【大廠內參】第9期：掌握IoT開發，從操作系統LiteOS內核源碼學習開始

Huawei LiteOS 是華為面向IoT領域開發的一個基于實時內核的輕量級操作系統。Huawei LiteOS主要包括硬件Hardware、硬件抽象層、基礎內核和內核增強等組成部分。

現有基礎內核包括不可裁剪的極小內核和可裁剪的其他模塊。極小內核包含任務管理、內存管理、異常管理、系統時鐘和中斷管理?？刹眉裟K包括信號量、互斥鎖、隊列管理、事件管理、軟件定時器等。

Huawei LiteOS自開源社區發布以來，圍繞NB-IoT物聯網市場從技術、生態、解決方案、商用支持等多維度使能合作伙伴，構建開源的物聯網生態，為開發者提供 “一站式” 完整軟件平臺，有效降低了開發門檻、縮短開發周期。

為了更好地讓大家了解和掌握LiteOS開發，我們通過介紹Huawei LiteOS的體系結構，詳細解讀LiteOS各模塊開發及其實現原理。專題內容適用于Huawei LiteOS的開發者，及物聯網端側軟件開發工程師和物聯網架構設計師。

數據結構應用之最：雙向循環鏈表Doubly Linked List

在學習Huawei LiteOS源代碼的時候，常常會遇到一些數據結構的使用。如果沒有掌握這它們的用法，閱讀LiteOS源代碼的時候會很費解、很吃力。本文為大家介紹LiteOS源碼中應用最多的數據結構——雙向循環鏈表Doubly Linked List。

Priority Queue：讓接口更靈活支持任務優先調度

本文為大家介紹LiteOS源碼中經常使用的數據結構——Priority Queue優先級隊列。優先級隊列是個雙向循環鏈表數組，提供更加方便的接口支持任務基于優先級進行調度。

時間到期、超時…排序鏈表SortLinkList助你輕松處理

SortLinkList是LiteOS另外一個比較重要的數據結構，它在LOS_DL_LIST雙向鏈表結構體的基礎上，增加了RollNum滾動數，用于涉及時間到期、超時的業務場景。

Percpu：記錄著每一個CPU信息內容

LiteOS提供一個結構體Percpu來記錄每一個CPU的相關信息，包含任務排序鏈表，定時器排序劉安邦，鎖任務調度標記、請求調度標記等。

一文了解SpinLock自旋鎖及LockDep死鎖檢測特性

本文為大家帶來LiteOS 5.0引入的LockDep死鎖檢測特性。

中斷Hwi：提高系統實時性及執行效率的秘密武器

介紹中斷的概念，帶領大家一起剖析LiteOS中斷模塊的源代碼。

踩準時鐘節拍，LiteOS內核時間管理有妙招

LiteOS的時間管理模塊為任務調度提供必要的時鐘節拍，會向應用程序提供所有和時間有關的服務，如時間轉換、統計、延遲功能。

解析LiteOS內核位操作的四個常用API

位操作是指對二進制數的bit位進行操作。程序可以設置某一變量為狀態字，狀態字中的每一bit位（標志位）可以具有自定義的含義。

保存局部變量、寄存器、函數參數…任務棧有一套

LiteOS任務棧是高地址向低地址生長的遞減棧，棧指針指向即將入棧的元素位置。

任務LOS_Task：小身板，大責任

Huawei LiteOS的任務模塊可以給用戶提供多個任務，實現任務間的切換，幫助用戶管理業務程序流程。本文帶來任務模塊的結構體，任務初始化的源代碼及操作指導內容。

從結構體到常用操作的源代碼，帶你掌握任務LOS_Task（1）

Huawei LiteOS的任務模塊可以給用戶提供多個任務，實現任務間的切換，幫助用戶管理業務程序流程。本文帶來任務模塊的任務常用操作的源代碼及操作指導內容。

從結構體到常用操作的源代碼，帶你掌握任務LOS_Task（2）

Huawei LiteOS的任務模塊可以給用戶提供多個任務，實現任務間的切換，幫助用戶管理業務程序流程。本文帶來任務模塊的任務常用操作的源代碼及操作指導內容。

調度Schedule：任務處理、資源使用的指揮官

Schedule也稱為Dispatch，是操作系統的一個重要模塊，它負責選擇系統要處理的下一個任務。調度模塊需要協調處于就緒狀態的任務對資源的競爭，按優先級策略從就緒隊列中獲取高優先級的任務，給予資源使用權。

互斥鎖Mutex：處理臨界資源獨占的“法官”

互斥鎖是一種特殊的二值性信號量，用于實現對臨界資源的獨占式處理，還可以解決信號量存在的優先級翻轉問題。

信號量Semaphore：任務間“互斥訪問”通信機制

信號量（Semaphore）是一種實現任務間通信的機制，可以實現任務間同步或共享資源的互斥訪問。一個信號量的數據結構中，通常有一個計數值，用于對有效資源數的計數，表示剩下的可被使用的共享資源數。

事件Event：帶你體驗一對多、多對多任務同步

事件（Event）是一種任務間通信的機制，可用于任務間的同步。多任務環境下，任務之間往往需要同步操作，一個等待即是一個同步。事件可以提供一對多、多對多的同步操作。

消息隊列Queue：幫你把任務間的消息讀寫安排的明明白白

隊列（Queue）是一種常用于任務間通信的數據結構。任務能夠從隊列里面讀取消息，也能夠往隊列里寫入消息。消息隊列提供了異步處理機制，同時還有緩沖消息的作用。

軟件定時器Swtmr：不受數量限制，滿足用戶一切定時需求

軟件定時器（Software Timer）是基于系統Tick時鐘中斷且由軟件來模擬的定時器。LiteOS提供了軟件定時器功能可以提供更多的定時器，滿足用戶需求。

LiteOS內存管理要想效率高，靜態內存Static Memory必不可少

LiteOS的內存管理分為靜態內存管理和動態內存管理，靜態內存實質上是一個靜態數組，靜態內存池內的塊大小在初始化時設定，初始化后塊大小不可變更。靜態內存池由一個控制塊和若干相同大小的內存塊構成。

從四大結構體，帶你掌握LiteOS動態內存Bestfit算法（1）

本文為大家剖析LiteOS動態內存模塊bestfit算法的源代碼，包含動態內存的結構體、動態內存池初始化、動態內存申請、釋放等。

從四大結構體，帶你掌握LiteOS動態內存Bestfit算法（2）

本文為大家剖析LiteOS動態內存模塊bestfit算法的源代碼，包含動態內存的結構體、動態內存池初始化、動態內存申請、釋放等。

bestfit_little算法：降低內存碎片產生的可能性，讓內存得以完美利用

bestfit_little算法是在最佳適配算法的基礎上加入slab機制形成的算法。最佳適配算法使得每次分配內存時，都會選擇內存池中最小最適合的內存塊進行分配，而slab機制可以用于分配固定大小的內存塊，從而減小產生內存碎片的可能性。

本合集為《大廠內參》009期，歡迎大家持續關注。

大廠內參

根據開發者普遍關注的熱門技術領域，匯編實踐精華內容。從業務場景選型，應用案例分析，到前瞻趨勢預測。以專題的形式，深度解讀華為云核心技術，分享一線工程師的實戰經驗。

【第一期】敏捷&Devops：80+篇實踐干貨分享，深度解讀敏捷&DevOps如何革新軟件開發

【第二期】數據庫：從數據庫科普到核心技術解讀、上云案例分享，全方位剖析云數據庫

【第三期】云服務器：選型解讀+案例分享：云服務器“軟硬技術”全公開

【第四期】人工智能：海量實戰經驗教你零門檻進場AI開發，無成本負擔玩轉AI應用

【第五期】云原生：讀懂云原生2.0，看它如何重塑業務開發架構

【第六期】云安全：Get防范云安全的必殺技，學會構建云上完整安全體系

【第七期】物聯網：“端邊云”IoT全棧技術大揭秘，開發實戰指南帶你輕松上手IoT

【第八期】數據倉庫：8大場景系列玩轉數倉運維，做個不禿頭的DBA

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