《鴻蒙智能互聯(lián)設(shè)備開發(fā)（微課版）》 課件 第5章 LiteOS-A 內(nèi)核

5.1.1LiteOS-A內(nèi)核簡(jiǎn)介通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解LiteOS-A內(nèi)核簡(jiǎn)介L(zhǎng)iteOS-A內(nèi)核簡(jiǎn)介L(zhǎng)iteOS-A適配的系統(tǒng)及設(shè)備類型：小型系統(tǒng)（smallsystem）面向應(yīng)用處理器例如ArmCortex-A的設(shè)備，支持的設(shè)備最小內(nèi)存為1MB，可以提供更高的安全能力、標(biāo)準(zhǔn)的圖形框架、視頻編解碼的多媒體能力?？芍蔚漠a(chǎn)品如智能家居領(lǐng)域的IPCamera、電子貓眼、路由器以及智慧出行域的行車記錄儀等。LiteOS-A要求設(shè)備具備一定的處理能力，對(duì)比LiteOS-M，LiteOS-A支持以下特性：（1）MMU支持：通過MMU支持內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)分離，支持虛擬單元；（2）支持獨(dú)立進(jìn)程：調(diào)度對(duì)象分別為進(jìn)程、線程；（3）支持文件系統(tǒng)：包括虛擬文件和塊設(shè)備等；（4）支持更復(fù)雜的IPC：包括LiteIPC等；（5）支持多核調(diào)度：支持雙核MCU，支持雙核調(diào)度；（6）支持POSIX3接口：為APP開發(fā)提供更多幫助。LiteOS-A內(nèi)核簡(jiǎn)介L(zhǎng)iteOS-A的源碼目錄：關(guān)鍵目錄：arch:存放了arm架構(gòu)相關(guān)的代碼，以及中斷管理相關(guān)代碼compat:POSIX標(biāo)準(zhǔn)目的是為了提供源碼級(jí)的軟件可移植性。一個(gè)系統(tǒng)提供了POSIX接口，則任何其它的系統(tǒng)可以通過POSIX調(diào)用該系統(tǒng)drivers:內(nèi)核驅(qū)動(dòng)代碼，分別對(duì)應(yīng)塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)、字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)、內(nèi)存設(shè)備驅(qū)動(dòng)LiteOS-A內(nèi)核簡(jiǎn)介關(guān)鍵目錄：kernel:base:基礎(chǔ)內(nèi)核，進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、內(nèi)核通信機(jī)制、時(shí)間管理、軟件定時(shí)器等模塊。include:內(nèi)核相關(guān)模塊頭文件。LiteOS-A的源碼目錄：謝謝5.1.2LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)LiteOS-A內(nèi)核分為內(nèi)核空間和用戶空間，如圖所示。LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)（1）基礎(chǔ)內(nèi)核：進(jìn)程管理：支持進(jìn)程和線程，采用了高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先加同優(yōu)先級(jí)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的搶占式調(diào)度機(jī)制。內(nèi)存管理：對(duì)物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存分別進(jìn)行管理。中斷異常：對(duì)中斷的異常處理。時(shí)間管理：對(duì)操作系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行管理，提供給應(yīng)用程序所有和時(shí)間有關(guān)的服務(wù)。通信機(jī)制：包括事件、信號(hào)量、互斥鎖、消息隊(duì)列、信號(hào)等。1.

內(nèi)核空間LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)（2）擴(kuò)展組件：主要包括文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、權(quán)限管理、動(dòng)態(tài)加載、調(diào)測(cè)工具等。文件系統(tǒng)：輕量級(jí)內(nèi)核支持FAT，JFFS2，NFS，ramfs，procfs等眾多文件系統(tǒng)，并對(duì)外提供完整的POSIX標(biāo)準(zhǔn)的操作接口；內(nèi)部使用VFS（VirtualFileSystems，虛擬文件系統(tǒng)）層作為統(tǒng)一的適配層框架，方便移植新的文件系統(tǒng)，各個(gè)文件系統(tǒng)也能自動(dòng)利用VFS層提供的豐富的功能。LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基于開源LWIP（LightWeightIP協(xié)議）構(gòu)建。支持多種協(xié)議：IP、ICMP、ND、MLD、UDP、TCP、IGMP、ARP、PPP支持的API：socketAPI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的擴(kuò)展特性：多網(wǎng)絡(luò)接口IP轉(zhuǎn)發(fā)、TCP擁塞控制、RTT估計(jì)和快速恢復(fù)、快速重傳。支持多種應(yīng)用程序LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)支持的協(xié)議：IP協(xié)議：包括IPV4和IPV6，支持IP分片于重裝，支持多網(wǎng)絡(luò)接口下數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。ICMP協(xié)議：用于網(wǎng)絡(luò)調(diào)試維護(hù)。ND（NeighborDiscovery）協(xié)議：IP6鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議。MLD協(xié)議：組播偵聽發(fā)現(xiàn)協(xié)議，于IPv6組播中組成員管理。UDP協(xié)議：用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議。TCP：支持TCP擁塞控制，RTT估計(jì)，快恢復(fù)和重傳等。IGMP：用于網(wǎng)絡(luò)組管理，可以實(shí)現(xiàn)多播數(shù)據(jù)的接收。ARP協(xié)議：地址解析協(xié)議。PPP協(xié)議：包括PPPoS（串口點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）、PPPoE（以太網(wǎng)上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）。LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)適用的應(yīng)用程序：HTTP(S)服務(wù)SNTP客戶端SMTP(S)客戶端ping工具NetBIOS名稱服務(wù)mDNS響應(yīng)程序MQTT客戶端TFTP服務(wù)DHCP客戶端DNS客戶端AutoIP/APIPA（零配置）SNMP代理LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)（3）HDF框架HDF框架是外設(shè)驅(qū)動(dòng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)框架，提供了GPIO、SDIO、I2C、USB、WLAN等各種外設(shè)接口方式。HDF框架特性：支持多內(nèi)核平臺(tái)。支持用戶態(tài)驅(qū)動(dòng)?？膳渲媒M件化驅(qū)動(dòng)模型?；谙⒌尿?qū)動(dòng)接口模型?；趯?duì)象的驅(qū)動(dòng)、設(shè)備管理。HDI（HardwareDriverInterface）統(tǒng)一硬件接口。支持電源管理、PnP（Plug-and-Play，即插即用）。LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)LiteOS-A內(nèi)核架構(gòu)的頂部是用戶空間，用戶空間主要是用戶進(jìn)程和POSIX接口組成。OpenHarmony內(nèi)核使用musllibc庫(kù)，支持標(biāo)準(zhǔn)POSIX接口，開發(fā)者可基于POSIX標(biāo)準(zhǔn)接口開發(fā)內(nèi)核之上的組件及應(yīng)用。2.用戶空間謝謝5.1.3LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程內(nèi)核啟動(dòng)流程如圖所示。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程內(nèi)核啟動(dòng)流程包含匯編啟動(dòng)階段和C語(yǔ)言啟動(dòng)階段兩部分。匯編啟動(dòng)階段完成CPU初始設(shè)置，關(guān)閉dcache/icache與MMU，使能FPU及neon，設(shè)置MMU建立虛實(shí)地址映射，設(shè)置系統(tǒng)棧，清理bss段，調(diào)用C語(yǔ)言main函數(shù)等。C語(yǔ)言啟動(dòng)階段包含OsMain函數(shù)及開始調(diào)度等。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程OsMain函數(shù)用于內(nèi)核基礎(chǔ)初始化和架構(gòu)、板級(jí)初始化等，其整體由內(nèi)核啟動(dòng)框架主導(dǎo)初始化流程，如圖所示。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程①LOS_INIT_LEVEL_EARLIEST：最早期初始化。不依賴架構(gòu)，單板以及后續(xù)模塊會(huì)對(duì)其有依賴的純軟件模塊初始，例如：內(nèi)核Trace模塊初始化。②LOS_INIT_LEVEL_ARCH_EARLY：架構(gòu)早期初始化。與架構(gòu)相關(guān)，后續(xù)模塊會(huì)對(duì)其有依賴的模塊初始化，如啟動(dòng)過程中非必需的功能，建議放到⑥LOS_INIT_LEVEL_ARCH層。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程③LOS_INIT_LEVEL_PLATFORM_EARLY：平臺(tái)早期初始化。與單板平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)相關(guān)，后續(xù)模塊會(huì)對(duì)其有依賴的模塊初始化，如啟動(dòng)過程中必需的功能，建議放到⑦LOS_INIT_LEVEL_PLATFORM層。④LOS_INIT_LEVEL_KMOD_PREVM：內(nèi)存初始化前的內(nèi)核模塊初始化。在內(nèi)存初始化之前需要使能的模塊初始化。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程⑤LOS_INIT_LEVEL_VM_COMPLETE：基礎(chǔ)內(nèi)存就緒后的初始化。此時(shí)內(nèi)存初始化完畢，需要進(jìn)行使能且不依賴進(jìn)程間通訊機(jī)制與系統(tǒng)進(jìn)程的模塊初始化。⑥LOS_INIT_LEVEL_ARCH：架構(gòu)后期初始化。與架構(gòu)拓展功能相關(guān)，后續(xù)模塊會(huì)對(duì)其有依賴的模塊初始化。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程⑦LOS_INIT_LEVEL_PLATFORM：平臺(tái)后期初始化。單板平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)相關(guān)，后續(xù)模塊會(huì)對(duì)其有依賴的模塊初始化，例如：驅(qū)動(dòng)內(nèi)核抽象層初始化（mmc、mtd）。⑧LOS_INIT_LEVEL_KMOD_BASIC：內(nèi)核基礎(chǔ)模塊初始化。內(nèi)核可拆卸的基礎(chǔ)模塊初始化。例如：VFS初始化。LiteOS-A內(nèi)核態(tài)啟動(dòng)流程⑨LOS_INIT_LEVEL_KMOD_EXTENDED：內(nèi)核擴(kuò)展模塊初始化。內(nèi)核可拆卸的擴(kuò)展模塊初始化。例如：系統(tǒng)調(diào)用初始化、ProcFS初始化、Futex初始化、HiLog初始化、LiteIPC初始化。⑩LOS_INIT_LEVEL_KMOD_TASK：內(nèi)核任務(wù)創(chuàng)建。進(jìn)行內(nèi)核任務(wù)的創(chuàng)建（內(nèi)核任務(wù)，軟件定時(shí)器任務(wù)）。例如：資源回收系統(tǒng)常駐任務(wù)的創(chuàng)建、SystemInit任務(wù)創(chuàng)建、CPU占用率統(tǒng)計(jì)任務(wù)創(chuàng)建等。謝謝5.1.4LiteOS-A用戶態(tài)啟動(dòng)流程通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解LiteOS-A用戶態(tài)啟動(dòng)流程LiteOS-A用戶態(tài)啟動(dòng)流程用戶態(tài)啟動(dòng)是從根進(jìn)程開始的。根進(jìn)程是系統(tǒng)的第一個(gè)用戶態(tài)進(jìn)程，進(jìn)程ID為1。用戶態(tài)啟動(dòng)進(jìn)程樹如圖所示。1號(hào)進(jìn)程接下來會(huì)創(chuàng)建和啟動(dòng)其他的用戶態(tài)進(jìn)程例如/bin/shell。LiteOS-A用戶態(tài)啟動(dòng)流程鴻蒙中的init進(jìn)程作用類似于Linux中的init進(jìn)程，主要作用是完成系統(tǒng)啟動(dòng)后，用戶可以操作前的一些初始化操作，例如孵化一些用戶的服務(wù)，創(chuàng)建一些必要的文件目錄結(jié)構(gòu)等。Init進(jìn)程是由SysemInit()函數(shù)來啟動(dòng)的，SystemInit()函數(shù)代碼如下所示：

SystemInit()

ProcFsInit();

mem_dev_register();

imx6ull_driver_init();

imx6ull_mount_rootfs();

DeviceManagerStart();//HDF，加載驅(qū)動(dòng)，使外設(shè)可以正常工作。

uart_dev_init();

......

OsUserInitProcess();LiteOS-A用戶態(tài)啟動(dòng)流程在SystemInit()函數(shù)中，通過OsUserInitProcess()啟動(dòng)init進(jìn)程，具體是通過OsUserInitProcessStart()函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。OsUserInitProcessStart()函數(shù)的代碼如下：

STATICUINT32OsUserInitProcessStart(UINT32processID,TSK_INIT_PARAM_S*param)

{

UINT32intSave;

INT32taskID;

INT32ret;

taskID=OsCreateUserTask(processID,param);

if(taskID<0){

returnLOS_NOK;

}

ret=LOS_SetTaskScheduler(taskID,LOS_SCHED_RR,OS_TASK_PRIORITY_LOWEST);

if(ret<0){

PRINT_ERR("Userinitprocesssetschedulerfailed!ERROR:%d\n",ret);

SCHEDULER_LOCK(intSave);

(VOID)OsTaskDeleteUnsafe(OS_TCB_FROM_TID(taskID),OS_PRO_EXIT_OK,intSave);

return-ret;

}

returnLOS_OK;

}謝謝5.2.1中斷與異常處理的概念和機(jī)制通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解中斷與異常處理的概念和機(jī)制中斷與異常處理的概念中斷異常處理是操作系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行期間發(fā)生的異常情況（芯片硬件異常）進(jìn)行處理的一系列動(dòng)作，例如虛擬內(nèi)存缺頁(yè)異常、打印異常發(fā)生時(shí)函數(shù)的調(diào)用棧信息、CPU現(xiàn)場(chǎng)信息、任務(wù)的堆棧情況等。異常指可以打斷CPU正常運(yùn)行流程的一些事情，如未定義指令異常、試圖修改只讀的數(shù)據(jù)異常、不對(duì)齊的地址訪問異常等。中斷與異常處理機(jī)制LiteOS-A的中斷異常處理流程：外設(shè)可以在沒有CPU介入的情況下完成一定的工作，但某些情況下也需要CPU為其執(zhí)行一定的工作。當(dāng)外設(shè)需要CPU時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，該信號(hào)連接至中斷控制器。中斷控制器是一方面接收其它外設(shè)中斷引腳的輸入，另一方面它會(huì)發(fā)出中斷信號(hào)給CPU?？梢酝ㄟ^對(duì)中斷控制器編程來打開和關(guān)閉中斷源、設(shè)置中斷源的優(yōu)先級(jí)和觸發(fā)方式。CPU收到中斷控制器發(fā)送的中斷信號(hào)后，中斷當(dāng)前任務(wù)來響應(yīng)中斷請(qǐng)求。當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，CPU暫停當(dāng)前的程序，先處理異常事件，然后再繼續(xù)執(zhí)行被異常打斷的程序。中斷與異常處理機(jī)制常用的中斷控制器有VIC（VectorInterruptController，向量中斷控制器）和GIC（GeneralInterruptController，通用中斷控制器）。LiteOS-A內(nèi)核支持的是ARM公司的Cortex-A/R系列的芯片，GIC是ARM公司給Cortex-A/R系列芯片提供的一個(gè)中斷控制器，類似Cortex-M中的NVIC。GIC控制器有4個(gè)版本V1-V4，V2版本是給ARMv7-A架構(gòu)使用的，比如Cortex-A5，Cortex-A7、Cortex-A9、Cortex-A15等。中斷與異常處理機(jī)制當(dāng)GIC控制器接收到外部中斷信號(hào)以后匯報(bào)給ARM內(nèi)核，ARM內(nèi)核提供了四個(gè)信號(hào)給GIC來匯報(bào)中斷情況：VFIQ、VIRQ、FIQ和IRQ，如圖所示。中斷與異常處理機(jī)制4個(gè)信號(hào)含義如下：VFIQ：虛擬快速FIQVIRQ：虛擬外部IRQFIQ：快速中斷IRQIRQ：外部中斷IRQGIC控制器接收眾多的外部中斷，并對(duì)其進(jìn)行處理，最終通過四個(gè)信號(hào)報(bào)給ARM內(nèi)核。中斷與異常處理的概念和機(jī)制LiteOS-A當(dāng)前支持ARMv7-a指令集架構(gòu)，以ARMv7-a架構(gòu)為例，中斷和異常處理的入口為中斷向量表，中斷向量表包含各個(gè)中斷和異常處理的中斷向量，如表所示。中斷向量異常中斷名稱_exception_handlersresetvector復(fù)位osExceptUndeflnstrHd未定義的指令osExceptSwiHdl軟件中斷osExceptPrefetchAbortHdl預(yù)取指令中止osExceptDataAbortHdl數(shù)據(jù)訪問中止osExceptAddrAbortHd地址異常中止OslrqHandler外部中斷請(qǐng)求osExceptFiqHd快速中斷請(qǐng)求謝謝5.2.2中斷與異常處理接口與應(yīng)用通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解中斷與異常處理接口說明與應(yīng)用中斷與異常處理接口與應(yīng)用OpenHarmonyLiteOS-A內(nèi)核的中斷模塊提供的接口跟LiteOS-M基本相同，包括創(chuàng)建中斷、刪除中斷、打開和關(guān)閉中斷等接口，如表所示。1.

中斷與異常處理管理接口功能分類接口名描述創(chuàng)建中斷LOS_HwiCreate中斷創(chuàng)建，注冊(cè)中斷號(hào)、中斷觸發(fā)模式、中斷優(yōu)先級(jí)、中斷處理程序。中斷被觸發(fā)時(shí)，會(huì)調(diào)用該中斷處理程序刪除中斷LOS_HwiDelete根據(jù)指定的中斷號(hào)，刪除中斷打開中斷LOS_IntUnLock打開當(dāng)前處理器所有中斷響應(yīng)關(guān)閉中斷LOS_IntLock關(guān)閉當(dāng)前處理器所有中斷響應(yīng)恢復(fù)中斷LOS_IntRestore與LOS_IntLock配套使用，恢復(fù)到使用LOS_IntLock關(guān)閉所有中斷之前的狀態(tài)中斷與異常處理接口與應(yīng)用中斷管理的一般開發(fā)流程如下：（1）調(diào)用中斷創(chuàng)建接口LOS_HwiCreate創(chuàng)建中斷。（2）調(diào)用LOS_HwiDelete接口刪除指定中斷，此接口根據(jù)實(shí)際情況使用，判斷是否需要?jiǎng)h除中斷。2.中斷管理應(yīng)用謝謝5.3.1進(jìn)程管理通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解進(jìn)程管理進(jìn)程管理進(jìn)程是系統(tǒng)資源管理的基本單元。OpenHarmonyLiteOS-A內(nèi)核提供的進(jìn)程模塊主要用于實(shí)現(xiàn)用戶態(tài)進(jìn)程的隔離，不涉及內(nèi)核態(tài)進(jìn)程。進(jìn)程模塊主要為用戶提供多個(gè)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程之間的切換和通信，幫助用戶管理業(yè)務(wù)程序流程。進(jìn)程采用搶占式調(diào)度機(jī)制，采用高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先加同優(yōu)先級(jí)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的調(diào)度算法。進(jìn)程一共有32個(gè)優(yōu)先級(jí)（0-31），用戶進(jìn)程可配置的優(yōu)先級(jí)有22個(gè)（10-31），最高優(yōu)先級(jí)為10，最低優(yōu)先級(jí)為31。高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程可搶占低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程，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。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，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間隔離。用戶態(tài)根進(jìn)程init由內(nèi)核態(tài)創(chuàng)建，其它用戶態(tài)子進(jìn)程均由init進(jìn)程創(chuàng)建而來。1.

進(jìn)程的概念進(jìn)程管理進(jìn)程有多種狀態(tài)，各狀態(tài)之間的關(guān)系如圖所示：2.進(jìn)程狀態(tài)初始化（Init）：進(jìn)程正在被創(chuàng)建。就緒態(tài)（Ready）：進(jìn)程在就緒列表中，等待CPU調(diào)度。運(yùn)行態(tài)（Running）：進(jìn)程正在運(yùn)行。阻塞態(tài)（Pending）：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)，進(jìn)程被阻塞掛起。僵尸態(tài)（Zombies）：進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，等待父進(jìn)程回收其控制塊資源。進(jìn)程管理初始化→就緒態(tài)：進(jìn)程創(chuàng)建或fork時(shí)，拿到對(duì)應(yīng)進(jìn)程控制塊后進(jìn)入Init狀態(tài)，即進(jìn)程初始化階段，當(dāng)該階段完成后進(jìn)程將被插入調(diào)度隊(duì)列，此時(shí)進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)。就緒態(tài)→運(yùn)行態(tài)：發(fā)生進(jìn)程切換時(shí)，就緒列表中優(yōu)先級(jí)最高且獲得時(shí)間片的進(jìn)程被執(zhí)行，從而進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。若此時(shí)該進(jìn)程中已無其它線程處于就緒態(tài)，則進(jìn)程從就緒列表刪除，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)，則該進(jìn)程依舊在就緒隊(duì)列，此時(shí)進(jìn)程的就緒態(tài)和運(yùn)行態(tài)共存，但對(duì)外呈現(xiàn)的進(jìn)程狀態(tài)為運(yùn)行態(tài)。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)僵尸態(tài)進(jìn)程管理運(yùn)行態(tài)→阻塞態(tài)：進(jìn)程在最后一個(gè)線程轉(zhuǎn)為阻塞態(tài)時(shí)，進(jìn)程內(nèi)所有的線程均處于阻塞態(tài)，此時(shí)進(jìn)程同步進(jìn)入阻塞態(tài)，然后發(fā)生進(jìn)程切換。阻塞態(tài)→就緒態(tài)：阻塞進(jìn)程內(nèi)的任意線程恢復(fù)就緒態(tài)時(shí)，進(jìn)程被加入到就緒隊(duì)列，同步轉(zhuǎn)為就緒態(tài)。就緒態(tài)→阻塞態(tài)：進(jìn)程內(nèi)的最后一個(gè)就緒態(tài)線程轉(zhuǎn)為阻塞態(tài)時(shí)，進(jìn)程從就緒列表中刪除，進(jìn)程由就緒態(tài)轉(zhuǎn)為阻塞態(tài)。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)僵尸態(tài)進(jìn)程管理運(yùn)行態(tài)→就緒態(tài)：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，此刻就緒列表中最高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)，那么原先運(yùn)行的進(jìn)程由運(yùn)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)。若進(jìn)程的調(diào)度策略為L(zhǎng)OS_SCHED_RR（時(shí)間片輪轉(zhuǎn)），且存在同一優(yōu)先級(jí)的另一個(gè)進(jìn)程處于就緒態(tài)，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)，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)。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)僵尸態(tài)進(jìn)程管理運(yùn)行態(tài)→僵尸態(tài)：當(dāng)進(jìn)程的主線程或所有線程運(yùn)行結(jié)束后，進(jìn)程由運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)為僵尸態(tài)，等待父進(jìn)程回收資源。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)僵尸態(tài)進(jìn)程管理進(jìn)程管理主要是合理的分配各個(gè)進(jìn)程使用CPU的時(shí)間。用戶態(tài)進(jìn)程由Init進(jìn)程分解而來，如圖所示。fork進(jìn)程時(shí)會(huì)將父進(jìn)程的進(jìn)程虛擬內(nèi)存空間克隆到子進(jìn)程，子進(jìn)程實(shí)際運(yùn)行時(shí)通過寫時(shí)復(fù)制機(jī)制將父進(jìn)程的內(nèi)容按需復(fù)制到子進(jìn)程的虛擬內(nèi)存空間。3.進(jìn)程運(yùn)行機(jī)制用戶態(tài)進(jìn)程

多線程用戶態(tài)進(jìn)程

多線程Init進(jìn)程

多線程進(jìn)程管理OpenHarmonyLiteOS-A內(nèi)核的進(jìn)程管理模塊提供了進(jìn)程組、用戶組、進(jìn)程創(chuàng)建等接口。4.進(jìn)程接口功能分類接口名接口描述獲取進(jìn)程IDLOS_GetCurrProcessID獲取當(dāng)前進(jìn)程的進(jìn)程ID進(jìn)程組LOS_GetProcessGroupID獲取指定進(jìn)程的進(jìn)程組IDLOS_GetCurrProcessGroupID獲取當(dāng)前進(jìn)程的進(jìn)程組ID用戶及用戶組LOS_GetUserID獲取當(dāng)前進(jìn)程的用戶IDLOS_GetGroupID獲取當(dāng)前進(jìn)程的用戶組IDLOS_CheckInGroups檢查指定用戶組ID是否在當(dāng)前進(jìn)程的用戶組內(nèi)進(jìn)程管理功能分類接口名接口描述進(jìn)度調(diào)度參數(shù)控制LOS_GetProcessScheduler獲取指定進(jìn)程的調(diào)度策略LOS_SetProcessScheduler設(shè)置指定進(jìn)程的調(diào)度參數(shù)，包括優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略LOS_SetProcessPriority設(shè)置進(jìn)程優(yōu)先級(jí)LOS_GetProcessPriority獲取進(jìn)程優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)支持的最大進(jìn)程數(shù)LOS_GetSystemProcessMaximum獲取系統(tǒng)支持的最大進(jìn)程數(shù)目LOS_GetUsedPIDList獲得已使用的進(jìn)程ID列表進(jìn)程管理功能分類接口名接口描述創(chuàng)建進(jìn)程LOS_Fork創(chuàng)建子進(jìn)程等待進(jìn)程LOS_Wait等待子進(jìn)程結(jié)束并回收子進(jìn)程LOS_Waitid等待相應(yīng)ID的進(jìn)程結(jié)束退出進(jìn)程LOS_Exit退出進(jìn)程謝謝5.3.2任務(wù)管理通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解任務(wù)管理任務(wù)管理從系統(tǒng)的角度看，任務(wù)Task是競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源的最小運(yùn)行單元。任務(wù)可以使用或等待CPU、使用內(nèi)存空間等系統(tǒng)資源，并獨(dú)立于其它任務(wù)運(yùn)行。OpenHarmony內(nèi)核中使用一個(gè)任務(wù)表示一個(gè)線程。OpenHarmony內(nèi)核中同優(yōu)先級(jí)進(jìn)程內(nèi)的任務(wù)統(tǒng)一調(diào)度、運(yùn)行。OpenHarmony內(nèi)核中的任務(wù)采用搶占式調(diào)度機(jī)制，同時(shí)支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度和FIFO調(diào)度方式。內(nèi)核的任務(wù)一共有32個(gè)優(yōu)先級(jí)（0-31），最高優(yōu)先級(jí)為0，最低優(yōu)先級(jí)為31。當(dāng)前進(jìn)程內(nèi)，高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，低優(yōu)先級(jí)任務(wù)必須在高優(yōu)先級(jí)任務(wù)阻塞或結(jié)束后才能得到調(diào)度。1.

任務(wù)管理概念任務(wù)管理任務(wù)的各狀態(tài)如圖所示：

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)退出初始化（Init）：任務(wù)正在被創(chuàng)建。就緒態(tài)（Ready）：任務(wù)在就緒隊(duì)列中，等待CPU調(diào)度。運(yùn)行態(tài)（Running）：任務(wù)正在運(yùn)行。阻塞態(tài)（Blocked）：任務(wù)被阻塞掛起。Blocked狀態(tài)包括：pending(因?yàn)殒i、事件、信號(hào)量等阻塞)、suspended（主動(dòng)pend）、delay(延時(shí)阻塞)、pendtime(因?yàn)殒i、事件、信號(hào)量時(shí)間等超時(shí)等待)。退出態(tài)（Exit）：任務(wù)運(yùn)行結(jié)束，等待父任務(wù)回收其控制塊資源。任務(wù)管理初始化→就緒態(tài)：任務(wù)創(chuàng)建拿到控制塊后為初始化階段(Init狀態(tài))，當(dāng)任務(wù)初始化完成將任務(wù)插入調(diào)度隊(duì)列，此時(shí)任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)。就緒態(tài)→運(yùn)行態(tài)：任務(wù)創(chuàng)建后進(jìn)入就緒態(tài)，發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，就緒隊(duì)列中最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)被執(zhí)行，從而進(jìn)入運(yùn)行態(tài)，此刻該任務(wù)從就緒隊(duì)列中刪除。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)退出任務(wù)管理運(yùn)行態(tài)→阻塞態(tài)：正在運(yùn)行的任務(wù)發(fā)生阻塞（掛起、延時(shí)、讀信號(hào)量等）時(shí)，任務(wù)狀態(tài)由運(yùn)行態(tài)變成阻塞態(tài)，然后發(fā)生任務(wù)切換，運(yùn)行就緒隊(duì)列中剩余最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。阻塞態(tài)→就緒態(tài)：阻塞的任務(wù)被恢復(fù)后（任務(wù)恢復(fù)、延時(shí)時(shí)間超時(shí)、讀信號(hào)量超時(shí)或讀到信號(hào)量等），此時(shí)被恢復(fù)的任務(wù)會(huì)被加入就緒隊(duì)列，從而由阻塞態(tài)變成就緒態(tài)。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)退出任務(wù)管理就緒態(tài)→阻塞態(tài)：任務(wù)也有可能在就緒態(tài)時(shí)被阻塞（掛起），此時(shí)任務(wù)狀態(tài)會(huì)由就緒態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麘B(tài)，該任務(wù)從就緒隊(duì)列中刪除，不會(huì)參與任務(wù)調(diào)度，直到該任務(wù)被恢復(fù)。運(yùn)行態(tài)→就緒態(tài)：有更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)創(chuàng)建或者恢復(fù)后，會(huì)發(fā)生任務(wù)調(diào)度，此刻就緒隊(duì)列中最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)，那么原先運(yùn)行的任務(wù)由運(yùn)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)，并加入就緒隊(duì)列中。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)退出任務(wù)管理運(yùn)行態(tài)→退出態(tài)：運(yùn)行中的任務(wù)運(yùn)行結(jié)束，任務(wù)狀態(tài)由運(yùn)行態(tài)變?yōu)橥顺鰬B(tài)。

初始化就緒態(tài)阻塞態(tài)運(yùn)行態(tài)退出任務(wù)管理OpenHarmonyLiteOS-A內(nèi)核的任務(wù)管理模塊提供了創(chuàng)建任務(wù)、刪除任務(wù)、控制任務(wù)狀態(tài)、獲取任務(wù)信息等幾種功能，具體如表所示。2.任務(wù)管理接口功能分類接口名接口描述任務(wù)的創(chuàng)建和刪除

LOS_TaskCreate創(chuàng)建任務(wù)，若所創(chuàng)建任務(wù)的優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前的運(yùn)行的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高且任務(wù)調(diào)度沒有鎖定，則該任務(wù)將被調(diào)度進(jìn)入運(yùn)行態(tài)LOS_TaskCreateOnly創(chuàng)建任務(wù)并阻塞，任務(wù)恢復(fù)前不會(huì)將其加入就緒隊(duì)列中LOS_TaskDelete刪除指定的任務(wù)，回收其任務(wù)控制塊和任務(wù)棧所消耗的資源任務(wù)的狀態(tài)控制

LOS_TaskResume恢復(fù)掛起的任務(wù)LOS_TaskSuspend掛起指定的任務(wù)，該任務(wù)將從就緒任務(wù)隊(duì)列中移除LOS_TaskJoin阻塞當(dāng)前任務(wù)，等待指定任務(wù)運(yùn)行結(jié)束并回收其資源LOS_TaskDetach修改任務(wù)的joinable屬性為detach屬性，detach屬性的任務(wù)運(yùn)行結(jié)束會(huì)自動(dòng)回收任務(wù)控制塊資源LOS_TaskDelay延遲當(dāng)前任務(wù)的執(zhí)行，在延后指定的時(shí)間（tick數(shù)）后可以被調(diào)度LOS_TaskYield將當(dāng)前任務(wù)從具有相同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)隊(duì)列，移動(dòng)到就緒任務(wù)隊(duì)列的末尾任務(wù)管理功能分類接口名接口描述任務(wù)調(diào)度

LOS_TaskLock鎖定任務(wù)調(diào)度，阻止任務(wù)切換LOS_TaskUnlock解鎖任務(wù)調(diào)度。通過該接口可以使任務(wù)鎖數(shù)量減1，若任務(wù)多次加鎖，那么任務(wù)調(diào)度在鎖數(shù)量減為0時(shí)才會(huì)完全解鎖LOS_GetTaskScheduler獲取指定任務(wù)的調(diào)度策略LOS_SetTaskScheduler設(shè)置指定任務(wù)的調(diào)度參數(shù)，包括優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略LOS_Schedule觸發(fā)主動(dòng)的任務(wù)調(diào)度任務(wù)信息獲取

LOS_CurTaskIDGet獲取當(dāng)前任務(wù)的IDLOS_TaskInfoGet獲取指定任務(wù)的信息LOS_GetSystemTaskMaximum獲取系統(tǒng)支持的最大任務(wù)數(shù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)

LOS_CurTaskPriSet設(shè)置當(dāng)前正在運(yùn)行的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)LOS_TaskPriSet設(shè)置指定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)LOS_TaskPriGet獲取指定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)任務(wù)綁核操作

LOS_TaskCpuAffiSet綁定指定任務(wù)到指定CPU上運(yùn)行，僅在多核下使用LOS_TaskCpuAffiGet獲取指定任務(wù)的綁核信息，僅在多核下使用任務(wù)管理任務(wù)管理的一般開發(fā)流程如下：（1）通過LOS_TaskCreate創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)。指定任務(wù)的執(zhí)行入口函數(shù)指定任務(wù)名指定任務(wù)的棧大小指定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)（2）任務(wù)參與調(diào)度運(yùn)行，執(zhí)行用戶指定的業(yè)務(wù)代碼。（3）任務(wù)執(zhí)行結(jié)束。3.任務(wù)管理應(yīng)用謝謝5.3.3調(diào)度器通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：了解調(diào)度器調(diào)度器調(diào)度器（scheduler）是一個(gè)操作系統(tǒng)的核心部分，是CPU時(shí)間的管理員，負(fù)責(zé)選擇最適合的就緒進(jìn)程來執(zhí)行。1.

調(diào)度器概念周期性調(diào)度器CPU上下文切換主調(diào)度器選擇進(jìn)程調(diào)度器類進(jìn)程調(diào)度器主要完成兩件事：選擇某些就緒進(jìn)程來執(zhí)行。打斷某些執(zhí)行的進(jìn)程讓他們變?yōu)榫途w態(tài)調(diào)度器主調(diào)度器：通過調(diào)用schedule()函數(shù)來完成進(jìn)程的選擇和切換。周期性調(diào)度器：根據(jù)頻率自動(dòng)調(diào)用scheduler_tick函數(shù)，根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間觸發(fā)調(diào)度。上下文切換：主要做兩個(gè)事情，切換地址空間、切換寄存器和?？臻g。調(diào)度器類：每個(gè)調(diào)度器都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)，它會(huì)按照優(yōu)先級(jí)順序遍歷調(diào)度類，擁有一個(gè)可執(zhí)行進(jìn)程的最高優(yōu)先級(jí)的調(diào)度器類勝出，去選擇下面要執(zhí)行的那一個(gè)程序。周期性調(diào)度器CPU上下文切換主調(diào)度器選擇進(jìn)程調(diào)度器類進(jìn)程調(diào)度器2.調(diào)度器運(yùn)行機(jī)制OpenHarmony在系統(tǒng)啟動(dòng)內(nèi)核初始化之后開始調(diào)度。系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程和線程的優(yōu)先級(jí)及線程的時(shí)間片消耗情況選擇最優(yōu)的線程進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行。線程一旦調(diào)度到就會(huì)從調(diào)度隊(duì)列上刪除，線程在運(yùn)行過程中發(fā)生阻塞，會(huì)被加入到對(duì)應(yīng)的阻塞隊(duì)列中并觸發(fā)一次調(diào)度，調(diào)度其它線程運(yùn)行。如果調(diào)度隊(duì)列上沒有可以調(diào)度的線程，則系統(tǒng)就會(huì)選擇KIdle進(jìn)程的線程進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行。調(diào)度器OpenHarmonyLiteOS-A內(nèi)核的調(diào)度器模塊提供了調(diào)度相關(guān)的接口。3.調(diào)度器