中俊为 | we harmonyos

本篇关键词：进程上下文、、、

内核汇编相关篇为:

站长正在努力制作中 ... , 请客官稍等时日 , 可前往其他篇幅观看

再看下那些地方会调用 LOS_ArchMmuContextSwitch，下图一目了然。

哪些地方会切换mmu上下文

第一：通过调度算法，被选中的进程的空间改变了，自然映射页表就跟着变了，需要切换mmu上下文，还是直接看代码。代码不是很多，就都贴出来了，都加了注释，不记得调度算法的可去系列篇中看鸿蒙内核源码分析(调度机制篇)，里面有详细的阐述。

//调度算法-进程切换
STATIC VOID OsSchedSwitchProcess(LosProcessCB *runProcess， LosProcessCB *newProcess)
{
    if (runProcess == newProcess) {
        return;
    }
#if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
    runProcess->processStatus = OS_PROCESS_RUNTASK_COUNT_DEC(runProcess->processStatus);
    newProcess->processStatus = OS_PROCESS_RUNTASK_COUNT_ADD(newProcess->processStatus);

    LOS_ASSERT(!(OS_PROCESS_GET_RUNTASK_COUNT(newProcess->processStatus) > LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM));
    if (OS_PROCESS_GET_RUNTASK_COUNT(runProcess->processStatus) == 0) {//获取当前进程的任务数量
#endif
        runProcess->processStatus &= ~OS_PROCESS_STATUS_RUNNING;
        if ((runProcess->threadNumber > 1) && !(runProcess->processStatus & OS_PROCESS_STATUS_READY)) {
            runProcess->processStatus |= OS_PROCESS_STATUS_PEND;
        }
#if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
    }
#endif
    LOS_ASSERT(!(newProcess->processStatus & OS_PROCESS_STATUS_PEND));//断言进程不是阻塞状态
    newProcess->processStatus |= OS_PROCESS_STATUS_RUNNING;//设置进程状态为运行状态
    if (OsProcessIsUserMode(newProcess)) {//用户模式下切换进程mmu上下文
        LOS_ArchMmuContextSwitch(&newProcess->vmSpace->archMmu);//新进程->虚拟空间中的->Mmu部分入参
    }
#ifdef LOSCFG_KERNEL_CPUP
    OsProcessCycleEndStart(newProcess->processID， OS_PROCESS_GET_RUNTASK_COUNT(runProcess->processStatus) + 1);
#endif /* LOSCFG_KERNEL_CPUP */
    OsCurrProcessSet(newProcess);//将进程置为 g_runProcess
    if ((newProcess->timeSlice == 0) && (newProcess->policy == LOS_SCHED_RR)) {//为用完时间片或初始进程分配时间片
        newProcess->timeSlice = OS_PROCESS_SCHED_RR_INTERVAL;//重新分配时间片，默认 20ms
    }
}

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

这里再啰嗦一句，系列篇中已经说了两个上下文切换了，一个是这里的因进程切换引起的mmu上下文切换，还一个是因task切换引起的CPU的上下文切换，还能想起来吗？

第二：是加载ELF文件的时候会切换mmu，一个崭新的进程诞生了，具体翻看(进程映像篇)。其余是虚拟空间回收和刷新空间的时候，这个就自己看代码去吧。mmu是如何快速的通过虚拟地址找到物理地址的呢？答案是：TLB ，注意上面还有个TTB，一个是寄存器，一个是cache，别搞混了。

asid寄存器

asid(Adress Space ID) 进程标识符，属于CP15协处理器的C13号寄存器，ASID可用来唯一标识进程，并为进程提供地址空间保护。当TLB试图解析虚拟页号时，它确保当前运行进程的ASID与虚拟页相关的ASID相匹配。如果不匹配，那么就作为TLB失效。除了提供地址空间保护外，ASID允许TLB同时包含多个进程的条目。如果TLB不支持独立的ASID，每次选择一个页表时（例如，上下文切换时），TLB就必须被冲刷（flushed）或删除，以确保下一个进程不会使用错误的地址转换。

TLB页表中有一个bit来指明当前的entry是global(nG=0，所有process都可以访问)还是non-global(nG=1，only本process允许访问)。如果是global类型，则TLB中不会tag ASID；如果是non-global类型，则TLB会tag上ASID，且MMU在TLB中查询时需要判断这个ASID和当前进程的ASID是否一致，只有一致才证明这条entry当前process有权限访问。

看到了吗？如果每次mmu上下文切换时，把TLB全部刷新已保证TLB中全是新进程的映射表，固然是可以，但效率太低了！！！进程的切换其实是秒级亚秒级的，地址的虚实转换是何等的频繁啊，怎么会这么现实呢，真实的情况是TLB中有很多很多其他进程占用的物理内存的记录还在，当然他们对物理内存的使用权也还在。所以当应用程序 new了10M内存以为是属于自己的时候，其实在内核层面根本就不属于你，还是别人在用，只有你用了1M的那一瞬间真正1M物理内存才属于你，而且当你的进程被其他进程切换后，很大可能你用的那1M也已经不在物理内存中了，已经被置换到硬盘上了。明白了吗？只关注应用开发的同学当然可以说这关我鸟事，给我的感觉有就行了，但想熟悉内核的同学就必须要明白，这是每分每秒都在发生的事情。

最后一个函数留给大家，asid是如何分配的？

/* allocate and free asid */
status_t OsAllocAsid(UINT32 *asid)
{
    UINT32 flags;
    LOS_SpinLockSave(&g_cpuAsidLock， &flags);
    UINT32 firstZeroBit = LOS_BitmapFfz(g_asidPool， 1UL << MMU_ARM_ASID_BITS);
    if (firstZeroBit >= 0 && firstZeroBit < (1UL << MMU_ARM_ASID_BITS)) {
        LOS_BitmapSetNBits(g_asidPool， firstZeroBit， 1);
        *asid = firstZeroBit;
        LOS_SpinUnlockRestore(&g_cpuAsidLock， flags);
        return LOS_OK;
    }

    LOS_SpinUnlockRestore(&g_cpuAsidLock， flags);
    return firstZeroBit;
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

百文说内核 | 抓住主脉络

百文相当于摸出内核的肌肉和器官系统，让人开始丰满有立体感，因是直接从注释源码起步，在加注释过程中，每每有心得处就整理,慢慢形成了以下文章。内容立足源码，常以生活场景打比方尽可能多的将内核知识点置入某种场景，具有画面感，容易理解记忆。说别人能听得懂的话很重要! 百篇博客绝不是百度教条式的在说一堆诘屈聱牙的概念，那没什么意思。更希望让内核变得栩栩如生，倍感亲切。
与代码需不断debug一样，文章内容会存在不少错漏之处，请多包涵，但会反复修正，持续更新，v**.xx 代表文章序号和修改的次数，精雕细琢，言简意赅，力求打造精品内容。
百文在 < 鸿蒙研究站 | 开源中国 | 博客园 | 51cto | csdn | 知乎 | 掘金 > 站点发布，百篇博客系列目录如下。

按功能模块:

基础知识	进程管理	任务管理	内存管理
双向链表内核概念源码结构地址空间计时单位优雅的宏钩子框架位图管理 POSIX main函数	调度故事进程控制块进程空间线性区红黑树进程管理 Fork进程进程回收 Shell编辑 Shell解析	任务控制块并发并行就绪队列调度机制任务管理用栈方式软件定时器控制台远程登录协议栈	内存规则物理内存内存概念虚实映射页表管理静态分配 TLFS算法内存池管理原子操作圆整对齐
通讯机制	文件系统	硬件架构	内核汇编
通讯总览自旋锁互斥锁快锁使用快锁实现读写锁信号量事件机制信号生产信号消费消息队列消息封装消息映射共享内存	文件概念文件故事索引节点 VFS 文件句柄根文件系统挂载机制管道文件文件映射写时拷贝	芯片模式 ARM架构指令集协处理器工作模式寄存器多核管理中断概念中断管理	编码方式汇编基础汇编传参链接脚本内核启动进程切换任务切换中断切换异常接管缺页中断
编译运行	调测工具
编译过程编译构建 GN语法忍者无敌 ELF格式 ELF解析静态链接重定位动态链接进程映像应用启动系统调用 VDSO	模块监控日志跟踪系统安全测试用例

百万注源码 | 处处扣细节

百万汉字注解内核目的是要看清楚其毛细血管，细胞结构，等于在拿放大镜看内核。内核并不神秘，带着问题去源码中找答案是很容易上瘾的，你会发现很多文章对一些问题的解读是错误的，或者说不深刻难以自圆其说，你会慢慢形成自己新的解读，而新的解读又会碰到新的问题，如此层层递进，滚滚向前，拿着放大镜根本不愿意放手。
< gitee | github | coding | gitcode > 四大码仓推送 | 同步官方源码。

关注不迷路 | 代码即人生

互联网从业十五年，计算机硕士，技术副总裁
关注我，持续更新四十年，即聊技术也聊人生
交有趣靠谱的人；做难而正确的事
不做作，不炒作，只唯真
不唯上，不唯书，只唯实

>> 捐助名单

据说喜欢 点赞 + 分享 的,后来都成了大神。😃

内核启动任务切换

asid寄存器

百文说内核 | 抓住主脉络

百万注源码 | 处处扣细节

关注不迷路 | 代码即人生

Description