鸿蒙LiteOs读源码教程+向LiteOS中添加一个简单的基于线程运行时的短作业优先调度策略

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一、鸿蒙Liteos读源码教程

鸿蒙的源码是放在openharmony文件夹下，openharmony下的kernel文件夹存放操作系统内核的相关代码和实现。

内核是操作系统的核心部分，所以像负责：资源管理、任务调度、内存管理、设备驱动、进程通信的源码都可以在kernel文件夹里看到。

进入到kernel文件夹下后会看到liteos_a和liteos_m，我们只需要知道liteos_a是针对嵌入式设备的，所以像我们实验用的开发板就是看liteos_a下的代码，而liteos_m是针对物联网设备设计的，所以我们暂时先不去看这个。

友情提示：ubuntu虚拟机是有可视化界面的，只需要在桌面上点击进入Files即可看到系统中的文件：

进入liteos_a后真正的核心代码同样是存储在kernel下的：

主要介绍3个比较重要的：

base：该文件夹包含操作系统内核的基础部分，如调度器，同步机制，内存管理等基础功能的实现。

include：该文件夹包含内核需要的所有头文件。

user：该文件夹包含一些用户级别的功能，如用户任务，用户接口等。

所以如果想查看有关内核的代码就进入base文件夹，想查看或者修改头文件就进入include文件夹。

假设我们现在进入到base文件夹：

接下来我逐一向大家简要介绍：

core：包含了内核的核心代码，比如初始化代码，启动代码等。

include：包含了base部分所有的头文件。

ipc：是inter-process communication的缩写，和进程相关，包含了实现进程间通信的代码。

mem：是内存缩写，包含了实现内存管理的代码，如内存分配、内存释放等。

misc：包含杂项代码，如工具函数，调试功能。

mp：包含多处理器相关的代码，如多核心调度，同步等。

om：包含LiteOS的运维相关代码。

sched：是调度缩写，包含了LiteOS的任务调度代码，包括任务的创建，删除，切换等。

vm：是虚拟内存的缩写，包含了实现虚拟内存管理的代码，如页表管理，地址转换等。

二、向LiteOS中添加一个简单的基于线程运行时间的短作业优先调度策略

实验要求：

短作业优先调度策略为优化LiteOS的吞吐量。该策略在将线程TCB插入就绪队列时，按照线程执行的时间长短进行排序。运行时间短的线程先运行，运行时间长的线程后运行。该Proj要完成以下内容：

第1步：修改LiteOS内核的PriQueInsert函数，在其中添加相关代码，实现按照任务运行时间的长短将任务的TCB插入就绪队列。

解析：很多同学可能并没有找到PriQueInsert函数，其实是因为韦东山老师在这里下载的是OpenHarmony的1.0版本，这个是2019年的早期版本，至今Openharmony已到4.0版本：

所以要解决这个问题，关键在于下载更高版本的Openharmony，我在这里下载的是3.2的Release版本：

repo init -u https://gitee.com/openharmony/manifest.git -b OpenHarmony-3.2-Release
repo sync -c -j8

（下载的时间略长，差不多1小时...） 

在新版本中具有PriQueInsert函数，可以据此修改：

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第2步：在短作业优先调度策略中，采用LiteOS中定义的SchedParam结构体中的timeSlice成员作为该作业的运行时间。

解析：SchedParam结构体我找了5分钟，发现是在liteos_a/kernel/base/include下的los_sched_pri.h文件夹里。

这里补充一下：进入到.h或者.c文件后，可以用快捷键Ctrl+F进行关键词搜索。

需要具备一个意识：可以顺着头文件去进行搜寻，效率较高。

第3步：在用户层生成至少3个线程，通过pthread_attr_getschedparam函数和pthread_attr_setschedparam函数，修改所生成线程的调度策略为“短作业优先“调度策略，并对timeSlice进行赋值，表示该线程的运行时间。

解析：pthread_attr_getschedparam函数和pthread_attr_setschedparam函数是属于POSIX线程库提供的函数，没有具体的实现方法，只有定义。

所在的位置是在openharmony/third_party/musl/include下的pthread.h文件里：

pthread_attr_getschedparam函数：用于获取线程的调度参数，包括线程的优先级等信息。

pthread_attr_setschedparam函数：用于设置线程的调度参数，包括线程的优先级等信息。

这里补充一下：大家可以直接在Files文件夹的根目录里，按下快捷键Ctrl+F，然后输入pthread.h直接搜索到这个文件：

第4步：验证你所编写的调度策略是正确的。线程内部可以用while语句循环timeSlice规定的时间，然后打印自己的TID后退出。例如，对这3个线程的timeSlice分别赋予1、5、9。那么这3个线程也按照这个顺序完成，即第一个线程1秒后退出，第二个线程5秒后退出，第三个线程9秒后退出。

用户层采用pthread库实现，相关代码参考下面博客：

Linux线程调度策略以及优先级实验（图文）

解析：

首要要把程序中所有可能用到的头文件包含进来，比如：pthread.h、los_sched_pri.h等等。

然后我们要去定义任务的函数，在这里我们需要定义至少3个任务函数，作为线程的入口点，函数名可以取task1,task2....这里需要说明的一点是：咱们的代码是写在doc_and_source_for_openharmony下的apps里的，创建一个文件夹，里面放入.c和makefile文件。

紧接着我们要配置任务参数，通过pthread_attr_getschedparam函数和pthread_attr_setschedparam函数，修改所生成线程的调度策略为“短作业优先“调度策略，并对timeSlice（timeSlice是在SchedParam结构体里的，最后应该）进行赋值，表示该线程的运行时间。

最后创建线程：使用Los_TaskCreate()来创建线程。最后LOS_Start()来启动调度。

Los_TaskCreate()在openharmony/kernel/liteos_a/kernel/base/core下

通过下面的while循环来控制退出的时间：

while (count < timeSlice){// 线程2的代码count++;
}

通过下面语句打印TID： 

 printf("Thread 2, TID: %d\n", LOS_CurTaskID());

最后删除： 

LOS_TaskDelete(LOS_CurTaskID());