鴻蒙內核原始碼分析(必讀篇)|用故事說內核

提示：本文基于開源鴻蒙內核分析，官方原始碼【kernel_liteos_a】官方檔案【docs】參考檔案【Huawei LiteOS】
本文作者：鴻蒙內核發燒友，用生活場景講故事的方式去解構內核，一窺究竟，讓神秘的內核栩栩如生，浮現眼前，博文持續更新，敬請關注，內容僅代表個人觀點，錯誤之處，歡迎大家指正完善，本系列全部文章進入鴻蒙系統原始碼分析(總目錄)查看

前言：因筆者在大學有痛苦閱讀linux內核的經歷，所以一直有個心結，在很多同學眼中作業系統內核運作是神秘莫測的，一直想讓更多人能明白其內在機制，甚至讓一個沒有學過計算機的人起碼能聽懂大概是個神馬東東，但因為種種一直沒有成行，本來都已經打算放棄這件事了，可恰逢9月11鴻蒙正式發布，第一時間下載了原始碼分析，卻一發不可收拾，徹夜難眠了，于是就有了鴻蒙系統原始碼分析系列文章，后續筆者想用講故事的方式結合原始碼將鴻蒙的全貌栩栩如生的展現給大家看，鴻蒙是面向未來而設計的全場景系統，非常優秀，不深入的研究它真是可惜了，雖會有瑕疵之處，但瑕不掩瑜，想說的是多給點時間吧，畢竟太年輕了，筆者堅信它一定能成功，是堅定的追隨者和傳播者，如果你也對它有興趣那就一起行動起來吧，

目錄

張大爺的故事情節介紹

場館是怎么運營的？

表演的程序是怎樣的？

表演給誰看呢？

張大爺的作業流程怎樣的？

甄勤快的作業流程呢？

王場館的作業流程呢？

鴻蒙內核和這個故事的映射關系是什么？

請牢記這個故事

本篇是必讀篇，太重要了！

本篇只講一個故事，聽完希望大家能把故事的場景程序記在腦子里，系列文章會反復的提這個故事，在后續具體每篇的原始碼解讀程序中都會去用故事里的細節導讀原始碼，如果您看了也喜歡也請分享給更多的人知道這個故事，故事就得有個名字，就叫 張大爺的故事吧，故事開始，

張大爺的故事情節介紹

某地有一個10*40的400平米運動場館，只供本地公司/組織/團體安排舉辦各種活動使用的，但因為生意太好，申請人太多了，每次都要排隊，所以在場館外面整了32條通道用來排隊，通道編號從0到31號，場館里面有一座永遠很準時，不會停的大鐘表，每十分鐘就自動響一次，場館正中央有一個大螢屏，里面會展示以后活動的策劃腳本方案，場館里有很多的資源，有籃球，排球，小賣部，桌椅，還有小朋友(人也算資源)，反正就是應有盡有，但是數量有限，組織者參加活動不用帶任何東西，只要提供一張表演清單，當然清單是需要申請的，有基本的格式，清單內容欄上就是由你發揮了，可以寫個游戲腳本，可以寫電商的腳本，精彩的世界令你書寫，有人會幫按腳本表演的，場館里有個管理處那是作業人員專屬的，非作業人員不得進入， 故事寫到這里，大家腦子里有個畫面了吧，繼續走起，

場館是怎么運營的？

場館是怎么運營的呢？現場場館都會給每家公司發個標號代表你使用場館的優先級，0級是最高，31級最低，每家公司需要提前準備好你的表演節目單，節目里要使用到的資源也要提前準備好，比如你的節目單里有個少兒舞蹈叫祖國的花朵，需要3名小朋友，一把吉他，那這些資源要向場館負責人申請好，所有節目里只要有一個節目資源申請到位了就可以去排隊啦，假如你是8號標那就去8號視窗排隊，等著被叫號提交節目清單，如果你的節目單里沒有一個節目的資源申請到了那對不起您連排號的資格都沒有，請保持住腦海中的畫面啊，故事有點長，因為系列篇咱們就用這一個故事去解釋鴻蒙內核的作業原理，

表演的程序是怎樣的？

如果您的節目被叫到號的，只需要提交你的表演清單給場館負責人就行了，場館會根據你清單上的步驟把節目演完，每個節目十分鐘，時間到了要回去重新排隊，如果還是你就可以繼續你的表演，但這里還會些例外情況發生，比如上級領導給場館來個電話臨時有個更高優先級的公司節目要插進來，沒辦法你的節目要先停止，場館要讓給別人，你得繼續排隊去，但請放心會在你退場之前給你記錄下來祖國的花朵表演到哪個位置了以便回來了繼續接著表演，還有種情況就是表演程序中需要額外申請其他資源，比如需要一把二胡，但二胡被別人拿走了，那也對不起您嘞，您又得回去排隊，場地得讓給別人用，更悲催的是如果你清單上所有的節目都在申請資源，那只能出隊，連排隊資格都被取消了，資源等別人用完了被你申請到了才能繼續回來排隊，你再次被叫上號回去表演祖國的花朵的時候節目不用重新表演，還記得嗎？不是已經給你記錄下位置存起來了，直接恢復到那個位置就行了，節目表演完所有資源要回收，這個節目從此消亡，如果你清單里所有節目都表演完了，那你的整個節目清單也可以拜拜了，當然你也可以自己取消表演，這個權利在你自己，

表演給誰看呢？

我們就是一個個的觀眾呀，游戲公司設計了游戲的腳本，電商公司設計了電商腳本，交給場館會按你的些腳本來演，表演的場景需要觀眾操作時，觀眾在外面可以操作，發送指令，想想你玩游戲輸入名字登錄的場景，

好，繼續，場館里面有三名員工，張大爺，甄勤快，王場館，張大爺負責叫號和叫停的，或者例外情況出現時如著火了，地震了也會讓停的，甄勤快是很厲害了，什么活都能整，地球上就沒有它執行不了的清單，他是負責按你的節目步驟執行的，最苦最累的就是它，所以叫甄勤快嘛，王場館就是負責管資源，清理垃圾，搞搞后勤的，

張大爺的作業流程怎樣的？

每十分鐘準時響一次大鐘，大爺會查下正在表演的節目時間有沒有用完，沒用完就繼續演，用完了的不好意思先停止繼續出去排隊，然后大爺會去看下外面排隊的人，從0號佇列開始看有沒有人在，因為它優先級最高嘛，從高往低了看，一直往下看直到有人的佇列，例如是張全蛋了，再讓張全蛋拿他優先級最高的節目去排，因為全蛋節目單里可能也有很多個節目，全蛋的節目也有優先級的，而且也是32個優先級，

甄勤快的作業流程呢？

節目單的步驟會打到中間顯示屏上顯示，一步一步很清楚，甄勤快就是去執行這些步驟的，除了組織大家在場地表演，還有一個管理處記得嗎，有的節目單的步驟會用到管理處，比如去繳費，去列印等等吧，涉及管理處的就在管理處里面完成，不會跑到外面的場地來完成，管理處和表演場地是分的很清楚的，

王場館的作業流程呢？

王場館看也看的出來，就是管后勤的，接電話的，場地的各種現場清掃，每天開門做生意前的準備作業，

故事到這里講完了，腦海里有畫面了嗎？沒有的再讀一遍，消化下，把他印在腦子里，筆者到底想說什么呢？這就是作業系統的作業機制，熟悉了這個故事就熟悉了至少80%的鴻蒙系統內核的作業原理！作業系統就是管理場館和確保作業人員有序作業的系統解決方案商，外面公司只要提供個節目單，就能按節目單把這臺戲演好給廣大觀眾觀看，有了這個故事墊底，鴻蒙內核原始碼分析系列就有了一個非常好的開始基礎，

真的是這樣的嗎？必須滴，

鴻蒙內核和這個故事的映射關系是什么？

排隊的人手里的節目單就是一個行程，32個排隊通道就是 32個行程優先級的就緒佇列，他們手里的節目清單節目就是一個個的執行緒，也叫任務，清單上的步驟就是代碼段的指令，只能讀不能改的，節目被中斷要要保存現場，下次繼續表演要恢復現場，這個程序就叫任務背景關系，表演的場地叫用戶地址空間，用管理處的資源叫系統呼叫，系統呼叫需要在內核態完成，就是在管理處里面玩，管理處就是內核空間，張大爺干的就是調度的作業，十分鐘響一次的大鐘就是tick，只不過在鴻蒙內核是10ms一次，節目只有十分鐘表演時間就是時間片，在鴻蒙默認是20ms，甄勤快干的就是CPU干的事，程式指令暫存器就是它的眼睛，盯著大螢屏一條條的執行，王場館就是資源管理機制，電話，地震，火災就是各種軟硬體中斷，觸發后就要重新調度任務，等等等等....

請牢記這個故事

當然還有很多的細節在故事里沒有講到，比如記憶體的具體分配機制，IPC，互斥，信號量等等，太細不可能真的在一個故事里全面講完，筆者想說的是框架，架構思維，要先有整體框架再順藤摸瓜尋細節，層層深入，否則很容易鉆進死胡同里出不來，讀著讀著就放棄了，其實真沒那么難，當你摸清了整個底層的運作機制再看上層的應用，就會有了撥開云霧見陽光，神清氣爽的感覺，具體的我們在后續的章節里一一展開，用這個故事去理解鴻蒙系統內核，沒毛病，請務必牢記這個故事，

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