Hi3861的SAMGR--系统服务框架子系统-3-系统服务的启动原创精华

liangkz_梁开祝

发布于 2021-6-10 09:17

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Hi3861的SAMGR--系统服务框架子系统-3

系统服务的启动

liangkz 2021.06.10 v2.0

接前文《Hi3861的SAMGR--系统服务框架子系统-1》《Hi3861的SAMGR--系统服务框架子系统-2》

删除《系统服务框架子系统-1》的 “3.大概流程” 这一小节，由本文进行替换。

samgr的展开图和Hi3861开机部分的log，一并打包到附件，请看图和log，结合代码，理解本文。

3. 详细流程分析

Hi3861平台在启动到HOS_SystemInit()时，

void HOS_SystemInit(void)
{
    ......
    printf("[system_init] [7-4]: SYS_INIT(service)=====================\n");
    SYS_INIT(service);
    printf("[system_init] [7-5]: SYS_INIT(feature)=====================\n");
    SYS_INIT(feature);
    ......
    printf("[system_init] [7-7]: SAMGR_Bootstrap()=====================\n");
    SAMGR_Bootstrap();
}

会分别通过上面三步来：

A. 注册系统服务(service)
B. 注册系统服务提供的功能(feature)
C. 通过samgr启动并开始管理系统服务和功能

下面我们就结合上面提供的samgr展开图，看看这三步具体都做了哪些工作。

A. 注册系统服务(service)

[system_init] [7-4]: SYS_INIT(service)=====================

[bootstrap_service] SYS_SERVICE_INIT(Init): Bootstrap

[samgr_lite] SAMGR_GetInstance(mutex=NULL): NO SAMGR instance, Init() to create ONE

[samgr_lite] Init. g_samgrImpl

[samgr_lite] Init. mutex[956036]. sharedPool[0-8] reset to 0. status=0[BOOT_SYS]

[samgr_lite] SAMGR_GetInstance(mutex=956036)

[samgr_lite] RegisterService(Name:Bootstrap)->Sid[0]

[broadcast_service] SYS_SERVICE_INIT(Init): Broadcast

[samgr_lite] RegisterService(Name:Broadcast)->Sid[1]

[hiview_service] SYS_SERVICE_INIT(Init): hiview

[samgr_lite] RegisterService(Name:hiview)->Sid[2]

[samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[hiview], feature[(null)])

[hiview_service] Init.InitHiviewComponent.

从上述og看，会首先注册三个系统服务。

第一个注册的系统服务是Bootstrap：

SAMGR_GetInstance()->RegisterService((Service *)&bootstrap);

这个时候samgr还没有实例，所以需要先通过Init()初始化samgr的全局实例g_samgrImpl：

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然后才能调用RegisterService((Service *)&bootstrap)来向g_samgrImpl注册bootstrap服务，下图是RegisterService()函数的代码片段截图：

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调用SAMGR_CreateServiceImpl()为bootstrap创建一个ServiceImpl对象，并把bootstrap service对象与ServiceImpl.service关联起来，同时也为ServiceImpl.features创建一个默认的空的向量，以便下一步为service关联对应的feature。

再通过VECTOR_Add()操作，将ServiceImpl对象的引用加入g_samgrImpl.services向量中，并返回它在向量中的位置[0]，以此作为bootstrap 的ServiceID[0]。

接下来注册的第二个服务broadcast和第三个服务hiview，就可以直接通过RegisterService((Service *)Xxx)记录进g_samgrImpl.services向量里了，Sid分别是[1]/[2]。服务的注册过程与上面bootstrap的过程一样。

B. 注册系统服务提供的功能(feature)

[system_init] [7-5]: SYS_INIT(feature)=====================

[pub_sub_feature] Init. SYS_FEATURE_INIT(Init) g_broadcastFeature: Provider and subscriber

[samgr_lite] RegisterFeature(serviceName:Broadcast, featureName:Provider and subscriber)->Fid[0]

[pub_sub_implement] BCE_CreateInstance: set g_pubSubImplement.feature = &g_broadcastFeature

[samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[Broadcast], feature[Provider and subscriber])

接下来注册broadcast service的feature：PUB_SUB_FEATURE。

feature的注册和运行需要依赖于对应的service，一个service可以有0个、1个或多个feature。

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这里通过调用RegisterFeature(service, feature)来注册feature并与对应的service关联在一起，下图是RegisterFeature() 函数的代码片段截图：

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g_samgrImpl首先通过service name找到上一步登记在册的对应的serviceImpl对象，将其与feature对象一起作为参数，送入DEFAULT_AddFeature()。

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DEFAULT_AddFeature()里面，也会通过FEATURE_CreateInstance()先生成一个FeatureImpl对象，再通过VECTOR_Add()操作，将FeatureImpl对象的引用加入到 ServiceImpl.features这个向量中去，并返回它在向量中的位置[0]，以此作为PUB_SUB_FEATURE的featureId[0]，这就完成了feature与service的关联，也就完成了feature的注册工作。

上面A和B两步，就已经完成了前面的samgr展开图中的大部分工作(除了与创建queue/taskPool相关部分)，至此，samgr与service/feature之间的树形关系已经基本上成型了，但都还是静态关系：g_samgrImpl的services向量，已经记录了这一启动阶段注册进来的所有系统服务的ServiceImpl ，而每个ServiceImpl的features向量，又记录了注册进来的与其对应的所有features的FeatureImpl对象。【看samgr的展开图】

这里记录的serviceName/serviceID(Sid) 和featureName/featureID(Fid) 都是非常重要的信息，在接下来的系统启动和运行中，samgr可以通过它们来找到对应的ServiceImpl/FeatureImpl对象，并提供相应的服务/功能。

C. 通过samgr启动并开始管理系统服务和功能

[system_init] [7-7]: SAMGR_Bootstrap()=====================

[samgr_lite] SAMGR_Bootstrap(status[1:BOOT_SYS_WAIT]). Begin: size=3

InitializeAllServices: unInited services: size=3

----------------------------------------------------

Add service: Bootstrap to TaskPool: 0x0...

TaskPool: 0xfa488...

Qid: 956424...

InitializeSingleService(Bootstrap): SAMGR_SendSharedDirectRequest(handler[HandleInitRequest])

[message] SAMGR_SendSharedDirectRequest: Put Exchange into Qid:[956424],type[4], request.msgId[0]+msgValue[0]:

----------------------------------------------------

Add service: Broadcast to TaskPool: 0x0...

TaskPool: 0xfaaf8...

Qid: 956468...

InitializeSingleService(Broadcast): SAMGR_SendSharedDirectRequest(handler[HandleInitRequest])

[message] SAMGR_SendSharedDirectRequest: Put Exchange into Qid:[956468],type[4], request.msgId[0]+msgValue[0]:

----------------------------------------------------

Add service: hiview to TaskPool: 0x0...

TaskPool: 0xfacb8...

Qid: 956512...

InitializeSingleService(hiview): SAMGR_SendSharedDirectRequest(handler[HandleInitRequest])

[message] SAMGR_SendSharedDirectRequest: Put Exchange into Qid:[956512],type[4], request.msgId[0]+msgValue[0]:

----------------------------------------------------

[task_manager] SAMGR_StartTaskPool:

CreateTask[Bootstrap(Tid: 0xe87c0), size(2048), Prio(25)]-OK!

[task_manager] SAMGR_StartTaskPool:

CreateTask[Broadcast(Tid: 0xe875c), size(2048), Prio(32)]-OK!

[task_manager] SAMGR_StartTaskPool:

CreateTask[hiview(Tid: 0xe8824), size(2048), Prio(24)]-OK!

----------------------------------------------------

[samgr_lite] InitCompleted: services[3-0] inited, OK! END!

[samgr_lite] SAMGR_Bootstrap. End.

进入SAMGR_Bootstrap() 函数中：

首先创建一个空的临时向量Vector initServices，用于收集还没有初始化的服务。

接着遍历g_samgrImpl.services向量中登记在册的所有serviceImpl对象，查看它们的inited标记是否为SVC_INIT，是则表示对应的service需要做初始化，将其加入到临时的向量表中；inited标记如果不是SVC_INIT，则表示对应的service已经初始化过了，不需要再次初始化，也就不用加入到临时的向量表中。

接着通过InitializeAllServices(&initServices)把记录在initServices临时向量中的serviceImpl列表依次初始化一遍，也就是根据具体的service提供的TaskConfig参数，创建Queue和TaskPool这些运行环境。通过AddTaskPool()及其参数，为不同的service创建不同的TaskPool，这里有三种task类型，我们重点关注一下“SHARED_TASK”这种，详情见前文《系统服务框架子系统-2》中，对SHARED_TASK类型的分析。

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跑完AddTaskPool()之后，各个service都有了自己的QueueID/TaskPool资源了，InitializeSingleService(serviceImpl)就会发送SharedDirectRequest(消息类型type=4，即MSG_DIRECT)到各自service的Queue中，等待消息被处理。

接下来就是启动service task了。

InitializeAllServices()内，依次为临时向量initServices中的每个serviceImpl调用SAMGR_StartTaskPool (serviceImpl->taskPool, name); 来为service创建任务。

SAMGR_StartTaskPool() 代码片段如下图：

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它创建和启动service任务/线程，线程入口是TaskEntry()函数，位于task_manager.c文件内。

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各个服务的TaskEntry线程，监控着各自的消息队列Queue，从中检出消息，获取Exchange封装的数据，根据里面的相关标记调用相关的msg handler来进行对应的处理。

至此，SAMGR_Bootstrap()函数就跑完了，samgr将会与services进入一种动态的互动关系中。

既然所有的service的消息队列以及任务都已经开始工作了，那上面InitializeSingleService(serviceImpl)发送的SharedDirectRequest(消息类型type=4，即MSG_DIRECT)，就会被各自service的TaskEntry线程收到并进行处理。

第一个service的线程启动并进入while(1)循环，监控消息队列，获取消息，通过Sid和Qid可以知道这是Broadcast服务首先对消息进行处理。MSG_DIRECT消息处理的handle是HandleInitRequest()，这是samgr自己直接处理的初始化流程，这里将会调用Broadcast服务的生命周期函数之一的Initialize() 对服务进行初始化，Broadcast service下存在feature，也会同时调用feature的OnInitialize对feature进行初始化，如下log所示：

TaskEntry(Qid:956468) into while(1) wait for MSG from queue....

TaskEntry(Qid:956468) Recv MSG:

request.msgId[0]+msgValue[0] -->> Sid[1],Fid[-1],Qid[0]

type[4]:MSG_DIRECT/DirectRequest by handler

[samgr_lite] HandleInitRequest. to Init service:[Broadcast]Sid[1] and its features, updating Qid-->>

[broadcast_service] Initialize.[Sid:1, Fid:-1, Qid:956468]

[pub_sub_feature] OnInitialize(featureName[Provider and subscriber], [Sid:1, Fid:0, Qid:956468])

-->>updated Qid[956468]

[samgr_lite] InitCompleted: services[3-0] inited, OK! END!

第二个service的线程启动并进入while(1)循环，监控消息队列，获取消息，通过Sid和Qid可以知道这是Bootstrap服务要对消息进行处理。仍然是MSG_DIRECT消息处理，samgr的HandleInitRequest()的初始化流程，调用Bootstrap服务的生命周期函数之一的Initialize() 对服务进行初始化，没有feature，如下log：

TaskEntry(Qid:956424) into while(1) wait for MSG from queue....

TaskEntry(Qid:956424) Recv MSG:

request.msgId[0]+msgValue[0] -->> Sid[0],Fid[-1],Qid[0]

type[4]:MSG_DIRECT/DirectRequest by handler

[samgr_lite] HandleInitRequest. to Init service:[Bootstrap]Sid[0] and its features, updating Qid-->>

[bootstrap_service] Initialize.[Sid:0, Fid:-1, Qid:956424]

-->>updated Qid[956424]

[samgr_lite] InitCompleted: services[3-2] inited, OK! END!

第三个service的线程启动并进入while(1)循环，监控消息队列，获取消息，通过Sid和Qid可以知道这是hiview服务要对消息进行处理。仍然是MSG_DIRECT消息处理，samgr的HandleInitRequest()的初始化流程，调用hiview服务的生命周期函数之一的Initialize() 对服务进行初始化，没有feature，如下log：

TaskEntry(Qid:956512) into while(1) wait for MSG from queue....

TaskEntry(Qid:956512) Recv MSG:

request.msgId[0]+msgValue[0] -->> Sid[2],Fid[-1],Qid[0]

type[4]:MSG_DIRECT/DirectRequest by handler

[samgr_lite] HandleInitRequest. to Init service:[hiview]Sid[2] and its features, updating Qid-->>

[hiview_service] Initialize([Sid:2, Fid:-1, Qid:956512])

-->>updated Qid[956512]

[samgr_lite] InitCompleted: services[3-3] inited, OK! ...

从“InitCompleted: services[3-3] inited, OK!”这句log可以知道，三个系统服务(包括它们的feature)都已经启动完毕了，进入InitCompleted()去看一下：

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到这里，第一阶段的系统服务就初始化完毕了，status也从1[BOOT_SYS_WAIT]转变到2[BOOT_APP]，接下来要进入BOOT_APP阶段了，这里会发送BOOT_SYS_COMPLETED消息给Bootstrap，让Bootstrap调用MessageHandle()来处理该消息，去开启APP service和feature的启动：

[samgr_lite] InitCompleted: status[1->2:BOOT_APP], all core system services Initialized!

Going to SendBootRequest(msgId[0-BOOT_SYS_COMPLETED], msgValue:3)

[samgr_lite] SendBootRequest(to Bootstrap(Sid:0, Qid:956424), request.msgId[0]+msgValue[3]) ->Handler: SAMGR_Bootstrap()

[message] SAMGR_SendRequest: Put Exchange into Qid:[956424],type[1], request.msgId[0]+msgValue[3]:

上面的流程仅仅是启动了用SYS_SERVICE_INIT()和SYS_FEATURE_INIT() 标记的系统service和feature，而通过SYSEX_SERVICE_INIT/APP_SERVICE_INIT/ SYSEX_FEATURE_INIT/APP_FEATURE_INIT 标记的APP service和feature(如在前面提到的示例程序samgr里定义的一部分service和feature)，则会在上面这一步，通过发送BOOT_SYS_COMPLETED消息到Bootstrap的消息队列中，让Bootstrap调用MessageHandle()来处理该消息：

TaskEntry(Qid:956424) Recv MSG:

request.msgId[0]+msgValue[3] -->> Sid[0],Fid[-1],Qid[956512]

type[1]:0MSG_NON/1CON/3SYNC/Request by service MessageHandle

[bootstrap_service] MessageHandle(Bootstrap, request.msgId[0]+msgValue[3])

case BOOT_SYS_COMPLETED[0]: flag[0]

todo INIT_APP_CALL(service)/INIT_APP_CALL(feature)

Bootstrap的MessageHandle()消息处理函数通过调用INIT_APP_CALL(service)和INIT_APP_CALL(feature)来完成APP service和Feature的启动，从而提供用户定义的服务和功能。

Hi3861默认是没有APP service/feature的，可以打开samgr示例程序中的service_example和feature_example来进行验证：

注册service_example服务

[service_example] SYSEX_SERVICE_INIT(Init). example_service

[samgr_lite] RegisterService(Name:example_service)->Sid[3]

[samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[example_service], feature[(null)])

注册service_example服务的example_feature

[feature_example] SYSEX_FEATURE_INIT(Init). example_service:example_feature

[samgr_lite] RegisterFeature(serviceName:example_service, featureName:example_feature)->Fid[0]

[samgr_lite] RegisterFeatureApi(serviceName[example_service], feature[example_feature])

-->>flag[1](0x01:LOAD_FLAG)

[message] SAMGR_SendResponseByIdentity(Sid[0],Fid[-1],Qid[956424]): request.msgId[0]+msgValue[3]

[message] SAMGR_SendResponse: Put Exchange into Qid:[956424],type[2], request.msgId[0]+msgValue[3]:

对service_example和feature_example，又跑一遍上面的ABC三步，创建example_service的queue、taskpool和task，service_example的线程启动并进入while(1)循环，监控消息队列，获取消息，处理消息，与上边的三个系统服务基本没什么差别了。

跑到下面这一步，APP service和feature都已经全部启动完毕，各个服务的task都在监控自己的消息队列，随时处理收到的消息，系统进入到了BOOT_DYNAMIC_WAIT 这个稳定的状态了。

我为了验证service_example和feature_example提供的服务和功能，增加了BOOT_DEBUG和BOOT_DEBUG_WAIT两个状态，所以又多跑了下面的一部分流程，在现实的设备应用环境中，也有可能会有各种情况下的类似的调用导致相关消息的发送和处理。

TaskEntry(Qid:956424) Recv MSG:

request.msgId[1]+msgValue[4] -->> Sid[0],Fid[-1],Qid[956424]

type[2]:MSG_ACK/Response by SAMGR_Bootstrap

response.data:"Bootstrap MessageHandle: BOOT_APP_COMPLETED"

[samgr_lite] SAMGR_Bootstrap(status[5:BOOT_DYNAMIC_WAIT]). Begin: size=4

[samgr_lite] InitCompleted: services[4-4] inited, OK! ...

[samgr_lite] InitCompleted: status[5->6:BOOT_DEBUG], Going to run TEST_CASE

Going to SendBootRequest(msgId[3-BOOT_TEST_RUN], msgValue:4)

[samgr_lite] SendBootRequest(to Bootstrap(Sid:0, Qid:956424), request.msgId[3]+msgValue[4]) ->Handler: SAMGR_Bootstrap()

[message] SAMGR_SendRequest: Put Exchange into Qid:[956424],type[1], request.msgId[3]+msgValue[4]:

[samgr_lite] SAMGR_Bootstrap. End.

接下来的大段log就是开始跑 service_example.c 里的RunTestCase()和feature_example里的RunTestCase()，以及由此引发的各种消息的发送和处理了，通过这些测试用例，可以进一步理解service/feature的工作流程和相关API的调用关系，感兴趣的同学可以自行了解一下，这里就不进一步分析了。

以后开发者开发自己的service/feature到实际应用中去的时候，service/feature的生命周期和工作流程，将会与上面的流程保持一致。

【本文未完待续...】

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