OpenHarmony（鸿蒙南向开发）——小型系统内核（LiteOS-A）【扩展组件】下

轻量级进程间通信

基本概念

LiteIPC是OpenHarmony LiteOS-A内核提供的一种新型IPC（Inter-Process Communication，即进程间通信）机制，不同于传统的System V IPC机制，LiteIPC主要是为RPC（Remote Procedure Call，即远程过程调用）而设计的，而且是通过设备文件的方式对上层提供接口的，而非传统的API函数方式。

LiteIPC中有两个主要概念，一个是ServiceManager，另一个是Service。整个系统只能有一个ServiceManager，而Service可以有多个。

ServiceManager有两个主要功能：

• 一是负责Service的注册和注销，

• 二是负责管理Service的访问权限（只有有权限的任务（Task）可以向对应的Service发送IPC消息）。

运行机制

首先将需要接收IPC消息的任务通过ServiceManager注册成为一个Service，然后通过ServiceManager为该Service任务配置访问权限，即指定哪些任务可以向该Service任务发送IPC消息。

LiteIPC的核心思想就是在内核态为每个Service任务维护一个IPC消息队列，该消息队列通过LiteIPC设备文件向上层用户态程序分别提供代表收取IPC消息的读操作和代表发送IPC消息的写操作。

开发指导

接口说明

表1 LiteIPC模块接口（仅LiteOS-A内部使用）

功能分类	接口描述
模块初始化	OsLiteIpcInit：初始化LiteIPC模块
IPC消息内存池	- LiteIpcPoolInit：初始化进程的IPC消息内存池 - LiteIpcPoolReInit：重新初始化进程的IPC消息内存池 - LiteIpcPoolDelete：释放进程的IPC消息内存池
Service管理	LiteIpcRemoveServiceHandle：删除指定的Service

说明： LiteIPC模块接口都只在LiteOS-A内部使用。

容器隔离

概述

容器（Container）提供了一种资源隔离的解决方案。系统中许多资源是全局管理的。例如进程PID、主机信息、用户信息等，容器机制是对这种全局资源的隔离，使得处于不同容器的进程拥有独立的全局系统资源，改变一个容器中的系统资源只会影响当前容器里的进程，对其他容器中的进程没有影响。

LiteOS-A内核容器隔离功能包含7个容器：UTS容器、PID容器、Mount容器、Network容器、TIME容器、IPC容器、User容器。通过所在进程ProcessCB的Container和Credentials保存。

隔离的容器如下表。

编号	名称	宏定义/flag	隔离资源	数据结构定义位置
1	UTS	CLONE_NEWUTS	主机名，域名，版本信息	struct Container
2	PID	CLONE_NEWPID	进程ID	struct Container
3	Mount	CLONE_NEWNS	文件系统挂载点	struct Container
4	Network	CLONE_NEWNET	网络系统资源	struct Container
5	TIME	CLONE_NEWTIME	时钟资源	struct Container
6	IPC	CLONE_NEWIPC	进程间通信资源	struct Container
7	User	CLONE_NEWUSER	用户和用户组	struct Credentials

容器之间的资源隔离，细分为两种：

• 全局隔离：属于平行关系（无继承关系）的容器，所有容器之间的容器类资源彼此不可见。

• 非全局隔离：属于有父子继承关系的容器，同一层的各容器之间资源不可见，但上层容器仍然可以访问下层容器资源。

PID容器通过 unshare/setns 切换时，切换子进程的容器，而本进程容器不变。

通过在进程ProcessCB中添加对应容器集合Container和用户容器，完成对容器功能的支持，并通过编译开关控制特性的开启和关闭。

• 每个进程ProcessCB包含一个Container指针，该指针指向真正分配的Container结构。通过这种方式，进程可单独拥有一个Container结构，也可共享同一个Container结构。 进一步分解，在Container结构中，包含各容器指针，分别指向UTS容器、PID容器、Network容器、Mount容器、TIME容器、IPC容器。

• 每个进程ProcessCB对应一个Credentials结构，单独管理User容器，便于模块化、单独处理User容器的特有逻辑。

各容器简介

UTS容器

UTS 容器用于对主机名和域名、版本等信息进行隔离，不同UTS容器内查看到的都是属于自己的信息，相互间不能查看。

Mount容器

用于隔离文件挂载点。在一个容器里挂载、卸载的动作不会影响到其他容器。

通过文件挂载容器，实现各进程间相互独立的使用文件挂载系统，子进程在独立的文件挂载容器里面进行挂载操作，可以建立自身的文件挂载结构：

• 文件挂载容器的基础实现，创建进程时根据clone传入的参数flag在各自进程创建文件挂载容器，将挂载信息从全局更改为与文件挂载容器相关联。