布景
当你在选购手机的时光，小二会跟你确认型号（比如Mate30），颜色，储备空间（比如8G+G）。
颜色是部分审美，这边不敞开。代表手机才力的硬核参数是：
1）手机型号Mate30：决计CPU算力
2）8G：RAM内存空间
3）G：Flash闪存空间，宛如电脑硬盘的观点
种种硬件产物都有宛如的观点，比如天猫精灵方糖R，双核1.2GCPU，64MRAM，MFlash。
营业价格
咱们把方糖R从Linux系统转移到RTOS系统，坚持同样的机能，RAM/Flash的占用从64M/M大幅度减小到16M/16M。
这个优化起码见两方面的价格：
一方面，也许坚持同样的机能，采纳更小规格的硬件，低落硬件成本。（减脂）
另一方面，也也许坚持硬件成本固定，用腾出来的75%的RAM空间、87.5%的Flash空间，开采新的机能。（增肌）
资本优化的道理
Linux有繁杂的内存治理机制，关系Linux系统的物理住址、逻辑住址、虚构住址，内存映照，缺页间断，DMA，Cache，Slab，内核态用户态等观点，在网络上、竹帛中都有大段的形貌，不少读者也都是Linux系统的大师，这边就不再赘述。
RTOS系统，比如FreeRTOS，任何一册讲解FreeRTOS的竹帛也都市形貌heap1-heap5的观点，这边也不再赘述。
我来往过不少Linux大师，RTOS大师。从Linux转移到RTOS，资本会有俭约，这个是众人的共鸣，众人也都能列出一两个资本节省的重心，然则很少见人能给出一个周全的形貌，搜遍网络，也没有一篇文章能把Linux转移到RTOS详细能节省哪些内存说明白。
本文将聚集天猫精灵RTOS系统的研发试验，归纳RTOS系统关系于Linux系统资本节省的道理，为百般IOT产物从Linux到RTOS转移供给一些参考。
一些根底观点
.text：代码段，寄放代码编译输出的操纵指令。
.data：数据段，已初始化的数据，包含静态变量，有初始值的周全变量。
.bss：BSS段，未初始化的数据，主若是未初始化的周全变量，在程序加载的时光由内核清零。
heap：堆，malloc等动态分派。
stack：栈，寄放部分变量。
内存行使模子相比
相比一下Linux和RTOSRAM行使模子，从下往上看
1）操纵系统内核冗余
Linux系统大而全，机能美满，默许扶助虚构内存，繁杂的文献系统，网络协定等。基于Linux系统的硬件产物研发需求对Linux举办恰当裁剪，然则依然会有冗余。
RTOS系统小而美，机能简略，按需完结。比如最小的FreeRTOS系统内核仅需求3个文献。基于RTOS系统的硬件产物研发是对RTOS系统的巩固，每一段代码都是必需求的才会参预。
以天猫精灵系统为例，这一部份Linux内核是6M，而咱们采纳的AliOS-Things内核+网络协定栈唯有多K。
其它咱们对启动程序、Wi-Fi固件、Slab小内存池也做了优化，这一部份不再敞开。
注：
低摆设的硬件产物上通罕用的是RTOS系统，是以不少人说“RTOS系统太弱，不能扶助繁杂算法”。
这是一个误区，系统机能现实上取决于硬件才力，操纵系统不过这些硬件资本的治理者，唯有硬件才力强，RTOS同样也许扶助大型算法。
况且RTOS系统自身占用的资本较少，是以某些方面机能反而更优，比如开机时光，RTOS天猫精灵从上电到听到第一声是3.5s，而Linux需求7s。
2）三方库冗余
Linux软件资本充分，唯有你想获得的机能，都有对应的开源库也许行使。基于Linux的天猫精灵依赖几十个动态库，不少只是行使个中几个API，这就形成了Flash和RAM资本的铺张。
RTOS系统中，采纳的都是轻量的精简版本的三方库。同时RTOS系统全静态编译，惟独真实挪用到的代码才会被编入。
3）多过程冗余
Linux系统扶助多过程，各个过程之间内存空间断绝，如许做的便宜是多过程互相自力，平安性高。然则这也引入了冗余。比如动态库的代码段是RO只读的，也许惟独一份多过程同享。然则数据段是RW可读写的，是需求在各个过程都占用空间的。
RTOS系统中，没有过程的观点。周全RTOS系统也许领会为一个猛过程，而task就宛如于Linux过程内部的线程观点。是以这一部份资本占用要小不少。
4）内核态用户态栈的冗余
Linux份内核态用户态，每一个线程会实用户栈和内核栈，栈的size正常都是统一摆设的默许值，比如天猫精灵Linux版本线程内核栈8K，用户栈4K-8M动态调度。
RTOS没有内核态用户态之分，相当于周全系统都是内核。而每个线程的栈空间是遵照万古间运转后的水线，筛选的符合的数值，是以比Linux要省不少。
内核栈用户栈的冗余从单个线程看，优化并不显然，然则天猫精灵扶助相比繁杂的机能，同时运转的线程会有几十个，是以这部份会有很大的影响。
比如多台天猫精灵的场景：就近叫醒后，多台同步播放，此时来了一个VoIP的电话。这就触及到灌音叫醒关系线程，音讯反映关系线程，网络关系线程，就近叫醒的仲裁线程，播放器关系线程，多台音讯和数据同步线程，VoIP关系线程，埋点线程，以及其余系统线程等几十个线程。
注：
Linux内核安定，用户态过程倘若涌现题目，比如空指针，只会致使现时过程崩溃，唯有要重启现时过程。
RTOS不区份内核态用户态带来的题目是，任何一个crash，都市致使周全系统崩溃，需求重启周全系统来复原。是以RTOS对研发人员提议更高的请求，需求统统研发人员像开采内核同样应付每一路程序代码。
5）天猫精灵内部冗余
天猫精灵的Linux完结，为了抬高研发效率，直接行使FFmpeg如许的老练框架，其它有不少内部buffer都开得相比大。
而RTOS完结中对这些地点做了深度优化。比如：
播放器去掉了FFmpeg，行使了简略的解码逻辑。播放过程多实例改成单实例，减小buffer巨细。
OTA完结了分片下载，跳过文献系统缓存，直接从RAM晋级。
日记编码收缩储备，经过将日记实质变换成ID模式储备，均匀缩小90%以上日记储备空间。
大模子算法去掉了冗余的模子buffer，优化了施行逻辑。
VoIP从头完结了超轻量级的版本。
Real-Fi多台同播对临时不必的buffer准时释放。
6）XIP
XIP：executeinplace，即芯片内施行，是指程序直接在Flash闪存中取指、译码、施行，不必把代码读到系统RAM中。
Flash分Nand和Nor两种。Nand正常容量大，写速率更快，然则轻易涌现坏块，不恰当XIP。而Nor容量小，读速率更快，正常没有坏块题目，恰当XIP。基于RTOS的天猫精灵也许行使16MNorFlash，XIP的运用成为或者。
XIP也许节省代码段的RAM占用。然则运用XIP后，Flash储备的实质不能做收缩，会补充Flash占用。是以XIP要遵照不同项目RAM/Flash的资本情状，筛选是不是运用。
归纳
天猫精灵从Linux切换到RTOS，资本占用变成1/4RAM，1/8Flash。
RTOS资本占用更少的道理是：去冗余、去冗余、再去冗余。
采纳RTOS的营业价格是：坚持同样的机能，低落硬件成本；或者坚持同样成本，腾出空间开采新机能。
自然RTOS也有不少瑕玷：不区份内核态用户态、没有过程断绝，任何一个crash，都市致使周全系统崩溃；系统API不准则，种种RTOS系统碎片化严峻，可移植性差；三方库资本少，开采同样的机能相比Linux更艰难。筛选RTOS依然Linux要基于产物机能繁杂度、量产范围，在硬件成本和软件成本之间做好均衡。
跋文
天猫精灵遵照POSIX国际准则，把智能音箱机能速即转移到RTOS系统，完结了大幅降本。并引领智能音箱行业继续切换到RTOS系统。
/1天猫精灵RTOS音箱颁布（业界首款）
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