1# 标准库 2 3 4OpenHarmony内核使用musl libc库，支持标准POSIX接口，开发者可基于POSIX标准接口开发内核之上的组件及应用。 5 6 7## 标准库接口框架 8 9 **图1** POSIX接口框架 10 11  12 13musl libc库支持POSIX标准，涉及的系统调用相关接口由OpenHarmony内核适配支持 ，以满足接口对外描述的功能要求。 14 15标准库支持接口的详细情况请参考C库的API文档，其中也涵盖了与POSIX标准之间的差异说明。 16 17 18### 编程实例 19 20 21#### 实例描述 22 23在本示例中，主线程创建了THREAD_NUM个子线程，每个子线程启动后等待被主线程唤醒，主线程成功唤醒所有子线程后，子线程继续执行直至生命周期结束，同时主线程通过pthread_join方法等待所有线程执行结束。 24 25#### 编程示例 26 27本演示代码在./kernel/liteos_a/testsuites/kernel/src/osTest.c中编译验证，在TestTaskEntry中调用验证入口函数ExamplePosix。 28 29示例代码如下： 30 31``` 32#include <stdio.h> 33#include <unistd.h> 34#include <pthread.h> 35 36#define THREAD_NUM 3 37int g_startNum = 0; /* 启动的线程数 */ 38int g_wakenNum = 0; /* 唤醒的线程数 */ 39 40struct testdata { 41 pthread_mutex_t mutex; 42 pthread_cond_t cond; 43} g_td; 44 45/* 子线程入口函数 */ 46static VOID *ChildThreadFunc(VOID *arg) 47{ 48 int rc; 49 pthread_t self = pthread_self(); 50 51 /* 获取mutex锁 */ 52 rc = pthread_mutex_lock(&g_td.mutex); 53 if (rc != 0) { 54 dprintf("ERROR:take mutex lock failed, error code is %d!\n", rc); 55 goto EXIT; 56 } 57 58 /* g_startNum计数加一，用于统计已经获得mutex锁的子线程个数 */ 59 g_startNum++; 60 61 /* 等待cond条件变量 */ 62 rc = pthread_cond_wait(&g_td.cond, &g_td.mutex); 63 if (rc != 0) { 64 dprintf("ERROR: pthread condition wait failed, error code is %d!\n", rc); 65 (void)pthread_mutex_unlock(&g_td.mutex); 66 goto EXIT; 67 } 68 69 /* 尝试获取mutex锁，正常场景，此处无法获取锁 */ 70 rc = pthread_mutex_trylock(&g_td.mutex); 71 if (rc == 0) { 72 dprintf("ERROR: mutex gets an abnormal lock!\n"); 73 goto EXIT; 74 } 75 76 /* g_wakenNum计数加一，用于统计已经被cond条件变量唤醒的子线程个数 */ 77 g_wakenNum++; 78 79 /* 释放mutex锁 */ 80 rc = pthread_mutex_unlock(&g_td.mutex); 81 if (rc != 0) { 82 dprintf("ERROR: mutex release failed, error code is %d!\n", rc); 83 goto EXIT; 84 } 85EXIT: 86 return NULL; 87} 88 89static int ExamplePosix(VOID) 90{ 91 int i, rc; 92 pthread_t thread[THREAD_NUM]; 93 94 /* 初始化mutex锁 */ 95 rc = pthread_mutex_init(&g_td.mutex, NULL); 96 if (rc != 0) { 97 dprintf("ERROR: mutex init failed, error code is %d!\n", rc); 98 goto ERROROUT; 99 } 100 101 /* 初始化cond条件变量 */ 102 rc = pthread_cond_init(&g_td.cond, NULL); 103 if (rc != 0) { 104 dprintf("ERROR: pthread condition init failed, error code is %d!\n", rc); 105 goto ERROROUT; 106 } 107 108 /* 批量创建THREAD_NUM个子线程 */ 109 for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++) { 110 rc = pthread_create(&thread[i], NULL, ChildThreadFunc, NULL); 111 if (rc != 0) { 112 dprintf("ERROR: pthread create failed, error code is %d!\n", rc); 113 goto ERROROUT; 114 } 115 } 116 dprintf("pthread_create ok\n"); 117 118 /* 等待所有子线程都完成mutex锁的获取 */ 119 while (g_startNum < THREAD_NUM) { 120 usleep(100); 121 } 122 123 /* 获取mutex锁，确保所有子线程都阻塞在pthread_cond_wait上 */ 124 rc = pthread_mutex_lock(&g_td.mutex); 125 if (rc != 0) { 126 dprintf("ERROR: mutex lock failed, error code is %d\n", rc); 127 goto ERROROUT; 128 } 129 130 /* 释放mutex锁 */ 131 rc = pthread_mutex_unlock(&g_td.mutex); 132 if (rc != 0) { 133 dprintf("ERROR: mutex unlock failed, error code is %d!\n", rc); 134 goto ERROROUT; 135 } 136 137 for (int j = 0; j < THREAD_NUM; j++) { 138 /* 在cond条件变量上广播信号 */ 139 rc = pthread_cond_signal(&g_td.cond); 140 if (rc != 0) { 141 dprintf("ERROR: pthread condition failed, error code is %d!\n", rc); 142 goto ERROROUT; 143 } 144 } 145 146 sleep(1); 147 148 /* 检查是否所有子线程都已被唤醒 */ 149 if (g_wakenNum != THREAD_NUM) { 150 dprintf("ERROR: not all threads awaken, only %d thread(s) awaken!\n", g_wakenNum); 151 goto ERROROUT; 152 } 153 dprintf("all threads awaked\n"); 154 155 /* join所有子线程，即等待其结束 */ 156 for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++) { 157 rc = pthread_join(thread[i], NULL); 158 if (rc != 0) { 159 dprintf("ERROR: pthread join failed, error code is %d!\n", rc); 160 goto ERROROUT; 161 } 162 } 163 dprintf("all threads join ok\n"); 164 165 /* 销毁cond条件变量 */ 166 rc = pthread_cond_destroy(&g_td.cond); 167 if (rc != 0) { 168 dprintf("ERROR: pthread condition destroy failed, error code is %d!\n", rc); 169 goto ERROROUT; 170 } 171 return 0; 172ERROROUT: 173 return -1; 174} 175``` 176 177#### 验证结果 178 179 输出结果如下： 180 181``` 182pthread_create ok 183all threads awaked 184all threads join ok 185``` 186 187## 与Linux标准库差异 188 189本节描述了OpenHarmony内核承载的标准库与Linux标准库之间存在的关键差异。更多差异详见C库API文档说明。 190 191 192### 进程 193 1941. OpenHarmony用户态**进程**优先级只支持静态优先级且用户态可配置的优先级范围为10(最高优先级)-31(最低优先级）。 195 1962. OpenHarmony用户态**线程**优先级只支持静态优先级且用户态可配置的优先级范围为0(最高优先级)-31(最低优先级）。 197 1983. OpenHarmony进程调度策略只支持SCHED_RR， 线程调度策略支持SCHED_RR和SCHED_FIFO。 199 200 201### 内存 202 203**与Linux mmap的差异** 204 205mmap接口原型为：void \*mmap (void \*addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)。 206 207其中，参数fd的生命周期实现与Linux glibc存在差异。具体体现在，glibc在成功调用mmap进行映射后，可以立即释放fd句柄。在OpenHarmony内核中，不允许用户在映射成功后立即关闭相关fd，只允许在取消映射munmap后再进行fd的close操作。如果用户不进行fd的close操作，操作系统将在进程退出时对该fd进行回收。 208 209**代码举例** 210 211 212Linux目前支持的情况如下： 213 214``` 215int main(int argc, char *argv[]) 216{ 217 int fd; 218 void *addr = NULL; 219 ... 220 fd = open(argv[1], O_RDONLY); 221 if (fd == -1){ 222 perror("open"); 223 exit(EXIT_FAILURE); 224 } 225 addr = mmap(NULL, length, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, offset); 226 if (addr == MAP_FAILED) { 227 perror("mmap"); 228 exit(EXIT_FAILURE); 229 } 230 close(fd); /* OpenHarmony does not support closing fd immediately after the mapping is successful. */ 231 ... 232 exit(EXIT_SUCCESS); 233} 234``` 235 236 237 OpenHarmony支持的情况如下： 238 239``` 240int main(int argc, char *argv[]) 241{ 242 int fd; 243 void *addr = NULL; 244 ... 245 fd = open(argv[1], O_RDONLY); 246 if (fd == -1) { 247 perror("open"); 248 exit(EXIT_FAILURE); 249 } 250 addr = mmap(NULL, length, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, offset); 251 if (addr == MAP_FAILED) { 252 perror("mmap"); 253 exit(EXIT_FAILURE); 254 } 255 ... 256 munmap(addr, length); 257 close(fd); /* Close fd after the munmap is canceled. */ 258 exit(EXIT_SUCCESS); 259} 260``` 261 262 263### 文件系统 264 265**系统目录**：用户无权限修改系统目录和设备挂载目录。包含/dev，/proc，/app，/bin，/data，/etc，/lib，/system，/usr目录。 266 267**用户目录**：用户可以在该目录下进行文件创建、读写，但**不能进行设备挂载**。用户目录指/storage目录。 268 269除**系统目录**与**用户目录**之外，用户可以自行创建文件夹进行设备的挂载。但是要注意，已挂载的文件夹及其子文件夹不允许重复或者嵌套挂载，非空文件夹不允许挂载。 270 271 272### 信号 273 274- 信号默认行为不支持STOP、CONTINUE、COREDUMP功能。 275 276- 无法通过信号唤醒正在睡眠状态（举例：进程调用sleep函数进入睡眠）的进程。原因：信号机制无唤醒功能，当且仅当进程被CPU调度运行时才能处理信号内容。 277 278- 进程退出后会发送SIGCHLD给父进程，发送动作无法取消。 279 280- 信号仅支持1-30号信号，接收方收到多次同一信号，仅执行一次回调函数。 281 282 283### Time 284 285OpenHarmony当前时间精度以tick计算，系统默认10ms/tick。sleep、timeout系列函数时间误差<=20ms。 286
