鸿蒙系统的启动流程

Liangkz 2021.04.11 Ver1.0

目录

1. 第一阶段：U-Boot启动 

2. 第二阶段：汇编代码引导LiteOS-a内核 

3. 第三阶段：内核LiteOS-a的C语言启动阶段 

4. 第四阶段：鸿蒙系统应用层的启动 

5. 鸿蒙应用(APP)的启动 

6. #task命令查看进程/线程信息(简表) 

声明：

    严格来说本文档并非真正原创的，这是上了朱有鹏老师的免费课《想读懂鸿蒙2.0源码，也许你需要先懂这些》之后，做的一些总结。

    课程时间一个半小时，内容也很多，学习过程中我发现朱老师的ppt上部分代码/文件，在我本地的鸿蒙系统代码上找不到，或者路径不相同，所以我就做了一些整理。

    这里仅摘取课程中的鸿蒙系统在HI3516DV300平台上的启动流程部分（从30:00开始讲解启动过程）进行汇总和整理，如有错误，请朱老师和各位同学指正。后继在学习过程中会继续对本文当作修正升级。

我的本地代码是基于最新发布的OpenHarmony 1.1.0 LTS（2021-04-01）版本抓取的，代码根目录OHOS1_1_0LTS：

 $repo init -u https://gitee.com/openharmony/manifest.git -b refs/tags/OpenHarmony_release_v1.1.0 --no-repo-verify

 $repo sync

在根目录下执行

OHOS1_1_0LTS$ hb set

[OHOS INFO] Input code path: .

OHOS Which product do you need?  

->ipcamera_hispark_taurus@hisilicon

OHOS1_1_0LTS$ hb build 

即可开始编译 hi3516dv300 平台代码。

输出的过程文件和最终bin，在以下路径内：

out\hispark_taurus\ipcamera_hispark_taurus

因为本人还没有开发板，无法烧录、抓取log分析以及做相关的操作去验证。

1. 第一阶段：U-Boot启动
System startup

Uncompress Ok!

U-Boot 2016.11 (......) hi3516dv300

............

............(省略)

Hit any key to stop autoboot: 0

MMC read: dev #0, block # 2048, count 16384  ...  16384 blocks read: OK

## Starting application at 0x80000000...

到此为止属于U-Boot的启动。

Uboot不属于鸿蒙系统，这里不做进一步分析，代码在目录 

device\hisilicon\third_party\uboot\u-boot-2020.01

2. 第二阶段：汇编代码引导LiteOS-a内核
Uboot引导liteos-a内核启动起来，需要有一个入口，在：

kernel\liteos_a\tools\build\liteos.ld

打开这个文件，可见：

ENTRY(reset_vector)

INCLUDE board.ld

SECTIONS

{

......

}

reset_vector 就是整个鸿蒙内核启动的入口点，这是一个符号，定义在：

kernel\liteos_a\arch\arm\arm\src\startup\reset_vector_mp.S

同目录下还有一个reset_vector_up.S文件，因为HI3516是ARM Cortex A7双核处理器，所以需要看mp(多核)这个文件，up这个是单核的。

打开reset_vector_mp.S文件，找到“reset_vector:”符号，从这里开始跑汇编代码，引导liteos-a内核的启动，一直到：

“

    bl     main

_start_hang:

    b      _start_hang

”

这里调用一个 main 函数，然后执行 _start_hang 进入死循环，至此汇编代码阶段就结束了。

通过main函数进入内核LiteOS-a启动的C语言阶段。

3. 第三阶段：内核LiteOS-a的C语言启动阶段
上面汇编阶段调用的main函数，位于：

kernel\liteos_a\platform\main.c

main函数通过OsSystemInfo();函数里打印下面这些信息

******************Welcome******************

Processor  : Cortex-A7*2

Run Mode : SMP

GIC Rev  : GICv2

build time : ......

Kernel  : Huawei LiteOS 2.0.0.xxx

********************************************

main core booting up...

...

...

从这一步的main开始读liteos-a的C语言源码，可以直接在鸿蒙代码的

kernel\liteos_a\platform\main.c

进行阅读理解。

不过，推荐从下面仓库拉代码下来读，

鸿蒙内核源码注解分析：

https://gitee.com/weharmony/kernel_liteos_a_note.git

这是在鸿蒙官方开源项目 kernel_liteos_a 基础上，给源代码加上了给常详细的中文注解，有利于加快理解。

main函数截图如下：

Line173行调用的OsMain()函数，位于：

kenerl\liteos_a\kernel\common\los_config.c

主要做了：

其中的：

• OsTickInit(......);  // tick初始化,包含注册中断事件

     硬件时钟初始化，启动节拍，注册硬中断

• OsKernelInitProcess(); // 完成内核进程的初始化

     调用OsProcessCreateInit(processCB, OS_KERNEL_MODE, "KProcess", 0);

     首先创建2号进程 KProcess，最高优先级0，这是一个内核态进程。

     鸿蒙进程一共有32个优先级(0-31)，其中0-9级为内核进程，用户进程可配置的优先级有22个(10-31)。

     然后创建2号进程的2个子线程 ResourceTask 和 KIdle，详见代码。

     可以在shell内执行task命令查看进程和线程信息，表格见文末。

     注意，此时1号进程还没有创建，它是用户态根进程，要到稍微后面才创建。

• OsSwtmrInit();  //软时钟模块初始化

     创建Swt_Task(software timmer)线程，父进程是2号进程KProcess，

• OsSystemInit(); //系统初始化

     系统软硬件的初始化，由2号进程 KProcess创建“system_wq”“SystemInit”“memshow_Task”等线程。

     “SystemInit”线程：      

     其入口函数则由内核外部提供，在:

     device\hisilicon\hispark_taurus\sdk_liteos\mpp\module_init\src\system_init.c

     里的SystemInit()函数:     

        其中的：

•         ProcFsInit()   

             创建和挂载/proc文件系统，代码见：

             kernel\liteos_a\fs\proc\os_adept\proc_init.c

•         SDK_init() //calling SDK_init form HISI_SDK

             初始化3516DV300特有的SDK，用内部的DSP硬件来做视频编解码，只提供相关库文件，不开源。

             代码在：device\hisilicon\hispark_taurus\sdk_liteos\mpp\module_init\src\sdk_init.c

•         OsMountRootfs() 

             挂载根文件系统：

             out\hispark_taurus\ipcamera_hispark_taurus\rootfs.tar

             可以通过tar -tf rootfs.tar 命令查看里面都有些什么内容。

             开始查找根文件系统里的/bin/init并创建init进程。 

•         OsUserInitProcess()

             调用OsProcessCreateInit(processCB, OS_USER_MODE, "Init", OS_PROCESS_USERINIT_PRIORITY);  //28

             这时候才创建1号进程init，这是用户态根进程，优先级别为28，这个1号进程接下来会创建和启动其他的用户态进程(shell/apphilogcat/.../ai_server等3~9号进程)。

【接下来这一小部分还没理解透】

调用OsLoadUserInit()  load init 的相关配置

再使用 __user_init_entry 参数，调用OsUserInitProcessStart()。  

   __user_init_entry就是第一个用户态根进程的地址，它通过宏LITE_USER_SEC_ENTRY进行定义，

代码在：

kernel\liteos_a\kernel\user\src\los_user_init.c

/bin/init就是kernel调用init_lite的入口【见第四阶段对这个的解释】，由此进入应用层的启动。

跑完OsMain()函数，LiteOS-a内核的启动工作就基本上完成了，接下来就开始了鸿蒙系统应用层的启动。

4. 第四阶段：鸿蒙系统应用层的启动
这个应用层实际上就是鸿蒙的framework，启动init入口在：

base\startup\init_lite\services\src\main.c

• ReadFileToBuf() 

     这一步读取的 /etc/init.cfg文件，在上面OsMountRootfs()挂载根文件系统的时候就挂载上了，它是

     vendor\hisilicon\hispark_taurus\init_configs\init_liteos_a_3516dv300.cfg

     的副本，这个文件就包含了“pre-init”“init”“post-init”的相关操作，分别是设置挂载一些设备、设置好路径，启动服务等工作。

     而后面的"services"则包含一组服务的定义，它们是系统里的关键进程。

• DoJob("init") 

     由“1号进程init”，在应用层通过start指令创建和启动：shell/apphilogcat/.../ai_server等3~9号进程，它们都是用户态进程，父进程都是“1号进程init”。

     init将根据上面cfg配置的job和services来做对应的操作和启动对应的服务程序，并设置它们的uid、gid、进程优先级和权限等。

     可以在shell内执行task命令查看进程和线程信息，表格见文末。

【见官方文档：base\startup\init_lite\README_zh.md】

这个init组件(即base\startup\init_lite)负责处理从内核加载第一个用户态进程(2号进程init)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。

init将系统启动分为三个阶段：

• “pre-init”阶段：启动系统服务之前需要先执行的操作，例如挂载文件系统、创建文件夹、修改权限等
• “init”阶段：系统服务启动阶段
• “post-init”阶段：系统服务启动完后还需要执行的操作

上述每个阶段在配置文件init.cfg中都用一个job表示，每个job都对应一个命令集合，init通过依次执行每个job中的命令来完成系统初始化。job执行顺序：先执行“pre-init”，再执行“init”，最后执行“post-init”，所有job都集中放在init.cfg的jobs数组中。

除上述jobs数组之外，init.cfg中还有一个services数组，用于存放所有需要由init进程启动的系统关键服务的服务名、可执行文件路径、权限和其他属性信息。

配置文件init.cfg位于代码仓库/vendor/hisilicon/hispark_aries/init_configs/目录，部署在/etc/下，采用json格式，文件大小目前限制在100KB以内。

 

init组件会编译成out\hispark_taurus\ipcamera_hispark_taurus目录下的bin/init，同时打包在根文件系统rootfs.tar内，上面挂载根文件系统时，会挂载成/bin/init，由第三阶段的最后一步OsUserInit()调用和执行。

【见官方文档：base\startup\init_lite\README_zh.md】

至此，鸿蒙系统的关键系统进程和相关服务都已经启动起来了，至于shell/apphilogcat/.../ai_server等3~9号进程的具体启动过程和调用的相关代码入口，还需待后面进一步学习分析。

5. 鸿蒙应用(APP)的启动
在hi3516dv300平台(带屏幕)的桌面(也就是launcher进程)上点击camera应用图标，这时候会启动camera应用程序，实际上会通过“7号进程appspawn”创建子进程“com.huawei.camera”，这是一个应用程序进程，其父进程并不是launcher进程，而是appspawn进程。

实际上所有的应用程序的父进程都是appspawn进程。

鸿蒙应用开发的第一个示例程序“helloworld”的启动也应该类似。

#include <stdio.h>#include "ohos_init.h"#include "ohos_types.h"void HelloWorld(void){
    printf("[Init] Hello World!\n");}SYS_RUN(HelloWorld);1.2.3.4.5.6.7.8.

关于SYS_RUN()如何运作，以便让HelloWorld运行起来，其他老师有非常详细的解释，这里不再复述。

6. #task命令查看进程/线程信息(简表)

文章相关附件可以点击下面的原文链接前往学习

原文链接：  https://harmonyos.51cto.com/posts/3893#bkwz

想了解更多关于鸿蒙的内容，请访问：

51CTO和华为官方战略合作共建的鸿蒙技术社区

https://harmonyos.51cto.com/#bkwz