1
百万汉字注解 >> 精读鸿蒙源码，中文注解分析, 深挖地基工程，大脑永久记忆，四大码仓每日同步更新< gitee | github | csdn | coding > 百篇博客分析 >> 故事说内核，问答式导读，生活式比喻，表格。..
1
2
                                                                                                                                                                                        百万汉字注解 >> 精读鸿蒙源码，中文注解分析, 深挖地基工程，大脑永久记忆，四大码仓每日同步更新< gitee | github | csdn | coding > 
百篇博客分析 >> 故事说内核，问答式导读，生活式比喻，表格化说明，图形化展示，主流站点定期更新中< oschina  | 51cto | csdn | harmony >
进程关系链
1
进程是家族式管理的，父子关系，兄弟关系，朋友关系，子女关系，甚至陌生人关系(等待你消亡)在一个进程的生命周期中都会记录下来。用什么来记录呢？当然是内核最重要的胶水结构体 `LOS_DL_LIST` ,进程控制块(以下简称 `PCB` )用了8个双向链表来记录进程家族的基因关系和运行时关系.如下: 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
  typedef struct ProcessCB {
    //...此处省略其他变量
    LOS_DL_LIST          pendList;                     /**< Block list to which the process belongs */ //进程所属的阻塞列表,如果因拿锁失败,就由此节点挂到等锁链表上
    LOS_DL_LIST          childrenList;                 /**< my children process list */	//孩子进程都挂到这里,形成双循环链表
    LOS_DL_LIST          exitChildList;                /**< my exit children process list */	//那些要退出孩子进程挂到这里，白发人送黑发人。
    LOS_DL_LIST          siblingList;                  /**< linkage in my parent's children list */ //兄弟进程链表, 56个民族是一家,来自同一个父进程.
    LOS_DL_LIST          subordinateGroupList;         /**< linkage in my group list */ //进程是组长时,有哪些组员进程
    LOS_DL_LIST          threadSiblingList;            /**< List of threads under this process *///进程的线程(任务)列表
    LOS_DL_LIST          threadPriQueueList[OS_PRIORITY_QUEUE_NUM]; /**< The process's thread group schedules thepriority hash table */	//进程的线程组调度优先级哈希表
    LOS_DL_LIST          waitList;     /**< The process holds the waitLits to support wait/waitpid *///进程持有等待链表以支持wait/waitpid
} LosProcessCB;

  `解读```text
  pendList
  ```  个人认为它是鸿蒙内核功能最多的一个链表,它远不止字面意思阻塞链表这么简单,只有深入解读源码后才能体会它真的是太会来事了,一般把它理解为阻塞链表就行.上面挂的是处于阻塞状态的进程. `childrenList` 孩子链表,所有由它fork出来的进程都挂到这个链表上.上面的孩子进程在死亡前会将自己从上面摘出去,转而挂到 ```text
  exitChildList
  `链表上.```text
  ``` 退出孩子链表,进入死亡程序的进程要挂到这个链表上,一个进程的死亡是件挺麻烦的事,进程池的数量有限,需要及时回收进程资源,但家族管理关系复杂,要去很多地方消除痕迹.尤其还有其他进程在看你笑话,等你死亡( ```text
  wait
  `/```text
  waitpid
  `)了通知它们一声.```text
  siblingList
  `兄弟链表,和你同一个父亲的进程都挂到了这个链表上.```text
  subordinateGroupList
  ```  朋友圈链表,里面是因为兴趣爱好(进程组)而挂在一起的进程,它们可以不是一个父亲,不是一个祖父,但一定是同一个老祖宗(用户态和内核态根进程). `threadSiblingList` 线程链表,上面挂的是进程ID都是这个进程的线程(任务),进程和线程的关系是1:N的关系,一个线程只能属于一个进程.这里要注意任务在其生命周期中是不能改所属进程的. `threadPriQueueList` 线程的调度队列数组,一共32个,任务和进程一样有32个优先级,调度算法的过程是先找到优先级最高的进程,在从该进程的任务队列里去最高的优先级任务运行. 
  ```text
  waitList
  `是等待子进程消亡的任务链表,注意上面挂的是任务.任务是通过系统调用```java
    pid_t wait(int *status);
  pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

  `将任务挂到```text
  `上.鸿蒙waitpid系统调用为```text
  SysWait
  ``` ,稍后会讲. 
 
##### 进程正常死亡过程
一个进程的自然消亡过程如下

//一个进程的自然消亡过程,参数是当前运行的任务
STATIC VOID OsProcessNaturalExit(LosTaskCB *runTask, UINT32 status)

1
{
LosProcessCB *processCB = OS_PCB_FROM_PID(runTask->processID);//通过task找到所属PCB
LosProcessCB *parentCB = NULL;

1

LOS_ASSERT(!(processCB->threadScheduleMap != 0));//断言没有任务需要调度了,当前task是最后一个了
LOS_ASSERT(processCB->processStatus & OS_PROCESS_STATUS_RUNNING);//断言必须为正在运行的进程

1

OsChildProcessResourcesFree(processCB);//释放孩子进程的资源

1
2

#ifdef LOSCFG_KERNEL_CPUP 
OsCpupClean(processCB->processID);

1
2
#endif

/* is a child process */
if (processCB->parentProcessID != OS_INVALID_VALUE) {//判断是否有父进程
    parentCB = OS_PCB_FROM_PID(processCB->parentProcessID);//获取父进程实体
    LOS_ListDelete(&processCB->siblingList);//将自己从兄弟链表中摘除,家人们,永别了!
    if (!OsProcessExitCodeSignalIsSet(processCB)) {//是否设置了退出码?
        OsProcessExitCodeSet(processCB, status);//将进程状态设为退出码

1
}
    LOS_ListTailInsert(&parentCB->exitChildList, &processCB->siblingList);//挂到父进程的孩子消亡链表,家人中,永别的可不止我一个.
    LOS_ListDelete(&processCB->subordinateGroupList);//和志同道合的朋友们永别了,注意家里可不一定是朋友的,所有各有链表.
    LOS_ListTailInsert(&processCB->group->exitProcessList, &processCB->subordinateGroupList);//挂到进程组消亡链表,朋友中,永别的可不止我一个.

1

    OsWaitCheckAndWakeParentProcess(parentCB, processCB);//检查父进程的等待任务并唤醒任务,此处将会切换到其他任务运行.

1

    OsDealAliveChildProcess(processCB);//老父亲临终向各自的祖宗托孤

1

    processCB->processStatus |= OS_PROCESS_STATUS_ZOMBIES;//贴上僵死进程的标签

1

    (VOID)OsKill(processCB->parentProcessID, SIGCHLD, OS_KERNEL_KILL_PERMISSION);//以内核权限发送SIGCHLD(子进程退出)信号.
    LOS_ListHeadInsert(&g_processRecyleList, &processCB->pendList);//将进程通过其阻塞节点挂入全局进程回收链表
    OsRunTaskToDelete(runTask);//删除正在运行的任务
    return;

1
2
}

LOS_Panic("pid : %u is the root process exit!\n", processCB->processID);

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
}

  ```  
解读 
 
 退群，向兄弟姐妹 `siblingList` 告别,向朋友圈(进程组)告别 `subordinateGroupList` . 
 留下你的死亡记录，老父亲记录到 `exitChildList` ,朋友圈记录到 `exitProcessList` 中. 
 告诉后人死亡原因 `OsProcessExitCodeSet` ,因为 `waitList` 上挂的任务在等待你的死亡信息. 
 向老祖宗托孤，用户态和内核态进程都有自己的祖宗进程(1和2号进程),老祖宗身子硬朗，最后死。所有的短命鬼进程都可以把自己的孩子委托给老祖宗照顾，老祖宗会一视同仁. 
 将自己变成了 `OS_PROCESS_STATUS_ZOMBIES` 僵尸进程. 
 老父亲跑到村口广播这个孩子已经死亡的信号 `OsKill` . 
 将自己挂入进程回收链表，等待回收任务 `ResourcesTask` 回收资源. 
 最后删除这个正在运行的任务,很明显其中一定会发生一次调度 `OsSchedResched` .  ```java
    //删除一个正在运行的任务
  LITE_OS_SEC_TEXT VOID OsRunTaskToDelete(LosTaskCB *taskCB)
  {
      LosProcessCB *processCB = OS_PCB_FROM_PID(taskCB->processID);//拿到task所属进程
      OsTaskReleaseHoldLock(processCB, taskCB);//task还锁
      OsTaskStatusUnusedSet(taskCB);//task重置为未使用状态，等待回收

      LOS_ListDelete(&taskCB->threadList);//从进程的线程链表中将自己摘除
      processCB->threadNumber--;//进程的活动task --，注意进程还有一个记录总task的变量 processCB->threadCount

      LOS_ListTailInsert(&g_taskRecyleList, &taskCB->pendList);//将task插入回收链表，等待回收资源再利用
      OsEventWriteUnsafe(&g_resourceEvent, OS_RESOURCE_EVENT_FREE, FALSE, NULL);//发送释放资源的事件，事件由 OsResourceRecoveryTask 消费

      OsSchedResched();//申请调度
  }

  ```   
 但这是一个自然死亡的进程,还有很多非正常死亡在其他篇幅中已有说明.请自行翻看.非正常死亡的会产生僵尸进程.这种进程需要别的进程通过 `waitpid` 来回收. 
 
##### 孤儿进程

一般情况下往往是白发人送黑发人，子进程的生命周期是要短于父进程。但因为fork之后，进程之间相互独立，调度算法一视同仁，父子之间是弱的关系力，就什么情况都可能发生了。内核是允许老父亲先走的，如果父进程退出而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程就被称为孤儿进程，孤儿进程最终将被两位老祖宗(用户态和内核态)所收养，并由老祖宗完成对它们的状态收集工作。
//当一个进程自然退出的时候,它的孩子进程由两位老祖宗收养
STATIC VOID OsDealAliveChildProcess(LosProcessCB *processCB)

1
{
UINT32 parentID;
LosProcessCB *childCB = NULL;
LOS_DL_LIST *nextList = NULL;
LOS_DL_LIST *childHead = NULL;

1

if (!LOS_ListEmpty(&processCB->childrenList)) {//如果存在孩子进程
    childHead = processCB->childrenList.pstNext;//获取孩子链表
    LOS_ListDelete(&(processCB->childrenList));//清空自己的孩子链表
    if (OsProcessIsUserMode(processCB)) {//是用户态进程
        parentID = g_userInitProcess;//用户态进程老祖宗
    } else {
        parentID = g_kernelInitProcess;//内核态进程老祖宗

1
2
}

    for (nextList = childHead; ;) {//遍历孩子链表
        childCB = OS_PCB_FROM_SIBLIST(nextList);//找到孩子的真身
        childCB->parentProcessID = parentID;//孩磕认老祖宗为爸爸
        nextList = nextList->pstNext;//找下一个孩子进程
        if (nextList == childHead) {//一圈下来,孩子们都磕完头了
            break;

1
2
}

    parentCB = OS_PCB_FROM_PID(parentID);//找个老祖宗的真身
    LOS_ListTailInsertList(&parentCB->childrenList, childHead);//挂到老祖宗的孩子链表上

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
    }

}

  ```  
解读 
 
 函数很简单，都一一注释了，老父亲临终托付后事，请各自的老祖宗照顾孩子. 
 从这里也可以看出进程的家族管理模式，两个家族从进程的出生到死亡负责到底. 
 
##### 僵尸进程
一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的 `PCB` 还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。 
如果一个进程已经终止，但是它的父进程尚未调用wait或waitpid对它进行清理，这时的进程状态称为僵尸（Zombie）进程,即 Z 进程.任何进程在刚终止时都是僵尸进程，正常情况下，僵尸进程都立刻被父进程清理了. 不正常情况下就需要手动 `waitpid` 清理了. 
##### waitpid
在鸿蒙系统中，一个进程结束了，但是它的父进程没有等待（调用 `wait`   `waitpid` ）它，那么它将变成一个僵尸进程。通过系统调用  `waitpid` 可以彻底的清理掉子进程.归还 `pcb` .最终调用到 `SysWait`
  #include <sys/wait.h>
#include "syscall.h"

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)
{
	return syscall_cp(SYS_wait4, pid, status, options, 0);
}

1
2
  //等待子进程结束
int SysWait(int pid, USER int *status, int options, void *rusage)

{

1
(void)rusage;
1
return LOS_Wait(pid, status, (unsigned int)options, NULL);

}

1
2
//返回已经终止的子进程的进程ID号，并清除僵死进程。
LITE_OS_SEC_TEXT INT32 LOS_Wait(INT32 pid, USER INT32 *status, UINT32 options, VOID *rusage)

{

1
2
3
4
5
(VOID)rusage;
UINT32 ret;
UINT32 intSave;
LosProcessCB *processCB = NULL;
LosTaskCB *runTask = NULL;
1
ret = OsWaitOptionsCheck(options);//参数检查，只支持LOS_WAIT_WNOHANG
1
2
if (ret != LOS_OK) {
    return -ret;
}

1
2
3
SCHEDULER_LOCK(intSave);
processCB = OsCurrProcessGet();	//获取当前进程
runTask = OsCurrTaskGet();		//获取当前任务
1
2
3
ret = OsWaitChildProcessCheck(processCB, pid, &childCB);//先检查下看能不能找到参数要求的退出子进程
    pid = -ret;
    goto ERROR;
}

1
2
if (childCB != NULL) {//找到了进程
    return OsWaitRecycleChildPorcess(childCB, intSave, status);//回收进程
}

1
2
3
//没有找到，看是否要返回还是去做个登记
   if ((options & LOS_WAIT_WNOHANG) != 0) {//有LOS_WAIT_WNOHANG标签
       runTask->waitFlag = 0;//等待标识置0
1
pid = 0;//这里置0，是为了 return 0
}

1
2
3
4
//等待孩子进程退出
   OsWaitInsertWaitListInOrder(runTask, processCB);//将当前任务挂入进程waitList链表
//发起调度的目的是为了让出CPU，让其他进程/任务运行
   OsSchedResched();//发起调度
1
2
3
runTask->waitFlag = 0;
if (runTask->waitID == OS_INVALID_VALUE) {
    pid = -LOS_ECHILD;//没有此子进程
}

1
childCB = OS_PCB_FROM_PID(runTask->waitID);//获取当前任务的等待子进程ID
1
2
if (!(childCB->processStatus & OS_PROCESS_STATUS_ZOMBIES)) {//子进程非僵死进程
    pid = -LOS_ESRCH;//没有此进程
}

1
2
//回收僵死进
   return OsWaitRecycleChildPorcess(childCB, intSave, status);

ERROR:

1
2
SCHEDULER_UNLOCK(intSave);
return pid;

}

pid

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
 
  
   
   参数值 
   说明 
   
  
  
   
   pid<-1 
   等待进程组号为pid绝对值的任何子进程。 
   
   
   pid=-1 
   等待任何子进程，此时的waitpid()函数就退化成了普通的wait()函数。 
   
   
   pid=0 
   等待进程组号与目前进程相同的任何子进程，也就是说任何和调用waitpid()函数的进程在同一个进程组的进程。 
   
   
   pid>0 
   等待进程号为pid的子进程。 
   
  
  `pid` 不同值代表的真正含义可以看这个函数 `OsWaitSetFlag` .  ```java
//设置等待子进程退出方式方法
  STATIC UINT32 OsWaitSetFlag(const LosProcessCB *processCB, INT32 pid, LosProcessCB **child)
  {
      ProcessGroup *group = NULL;
      LosTaskCB *runTask = OsCurrTaskGet();

      if (pid > 0) {//等待进程号为pid的子进程结束
          /* Wait for the child process whose process number is pid. */
          childCB = OsFindExitChildProcess(processCB, pid);//看能否从退出的孩子链表中找到PID

          if (childCB != NULL) {//找到了，确实有一个已经退出的PID，注意一个进程退出时会挂到父进程的exitChildList上
              goto WAIT_BACK;//直接成功返回
          }

          ret = OsFindChildProcess(processCB, pid);//看能否从现有的孩子链表中找到PID

              return LOS_ECHILD;//参数进程并没有这个PID孩子，返回孩子进程失败.
          }
          runTask->waitFlag = OS_PROCESS_WAIT_PRO;//设置当前任务的等待类型
          runTask->waitID = pid;	//当前任务要等待进程ID结束
      } else if (pid == 0) {//等待同一进程组中的任何子进程
          /* Wait for any child process in the same process group */
          childCB = OsFindGroupExitProcess(processCB->group, OS_INVALID_VALUE);//看能否从退出的孩子链表中找到PID

          if (childCB != NULL) {//找到了，确实有一个已经退出的PID

          }
          runTask->waitID = processCB->group->groupID;//等待进程组的任意一个子进程结束
          runTask->waitFlag = OS_PROCESS_WAIT_GID;//设置当前任务的等待类型
      } else if (pid == -1) {//等待任意子进程
          /* Wait for any child process */
          childCB = OsFindExitChildProcess(processCB, OS_INVALID_VALUE);//看能否从退出的孩子链表中找到PID


              goto WAIT_BACK;
          }
          runTask->waitID = pid;//等待PID，这个PID可以和当前进程没有任何关系
          runTask->waitFlag = OS_PROCESS_WAIT_ANY;//设置当前任务的等待类型
      } else { /* pid < -1 */ //等待指定进程组内为|pid|的所有子进程
          /* Wait for any child process whose group number is the pid absolute value. */
          group = OsFindProcessGroup(-pid);//先通过PID找到进程组
          if (group == NULL) {
              return LOS_ECHILD;
          }

          childCB = OsFindGroupExitProcess(group, OS_INVALID_VALUE);//在进程组里任意一个已经退出的子进程
          if (childCB != NULL) {
          }

          runTask->waitID = -pid;//此处用负数是为了和(pid == 0)以示区别，因为二者的waitFlag都一样.
      }

  WAIT_BACK:
      *child = childCB;
      return LOS_OK;
  }


status 带走进程退出码, exitCode 分成了三个部分格式如下 text 0 - 7 `为信号位,信号处理有专门的篇幅,此处不做详细介绍,请自行翻看,这里仅列出部分信号含义.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
  #define SIGHUP    1	//终端挂起或者控制进程终止
#define SIGINT    2	//键盘中断（如break键被按下）
#define SIGQUIT   3	//键盘的退出键被按下
#define SIGILL    4	//非法指令
#define SIGTRAP   5	//跟踪陷阱（trace trap），启动进程，跟踪代码的执行
#define SIGABRT   6	//由abort(3)发出的退出指令
#define SIGIOT    SIGABRT //abort发出的信号
#define SIGBUS    7	//总线错误 
#define SIGFPE    8	//浮点异常
#define SIGKILL   9		//常用的命令 kill 9 123 | 不能被忽略、处理和阻塞
#define SIGUSR1   10	//用户自定义信号1 
#define SIGSEGV   11	//无效的内存引用, 段违例（segmentation     violation），进程试图去访问其虚地址空间以外的位置 
#define SIGUSR2   12	//用户定义信号2
#define SIGPIPE   13	//向某个非读管道中写入数据 
#define SIGALRM   14	//由alarm(2)发出的信号,默认行为为进程终止
#define SIGTERM   15	//终止信号
#define SIGSTKFLT 16	//栈溢出
#define SIGCHLD   17	//子进程结束信号
#define SIGCONT   18	//进程继续（曾被停止的进程）
#define SIGSTOP   19	//终止进程  	 | 不能被忽略、处理和阻塞
#define SIGTSTP   20	//控制终端（tty）上 按下停止键
#define SIGTTIN   21	//进程停止，后台进程企图从控制终端读
#define SIGTTOU   22	//进程停止，后台进程企图从控制终端写
#define SIGURG    23	//I/O有紧急数据到达当前进程
#define SIGXCPU   24	//进程的CPU时间片到期
#define SIGXFSZ   25	//文件大小的超出上限
#define SIGVTALRM 26	//虚拟时钟超时
#define SIGPROF   27	//profile时钟超时
#define SIGWINCH  28	//窗口大小改变
#define SIGIO     29	//I/O相关
#define SIGPOLL   29	//
#define SIGPWR    30	//电源故障,关机
#define SIGSYS    31	//系统调用中参数错，如系统调用号非法 
#define SIGUNUSED SIGSYS		//系统调用异常
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
`options` 是行为参数,提供了一些另外的选项来控制waitpid()函数的行为。 
   
    
     
     参数值 
     鸿蒙支持 
     说明 
     
    
    
     
     LOS_WAIT_WNOHANG 
     支持 
     如果没有孩子进程退出，则立即返回,而不是阻塞在这个函数上等待；如果结束了，则返回该子进程的进程号。 
     
     
     LOS_WAIT_WUNTRACED 
     不支持 
     报告终止或停止的子进程的状态 
     
     
     LOS_WAIT_WCONTINUED 
     不支持 
      
     
    
   鸿蒙目前只支持了LOS_WAIT_WNOHANG模式,内核源码中虽有 `LOS_WAIT_WUNTRACED` 和 `LOS_WAIT_WCONTINUED`
``` 的实现痕迹,但是整体阅读下来比较乱,应该是没有写好.  
 
 
##### 参与贡献
 
  ![Test](https://api.opics.org/api 鸿蒙内核源码分析(进程回收篇) - 进程在临终前如何向老祖宗托孤 - 百篇博客分析HarmonyOS源码 - v47.02)

Fork 本仓库 >> 新建 Feat_xxx 分支 >> 提交代码注解 >> 新建 Pull Request

1
2
3
4
新建 Issue  
 
 
  各大站点搜 「鸿蒙内核源码分析」.欢迎转载,请注明出处.

进入 >> oschina | csdn | 51cto | 简书 | 掘金 | harmony

1
2

本文标题： 鸿蒙内核源码分析

发布时间： 2025年01月20日 00:00

最后更新： 2025年12月30日 08:54

原始链接： https://haoxiang.eu.org/84078d5b/

版权声明： 本文著作权归作者所有，均采用CC BY-NC-SA 4.0许可协议，转载请注明出处！

赏
× 喜欢就赞赏一下呗！
打赏二维码