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365bet赌场DevCloud和LiteOS的完美结合,嵌入式Linux内

日期:2019-08-20编辑作者:解决方案

1.背景

OPPO云软件开辟云(DevCloud)是集Nokia30年研究开发施行、前沿研究开发思想、先进研究开发工具,塑造的一站式云端Devops平台,扶助网络支付、移动接纳开采、微服务开垦等主流研究开发场景,也长期以来协助物联网相关嵌入式开拓景况。近年来,在Devcloud代码托管平台,已经开放了LiteOS示例代码,开采协会或开辟者能够申请Devcloud账号,下载该代码,在此基础上增量开垦。

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合营社在研究开发嵌入式产品进程中,产品的功效会不断的增加和立异,产品的型号也会越增添。那时产品的软件研究开发团队就必要考虑是在本来的软件版本上修改依然斩新开拓。从研究开发费用上考虑会设想基于原有软件上改造。原有软件上效果与利益会越来越多,但一款产品恐怕只须要中间一些功力,这将须要嵌入式软件系统具备卓越可裁剪性。嵌入式系统提供不错的裁剪性,有助于产品开垦共青团和少先队做出更加的多差距化的制品和低本钱的制品(裁剪后的软件系统平日也下落了对硬件的渴求)。

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那本书有八个关注点:系统内部存款和储蓄器(用户层)和性质优化。

2.体系可减掉的前提

LiteOS是One plus开源出来的轻量级实时操作系统,由Huawei LiteOS kernel、互联互通中间件、开放API以及安全构成,本性如下:

那本书和Brendan Gregg的《Systems Performance》相比较,无论是本领档案的次序依然更加高的冲突都有非常大差别。可是那不影响,火速花点时间大概过三次。

嵌入式系统的可缩小性,必须在嵌入式系统规划中引进子系统和块的概念,独有在顶层设计时明确了子系统和模块。可减少性本领够落地。分层设计做产生,子系统及模块间的依附关系越显然,耦合越少则裁减实践起来越轻松。下图为Samsung设计的LiteOS的架构图,LiteOS做为物联网设备的OS,其在规划之初就非得挂念可减少性,从官方发布的框图就能够看出。

1.超小内核,基础内核可剪裁至不到10KB

然后在对《Systems Performance》进行详尽的读书。

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2.低功耗(uA级别)

出于Ubuntu测量试验注解更确切,所以在Ubuntu(16.04) Kernel(4.10.0)意况下做了上边包车型客车试验。

嵌入式系统档期的顺序图示例

3.援助两种传输协议,wifi,BT,4G,NB-IOT等

 

3.常用花招静态编写翻译

4.从芯片,内核、传输保证E2E安全

全书共9章:1~4章重视于内存的应用,尽量减弱进度的内部存款和储蓄器使用量,定位和发掘内部存款和储蓄器败露;5~9章注重于怎么着让系统质量优化,升高实行进度。

静态编写翻译,静态编写翻译时根本是因而标准编写翻译宏来决定。为各类特性定义贰个编写翻译宏,当一款产品的风味鲜明后,在编写翻译时只开拓特定特性的编译按键,这样非亲非故的性状代码就不会参加编写翻译,有效的压缩静态编写翻译出来的软件包容积。此方法的症结是必须再一次编写翻译代码,相同的时候减弱了代码可维护性。

5.支撑两种芯片

第1章 内部存储器的衡量

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6.开放API

第2章 进度内部存款和储蓄器优化

静态编写翻译动态库

大家得以在LiteOS的底蕴上张开物联网应用开拓,像智能穿戴,车联网等。

第3章 系统内部存储器优化

将依次职能模型分别编写翻译成动态库,由主进度依据产品的法力须求加载供给的动态库。这种措施供给主进度从产品的规范文件获取须求加载的动态库,并按动态库须要的次第依次展开。此办法的优点是毫无再行编写翻译,缺陷是兑现起来复杂。调整函数流程,完成效果与利益决定

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第4章 内部存款和储蓄器败露

就如静态编写翻译,只可是是将静态编写翻译时的编写翻译宏改成全局变量推断。那些全局变量应该在主进度运转时从标准文件获取性子并加载在全局变量中,通过那几个特点全局变量调控函数流程,到达效果减弱的目标。此方法是前边三种方法的折中,实现轻便也无需重新编写翻译代码。但软件包体量未有减掉。

条件图谋

第5章 品质优化的流程

正文将应用Devcloud平台开拓贰个LCD展现效果,要求事先希图硬件设备和软件设施:

第6章 进度运维速度

ØSTM32F4291-DISCO单板 STM32开荒板(芯片型号STM32F429ZIT6)

第7章 质量优化的法子

Ø开荒板供电(使用Mini USB连接线)

第8章 代码优化的地步

ØSTM32 ST-LINK Utility软件 自带ST-Link驱动,用于加载,烧写代码。

第9章 系统性子优化

https://my.st.com/content/my_st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-programmers/stsw-link004.license=1513163277956.html


1.体系管理

用户空间的内部存储器使用量是由进程使用量积累和系统运用之和,所以优化系统内部存款和储蓄器使用,便是每一种攻陷每一个进度的使用量和优化系统内部存储器使用。。

在Devcloud职业服务下,以思想导图的款型将付出职务细化成story

俗话说“知己知彼,一气呵成”,要优化二个进程的使用量,首先得利用工具去评估内部存款和储蓄器使用量(第1章 内部存款和储蓄器的衡量);

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接下来就来寻访进度那三个部分开销内存,并针对性开始展览优化(第2章 进度内部存款和储蓄器优化);

2.代码托管

终极从系统层面寻觅办法开始展览优化(第3章 系统内部存储器优化)。

若果想将LiteOS在一款新的芯片上运转起来,需求基于芯片硬件参数,修改LiteOSkenerl等等相关文书,Devcloud的演示代码中内核源码已适配好STM32F411芯片,本文将以STM32F429ZI芯片为例,介绍基Cortex M4核芯片的费用进程,本文就要STM32F429ZI单板LCD荧屏上出示文字。

内部存款和储蓄器的选拔贰个致命点正是内部存款和储蓄器走漏,怎样察觉内部存款和储蓄器败露,并且将内部存储器走漏定位是人命关天(第4章 内部存款和储蓄器走漏)

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第1章 内部存款和储蓄器的度量

小编在开班的一段话表明了本书选择的方法论:

关于系统内存使用,将如约 style="background-color: #ffff00">(1) style="background-color: #ffff00">分明对象 style="background-color: #ffffff">-> style="background-color: #ffff00">(2)寻觅评估办法, style="background-color: #ffff00">(3) style="background-color: #ffff00">明白当前处境->对系统内部存款和储蓄器实行优化->重新测量,评估改革景况的长河,来解说系统的内部存款和储蓄器使用与优化。

(1)鲜明目的,针对系统内部存款和储蓄器优化,有多少个:

  A. style="background-color: #ffff00">每一个守护进程使用的内部存款和储蓄器尽也许少

  B. style="background-color: #ffff00">长期运作后,守护进度内存依然维持十分的低使用量,没有内 style="background-color: #ffff00">存败露。

(2)搜索评估情势,第1章关切点。

(3)对系统内部存款和储蓄器进行优化,第2章针对进程张开优化,第3章针对系统层面进行内部存款和储蓄器优化,第4章关怀内部存款和储蓄器败露。

3.代码检查

系统内部存款和储蓄器衡量

free用以得到当前系统内部存款和储蓄器使用状态。

在一嵌入式设备得到如下:

busybox free
             total         used         free       shared      buffers
Mem:         23940        15584         8356            0            0 (23940=15584 8356)
-/ buffers:              15584         8356
Swap:            0            0            0

和PC使用的free对比:

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:      14190636   10494128    3696508     587948    1906824    5608888
-/ buffers/cache:    2978416   11212220
Swap:      7999484      68844    7930640

足见那七个指令存在差别,busybox未有cached。那和实际不符,实际可用内部存款和储蓄器=free buffers cached。

buffers是用来给Linux系统中块设备做缓冲区,cached用来缓冲展开的公文。上面是因而cat /proc/meminfo获取,可见实际可用内部存款和储蓄器=8352 0 3508=11860。已经采取内部存储器为=23940-11860=12080。可知两个存在出入,busybox的free不太标准;/proc/meminfo的数据修正确。

MemTotal:          23940 kB
MemFree:            8352 kB
Buffers:               0 kB
Cached:             3508 kB

通过静态代码检查准则,发掘代码中是或不是有内部存款和储蓄器溢出,全复杂度过高,代码重复率高的题目,该代码开采重复率太高,将一些重新代码抽象成国有接口或函数供种种地方调用,进步代码前期可维护性。

进度内部存款和储蓄器度量

在经过的proc中与内存有关的节点有statm、maps、memmap。

cat /proc/xxx/statm

1086 168 148 1 0 83 0

这一个参数以页(4K)为单位,分别是:

1086 Size,任务设想地址空间的高低。

168 Resident,应用程序正在采纳的情理内部存款和储蓄器的大大小小。

148 Shared,分享页数。

1 Trs,程序所怀有的可实行虚构内部存款和储蓄器的高低。

0 Lrs,被影像到职分的虚构内部存款和储蓄器空间的的库的大大小小。

83 Drs,程序数据段和用户态的栈的轻重。

0 dt,脏页数量(已经修改的大意页面)。

Size、Trs、Lrs、Drs对应设想内存,Resident、Shared、dt对应物理内部存款和储蓄器。

cat /proc/xxx/maps

00400000-00401000 r-xp 00000000 08:05 18561374                           /home/lubaoquan/temp/hello
00600000-00601000 r--p 00000000 08:05 18561374                           /home/lubaoquan/temp/hello
00601000-00602000 rw-p 00001000 08:05 18561374                           /home/lubaoquan/temp/hello
00673000-00694000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
7f038c1a1000-7f038c35f000 r-xp 00000000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f038c35f000-7f038c55e000 ---p 001be000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f038c55e000-7f038c562000 r--p 001bd000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f038c562000-7f038c564000 rw-p 001c1000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f038c564000-7f038c569000 rw-p 00000000 00:00 0
7f038c569000-7f038c58c000 r-xp 00000000 08:01 3682489                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f038c762000-7f038c765000 rw-p 00000000 00:00 0
7f038c788000-7f038c78b000 rw-p 00000000 00:00 0
7f038c78b000-7f038c78c000 r--p 00022000 08:01 3682489                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f038c78c000-7f038c78d000 rw-p 00023000 08:01 3682489                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f038c78d000-7f038c78e000 rw-p 00000000 00:00 0
7ffefe189000-7ffefe1aa000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]
7ffefe1c4000-7ffefe1c6000 r--p 00000000 00:00 0                          [vvar]
7ffefe1c6000-7ffefe1c8000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

先是列,代表该内部存储器段的设想地址。

第二列,r-xp,代表该段内部存款和储蓄器的权位,r=读,w=写,x=实践,s=分享,p=私有。

其三列,代表在经过地址里的偏移量。

第四列,映射文件的的主导设备号。

第五列,影象文件的节点号。

第六列,影象文件的门径。

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kswapd

Linux存在三个守护进程kswapd,他是Linux内部存储器回收机制,会按期督查系统中空闲呢村的数目,一旦发觉没事内部存款和储蓄器数量低于二个阈值的时候,就能将若干页面换出。

而是在嵌入式Linux系统中,却绝非沟通分区。没有调换分区的缘故是:

1.如若采取了置换分区,系统系能将跌落的长足,不可接受。

2.Flash的写次数是零星的,借使在Flash上面建设构造交流分区,必然导致对Flash的高频读写,影响Flash寿命。

那未有交流分区,Linux是怎么着做内部存款和储蓄器回收的啊?

对此那多少个并未被改写的页面,那块内部存款和储蓄器不必要写到调换分区上,能够一直回收。

对于曾经济体改写了的页面,只可以保留在系统中,,未有交流分区,不可能写到Flash上。

在Linux物理内存中,每种页面有二个dirty标识,即便被改写了,称之为dirty page。全部非dirty page都足以被回收。

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4.编写翻译营造

第2章 进度内部存款和储蓄器优化

当存在大多护理进度,又要去裁减守护进度内部存款和储蓄器占用量,怎样去推进:

1.享有医生和护师进度内部存款和储蓄器只可以比上四个版本减少。

2.Dirty Page排前10的医生和医护人员进程,努力去优化,dirty page收缩肆分之三。

能够从七个方面去优化:

1.进行文书所占领的内部存款和储蓄器

2.动态库对内部存款和储蓄器的影响

3.线程对内部存款和储蓄器的震慑

利用cmake进行一键创设,云端直接打包成bin包。

2.1 实施文书

三个程序包涵代码段、数据段、堆段和栈段。三个进程运维时,所攻陷的内部存款和储蓄器,能够分成如下几部分:

栈区(stack):由编写翻译器自动分配释放,存放函数的参数、局地变量等

堆区(heap):一般由程序猿分配释放,若程序猿不自由,程序截至时可有操作系统来回收

全局变量、静态变量:伊始化的全局变量和静态变量在一块区域,未伊始化的全局变量和静态变量在另一块区域,程序甘休后由系统释放

文字常量:常量、字符串便是放在此间的,程序停止后有系统释放

程序代码:贮存函数体的二进制代码

上面结合贰个实例深入分析:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int n=10;
const int n1=20;
int m;

int main()
{
  int s=7;
  static int s1=30;
  char *p=(char *)malloc(20);
  pid_t pid=getpid();

  printf("pid:%dn", pid);
  printf("global variable address=%pn", &n);
  printf("const global address=%pn", &n1);
  printf("global uninitialization variable address=%pn", &m);;
  printf("static variable address=%pn", &s1);
  printf("stack variable address=%pn", &s);
  printf("heap variable address=%pn", &p);
  pause();
}

施行顺序结果:

pid:18768
global variable address=0x601058
const global address=0x400768
global uninitialization variable address=0x601064
static variable address=0x60105c
stack variable address=0x7ffe1ff7d0e0
heap variable address=0x7ffe1ff7d0e8

查看cat /proc/17868/maps

00400000-00401000 r-xp 00000000 08:05 18561376                           /home/lubaoquan/temp/example
  (只读全局变量n1位于进程的代码段)
00600000-00601000 r--p 00000000 08:05 18561376                           /home/lubaoquan/temp/example
00601000-00602000 rw-p 00001000 08:05 18561376                           /home/lubaoquan/temp/example
  (全局初始变量n、全局未初始变量m、局部静态变量s1,都位于进程的数据段)
00771000-00792000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
7f7fb86a2000-7f7fb8860000 r-xp 00000000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f7fb8860000-7f7fb8a5f000 ---p 001be000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f7fb8a5f000-7f7fb8a63000 r--p 001bd000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f7fb8a63000-7f7fb8a65000 rw-p 001c1000 08:01 3682126                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.19.so
7f7fb8a65000-7f7fb8a6a000 rw-p 00000000 00:00 0
7f7fb8a6a000-7f7fb8a8d000 r-xp 00000000 08:01 3682489                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f7fb8c63000-7f7fb8c66000 rw-p 00000000 00:00 0
7f7fb8c89000-7f7fb8c8c000 rw-p 00000000 00:00 0
7f7fb8c8c000-7f7fb8c8d000 r--p 00022000 08:01 3682489                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f7fb8c8d000-7f7fb8c8e000 rw-p 00023000 08:01 3682489                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f7fb8c8e000-7f7fb8c8f000 rw-p 00000000 00:00 0
7ffe1ff5f000-7ffe1ff80000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]
  (局部变量s、malloc分配内存指针p都位于栈段)
7ffe1ffbb000-7ffe1ffbd000 r--p 00000000 00:00 0                          [vvar]
7ffe1ffbd000-7ffe1ffbf000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

 


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第3章 系统内部存款和储蓄器优化

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