小さな、最新のオープンソースのオペレーティングシステムのロットTencentOSのテンセント総合的に分析！
著者|馬超
Zebian |胡威威
最近では、GitHubのオープンソースのテンセントの低プロファイルは、独自のロット操作するプレス時間の時点で、2000以上のスターを蓄積してきた、小さなTencentOSを、何の小さな懸念を引き起こしません。
私はみんなと一緒に初めてhttps://github.com/Tencent/TencentOS-tinyダウンロードにCSDN大きな組み込みバージョンが初めてので、長い時間のモデレータされていたすべてのコードを行っているので解釈します。
TencentOS小さな全体的なアーキテクチャ
次のようにTencentOS小さなRTOSは、合理化を提供し、カーネル、その構造は次のようになります。
コア部分が開発されており、そして完全にオープンソースであったことを一瞬。
現在から判断すると見ることが小さな状況TencentOS、チェーンに関連するテンセント入ってくるものは、十分に計画されています。
展開、入り口のガチョウの工場のための競争は、物事の時代に少しでも緩和を持っていないことが表示されますので、組込み開発ボードTencentOS小さな者も、生産されて。
今、私は尊重します関連解釈TencentOS小さなカーネルコードと契約のロット一部を。
TencentOS小さなカーネルのミューテックスセマフォと解釈
その中核を宣言する公式文書の小さなを説明TencentOSとして、次のとおりです。リアルタイムカーネルタスク管理、リアルタイムスケジューリング、時間管理、割り込み管理、メモリ管理、例外処理、ソフトウェアタイマ、リンクリスト、メッセージキュー、セマフォ、相互TencentOS小さな備えます排他ロック、イベントフラグ、および他のモジュール。
タイマ等、メッセージキューは、前セマフォとmutexの関連するコードを解釈するために皆のためにここで、対応するプレゼンテーションを持っていたところ。
ミューテックス、セマフォとの類似点と相違点：
1.ミューテックスセマフォと最も基本的な違いがある：ミューテックスの値は、1または0であることができ、値の信号範囲を定義することができます。
2.スコープセマフォプロセスは、スレッド、およびミューテックスのみスレッドすることができます。簡単に言えばミューテックススレッドは、リソース保護を使用して達成することができ、セマフォは、リソースが制限され、複数のスレッドまたはプロセス間の保護の数を使用して実施することができます。
センスミューテックスでのみ利用可能なリソースセマフォです。
実施しTencentOS小さなミューテックス、以下の具体的なデータ構造の解釈を初めて目：
typedefstructk_mutex_st {
; pend_obj_tpend_objのリスト// pendding OBJ
k_nesting_tpend_nesting; //数
*所有者k_task_t; //今の所有者
k_prio_towner_orig_prio; //今の所有者
k_list_towner_list;
} k_mutex_t。
我々は十分に理解している場合は、Linuxカーネルの場合は、その後、我々は上記のデータ構造を介して見ることができ、スピンロックを考慮していない小さなTencentOSが、実際には、たくさんのシーンのために最適化され、カットシーンは、マルチCPUのサポート。
この場所での主なカーネルのコードします。https：//github.com/Tencent/TencentOS-tiny/tree/master/kernel/core/tos_mutex.c
以下は、私たちは、主に以下れる保留操作機能を解釈：
__API__ k_err_t tos_mutex_pend_timed（k_mutex_t *ミューテックス、k_tick_tタイムアウト）
{
TOS_CPU_CPSR_ALLOC;
k_err_t ERR;
TOS_PTR_SANITY_CHECK（ミューテックス）。
TOS_IN_IRQ_CHECK;
#if TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN > 0u
if(!pend_object_verify(&mutex->pend_obj, PEND_TYPE_MUTEX)) {
returnK_ERR_OBJ_INVALID;
}
#endif
TOS_CPU_INT_DISABLE;//将CPU锁住，防止其它进程进入
if(mutex->pend_nesting == (k_nesting_t)0u) { //没有等待
mutex_fresh_owner_mark(mutex, k_curr_task);//将此mutex的owner置 为当前task
TOS_CPU_INT_ENABLE;//将CPU解锁
returnK_ERR_NONE;//返回成功
}
if(knl_is_self(mutex->owner)) {
if(mutex->pend_nesting == (k_nesting_t)-1) {//等待数量如果超限则返回overflow
TOS_CPU_INT_ENABLE;
returnK_ERR_MUTEX_NESTING_OVERFLOW;
}
++mutex->pend_nesting;
TOS_CPU_INT_ENABLE;
returnK_ERR_MUTEX_NESTING;
}
if(timeout == TOS_TIME_NOWAIT) { //如果锁已经被占用超时时间为不等待，则直接返回
TOS_CPU_INT_ENABLE;
returnK_ERR_PEND_NOWAIT;
}
if(knl_is_sched_locked) {//如果任务被锁定，则直接返回
TOS_CPU_INT_ENABLE;
returnK_ERR_PEND_SCHED_LOCKED;
}
if(mutex->owner->prio > k_curr_task->prio) {
tos_task_prio_change(mutex->owner, k_curr_task->prio);//如果owner的优先级更低，也就是其数值更大，则调整优先级
}
pend_task_block(k_curr_task, &mutex->pend_obj, timeout);//阻塞pending的任务
TOS_CPU_INT_ENABLE;//解锁CPU总线
knl_sched;//解锁任务高度
err = pend_state2errno(k_curr_task->pend_state);
if(err == K_ERR_NONE) {//如果没有错误
TOS_CPU_INT_DISABLE;
mutex_new_owner_mark(mutex, k_curr_task);//刷新mutex当前的owner
TOS_CPU_INT_ENABLE;
}
returnerr;
}
TencentOS tiny 信号量的实现
首先来看k_sem_st的结构体：
typedefstructk_sem_st{
pend_obj_tpend_obj;//pending的列表
k_sem_cnt_tcount;//关键资源的数量
} k_sem_t;
其信号量实现的相关代码，在以下位置：
https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny/tree/master/kernel/core/tos_sem.c
下面我们对于post函数进行解读：
__STATIC__ k_err_t sem_do_post(k_sem_t*sem, opt_post_topt)
{
TOS_CPU_CPSR_ALLOC;//为CPU的CPSR进行预分配为后面恢复做准备
TOS_PTR_SANITY_CHECK(sem);
#ifTOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN > 0u
if(!pend_object_verify(&sem->pend_obj, PEND_TYPE_SEM)) {
returnK_ERR_OBJ_INVALID;
}
#endif
TOS_CPU_INT_DISABLE;//CPU锁定防止其它进程入
if(sem->count == (k_sem_cnt_t)-1) {//若资源数量为-1则返回超限
TOS_CPU_INT_ENABLE;
returnK_ERR_SEM_OVERFLOW;
}
if(pend_is_nopending(&sem->pend_obj)) {//如果无pending的情况则直接返回
++sem->count;
TOS_CPU_INT_ENABLE;
returnK_ERR_NONE;
}
pend_wakeup(&sem->pend_obj, PEND_STATE_POST, opt);//唤醒pending的进程
TOS_CPU_INT_ENABLE;//恢复CPU
knl_sched;//恢复任务调度
returnK_ERR_NONE;
}
所以从上述解读相信各位读者也能看到，TencentOS tiny的内核的确是被精心修减过，针对物联网场景做了相应的优化，去掉了一些没有必要的功能代码。
TencentOS tiny对于MQTT的实现
在TencentOS tiny的官宣中对于IoT 协议栈介绍如下：TencentOS tiny 提供 lwip、AT Adapter、SAL 层，支持不同的网络硬件，例如以太网、串口 Wi-Fi、GPRS、NB-IoT、4G等通信模块。
TCP/IP 网络协议栈上提供常用的物联网协议栈，例如 CoAP、MQTT，支撑终端业务快速接入腾讯云。
其中MQTT可以算是物联网时代比较通用的基于IP网络的协议了，它基于发布/订阅消息模式，提供一对多的消息分发有三种消息传递服务质量。
1.最多一次，也就是消息发布者只会发布一次消息，不管对端是否收到也不会发布第二次。一般用于环境传感器的数据读取，因为一般环境传感器读取的密度很高，丢失几个数据并没有什么大问题。·
2.确保到达，这个一般用在数据非常重要的情况，发送端将不断重复发送直到对端响应收到。但这样可能出现数据重复。
3.确保恰好一次送达，确保消息正好到达一次。这个级别用于计费系统，重复或丢失的数据可能导致一定的损失。
由于MQTT适合在低带宽、高延时网络运行的特性所以在特联网中的应用很多。不过呢腾讯针对此部分的实现则是完全拷贝于Eclipse Paho项目（网址：http://www.eclipse.org/paho/） 个人制作的原理动画如下图：
但是考虑到物联网终端其实仅需要MQTT的发布方即可，订阅方的代码其实没有太大必要保留，而且从目前发布支持的场景来看，MQTT一些通讯质量模式其实用处也不多，不过在这方面TencentOS tiny是没有做任何优化与裁减的。所以这应该也可以看做是TencentOS tiny的一个不足吧。
后记
随着移动互联网+智能硬件的不断发展，IoT的新业态大门徐徐开启，这里不但有众多互联网企业，也有传统家电甚至金融企业不断入局。但是与传统互联网软件+硬件的模式不同，物联网除了软、硬件外还多了一个侧面-场景，能将软、硬件及场景整合化一的公司才能笑到最后。
就像HTML整合了互联网一样，MQTT等loT协议会是整合全链条的利器，所以最后笔者也呼吁各方除了重视操作系统内核外也需要大力参与loT通讯协议，尤其注重标准制订，这样才能跟上loT的时代潮流。