LiteOS学习笔记[01]-weharmonyos-基础知识

双向链表

1. 为什么LOS_ListHeadInsert的实现是从头部节点的后面也就是第二个节点的位置插入新节点，而不是直接将头部节点更新为插入的节点？

   头部节点的作用：在双向链表中，头部节点（通常称为头结点或哑结点）通常不存储实际的数据，而是作为链表的起始点和操作的辅助节点。它使得链表的操作（如插入、删除、遍历等）更加统一和方便。

2. 为什么LiteOS后面还有一个-A？

   OpenHarmony LiteOS-A 内核是基于 Huawei LiteOS 内核演进发展的新一代内核，Huawei LiteOS是面向IoT领域构建的轻量级物联网操作系统。在IoT产业高速发展的潮流中，OpenHarmony LiteOS-A内核能够带给用户小体积、低功耗、高性能的体验以及统一开放的生态系统能力，新增了丰富的内核机制、更加全面的POSIX标准接口以及统一驱动框架HDF（OpenHarmony Driver Foundation）等，为设备厂商提供了更统一的接入方式，为OpenHarmony的应用开发者提供了更友好的开发体验。

源码结构

1. 读源码最需要的东西：架构图和源码结构

   

   /kernel/liteos_a
   ├── apps                   # 用户态的init和shell应用程序
   ├── arch                   # 体系架构的目录，如arm等
   │   └── arm                # arm架构代码
   ├── bsd                    # freebsd相关的驱动和适配层模块代码引入，例如USB等
   ├── compat                 # 内核接口兼容性目录
   │   └── posix              # posix相关接口
   ├── drivers                # 内核驱动
   │   └── char               # 字符设备
   │       ├── mem            # 访问物理IO设备驱动
   │       ├── quickstart     # 系统快速启动接口目录
   │       ├── random         # 随机数设备驱动
   │       └── video          # framebuffer驱动框架
   ├── fs                     # 文件系统模块，主要来源于NuttX开源项目
   │   ├── fat                # fat文件系统
   │   ├── jffs2              # jffs2文件系统
   │   ├── include            # 对外暴露头文件存放目录
   │   ├── nfs                # nfs文件系统
   │   ├── proc               # proc文件系统
   │   ├── ramfs              # ramfs文件系统
   │   └── vfs                # vfs层
   ├── kernel                 # 进程、内存、IPC等模块
   │   ├── base               # 基础内核，包括调度、内存等模块
   │   ├── common             # 内核通用组件
   │   ├── extended           # 扩展内核，包括动态加载、vdso、liteipc等模块
   │   ├── include            # 对外暴露头文件存放目录
   │   └── user               # 加载init进程
   ├── lib                    # 内核的lib库
   ├── net                    # 网络模块，主要来源于lwip开源项目
   ├── platform               # 支持不同的芯片平台代码，如Hi3516DV300等
   │   ├── hw                 # 时钟与中断相关逻辑代码
   │   ├── include            # 对外暴露头文件存放目录
   │   └── uart               # 串口相关逻辑代码
   ├── security               # 安全特性相关的代码，包括进程权限管理和虚拟id映射管理
   ├── syscall                # 系统调用 
   ├── testsuites             # 单元测试用例 
   ├── tools                  # 构建工具及相关配置和代码
   └── zzz                    # 中文注解版新增目录
   

计时单位

1. 各种不同的周期概念：

   • 时钟周期 这里的时钟指的就是晶振，也叫晶振周期/振荡周期。它是计算机的最小时间单元，其他周期只能是它的倍数。
   • 机器周期 一个机器周期等于多个时钟周期。它是CPU完成一个基本操作的时间单元。比如: 取指、译码、存储器读/写、运算等等操作。
   • 指令周期 它是CPU完成一条指令的时间。不同的机器分解指令周期的方式也不同，有的处理器对每条指令分解出相同数量的机器周期，另一些处理器根据指令的复杂程度分解出不同数量的机器周期。
   • 总线周期 它是CPU操作总线设备的时间，由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的，对它们的访问，是通过总线实现的。通常将进行一次访问所需时间称为一个总线周期。这种访问速度较慢，因硬件发展的原因，各个设备的工作频率无法同步，甚至相差几个数量级，就出现了分频概念，将高频信号变成低频信号。
   • 从时间长短角度总结下 时钟周期 < 机器周期 < 指令周期 < 总线周期

优雅的宏

1. volatile关键字的作用究竟是什么？以前只知道是防止CPU从寄存器或缓存中读取临时值，而是直接从内存中读取新的值，这次一步到位彻底理解它：

   1. 防止编译器优化
      • 编译器在进行代码优化时，可能会将变量的值保存在寄存器中，以减少对内存的访问次数，从而提高程序的执行效率。然而，对于一些特殊的变量，如外部设备寄存器、中断服务程序中的共享变量等，每次访问都需要实时读写内存，不能依赖寄存器中的缓存值。使用volatile关键字可以告诉编译器不要对该变量进行优化，确保每次对该变量的读写都直接操作内存。
   2. 保证变量的可见性
      • 在多线程编程中，当一个线程修改了被声明为volatile的变量后，其他线程能够立即看到这个变量的最新值，而不是看到可能被缓存的旧值。这是因为volatile变量会直接从主内存读取，而不是从线程的本地缓存中读取。这一特性有助于避免线程之间的数据竞争，并确保多线程环境下变量的值是最新的。
   3. 保证指令的有序性
      • 使用volatile关键字可以防止编译器对代码进行指令重排序。在多线程环境中，指令重排序可能会导致数据不一致或难以预测的行为。volatile关键字可以确保对volatile变量的写入在所有前面的操作完成后才能被执行，从而保持指令的顺序性。

2. 缓冲区(cache)

   写缓冲是为了提高存储器的总体访问效率而设的，但它会带出来一个副作用就是同步问题，会导致写内存的指令被延迟几个周期执行，因此对存储器的设置不能即刻生效，这会导致紧临着的下一条指令仍然使用旧的存储器设置——但程序员的本意显然是使用新的存储器设置。这种紊乱危象是后患无穷的，常会破坏未知地址的数据，有时也会产生非法地址访问。

   调试的时候经常遇到这种问题......现在遇到那种现象比较诡异的问题，一般都先加两条刷新Cache的代码看看有没有效果。

3. 流水线

   常常看到流水线的概念，也大致了解其是什么，但由于还没学用FPGA实现RISC-V内核，到现在还是不太理解流水线是怎么实现的，CPU什么时候决定使用流水线，还是说由编译器决定？在此记录以后追究。

位图管理

1. 什么是位图，之前在文件系统源码中看到过，现在又在优先级模块中看到？

   如其名，位图是一种比特数组或矩阵。位图管理器就是对其中位的各种操作。参考https://www.cnblogs.com/gongsir0630/p/13478205.html

POSIX

1. CMSIS，好久不用ARM架构的芯片 ，对这个东西都有些生疏。

   ARM的硬件抽象层CMSIS( Cortex Microcontroller Software Interface Standard)缩写，中文为Cortex系列微控制器软件接口标准。此标准是ARM公司，芯片供应商以及软件供应商共同制定的。