NuttX POSIX 接口兼容性实战 · 课程目录

01NuttX概述与POSIX标准

NuttX是什么？为什么选择NuttX？POSIX标准简介，NuttX对POSIX的兼容性概览。

02开发环境搭建

搭建NuttX编译环境（Linux/Windows），使用west工具管理源码，配置工具链。

03NuttX源码结构解析

源码目录结构（arch, boards, drivers, fs, sched等），核心组件介绍。

04任务管理基础

任务（Task）的概念，任务创建与销毁（task_create, task_delete），任务优先级。

05任务调度机制

调度策略（SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_SPORADIC），调度器工作原理，上下文切换。

06进程与线程模型

NuttX中的进程（Process）与线程（pthread），进程间隔离，线程同步。

07信号量（Semaphore）

POSIX信号量（sem_open, sem_wait, sem_post），命名信号量与无名信号量，经典生产者-消费者问题。

08互斥锁（Mutex）

POSIX互斥锁（pthread_mutex_init, pthread_mutex_lock），递归锁与普通锁，优先级反转与解决。

09条件变量（Condition Variable）

pthread_cond_wait, pthread_cond_signal，条件变量的使用场景，虚假唤醒处理。

10读写锁（RWLock）

pthread_rwlock_t，读优先与写优先，适用场景分析。

11消息队列（Message Queue）

POSIX消息队列（mq_open, mq_send, mq_receive），消息优先级，多任务通信实战。

12共享内存（Shared Memory）

shm_open, mmap，进程间数据共享，同步机制配合。

13信号（Signal）

POSIX信号（signal, sigaction），信号处理函数，可靠信号与不可靠信号。

14定时器（Timer）

POSIX定时器（timer_create, timer_settime），高精度定时，周期性任务实现。

15文件I/O基础

POSIX文件操作（open, read, write, close），文件描述符，标准输入输出重定向。

16文件系统与目录操作

VFS架构，mount/umount，目录遍历（opendir, readdir），文件属性获取（stat）。

17特殊文件与设备驱动

字符设备与块设备，ioctl接口，驱动注册流程。

18网络编程基础

NuttX网络栈（lwIP），socket接口（socket, bind, listen, accept），TCP/UDP通信。

19网络高级特性

非阻塞I/O（O_NONBLOCK），select/poll多路复用，epoll（NuttX实现）。

malloc/free实现，内存池（mmap），堆与栈管理，内存泄漏检测。

21时间与时钟

clock_gettime, gettimeofday，系统滴答（Tick），时间转换函数。

22环境变量与系统信息

getenv/setenv，uname，sysinfo，系统配置读取。

23错误处理与调试

errno机制，assert断言，syslog日志系统，GDB调试NuttX。

24启动流程与初始化

NuttX启动流程（board_initialize, nx_start），应用程序入口（main函数）。

25用户空间与内核空间

NuttX的两种模式（Flat模式与Protected模式），系统调用接口。

26动态加载与模块

insmod/rmmod，动态库加载（dlopen），模块依赖管理。

PM框架，休眠与唤醒，功耗优化策略。

28安全与权限

用户与组管理，文件权限（chmod），Capabilities机制。

29性能优化与基准测试

上下文切换开销测量，IPC性能对比，系统调优参数。

30综合实战项目

基于NuttX的物联网网关设计，集成传感器、网络、文件系统，完整项目开发流程。