite 的main.c会读取和执行上面的配置文件命令行,其函数为InitReadCfg;
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Init_lite在编译后,生成”/bin/init”;
bin目录在\build\lite\BUILD.gn中配置;
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init名称在base\startup\services\init_lite\BUILD.gn中指定;
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4. Init_lite是如何被kernel调用的?

liteos-a的启动顺序是:

1)reset_vector_up.s 

2)\kernel\liteos_a\platform\main.c
3)OsMain
4)OsSystemInit
5)OsSystemInitTaskCreate
6)SystemInit

 

Hi3518 kernel启动过程中会调用SystemInit:
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SystemInit函数最后会调用OsUserInitProcess函数,启动init进程;
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OsUserInitProcess函数在\kernel\liteos_a\kernel\base\core\los_process.c中定义:
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OsUserInitProcess中定义了第一个用户态进程的地址是__user_init_entry;
__user_init_entry通过宏定义LITE_USER_SEC_ENTRY进行定义,其所在文件是\kernel\liteos_a\kernel\user\src\los_user_init.c;
这就是Kernel调用init_lite的入口:

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