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嵌入式系统原理与应用

课程内容

本课基于 ARM v7 Cortex-A8。

网络教室向所有同学开放——justforfun。

《嵌入式系统原理与应用》复习要点。

§1 概述

嵌入式系统的处理器

2023年3月9日，2023年5月24日。

  1. MCU: Micro controller unit.
  2. DSP: Digital signal processor.
  3. MPU: Micro processor unit.
  4. SoC: System on a chip.

MCU 没有存储管理单元（memory management unit, MMU），一般无法安装 Linux；MPU 一般可以。

嵌入式处理器大量使用寄存器（为实时多任务），看重存储区保护，可扩展，小、低功耗、低成本。

层次

2023年5月24日。

2.1 TCP/IP 网络模型有哪几层？ | 小林coding。

  1. 物理和数据链路：Wi-Fi、Ethernet、MAC等。
  2. 网络：IP。
  3. 传输：TCP、UDP。
  4. 应用：FTP、SSL、HTTP、WebSocket、MQTT等。

§2 ARM 处理器体系结构

架构特点

2023年5月24日。

  • RISC（reduced instruction set computer）
    • 指令个数少，绝大部分单周期执行。
    • 定长，易解码。（ARM 4 B，Thumb 2 B，Thumb-2 则为 2 B 或 4 B）

  • Harvard 结构——指令和数据存储的总线分开（两套 control、data、address bus），可同时进出 CPU，采用流水线（fetch、decode、execute，若涉及内存还有 memory、write）。

    PC 指向流水线上当前 fetch 的指令。

  • 寻址方式简单，hard-wiring，无微代码。
  • 只有 load/store，无直接寄存器、存储器运算的指令。
  • 寄存器多：至少 32 个，其中 16 个通用。

工作模式与寄存器组

2023年3月9日，2023年3月10日，2023年3月13日，2023年5月24日。

工作模式如下。

  • usr (user)（其余都是内核模式）
  • sys (system)（其余内核模式都是异常模式）
  • svc (supervisor)
  • 中断相关：
    • irq (interrupt request)
    • fiq (Fast IRQ)
  • 其它异常相关：
    • abt (abort)
    • und (undefined)
    • mon (secure monitor)

优先级

除了usr、sys，所有模式都可由异常进入。这些异常按优先级从高到低如下。（此处优先数与优先级负相关）

  1. svc（复位）
  2. abt（data abort，目标地址无法或禁止访问）
  3. fiq（传送数据）
  4. irq（外设）
  5. abt（所取指令保护而不允许，prefetch abort）
  6. svc（正常调用子程序，software interrupt，SWI）、und（undefined，译码时未定义或转给协处理器）

这和异常返回地址（sub pc, lr, ○○）一致。

  1. 复位不用返回。
  2. data abort 返回到数据异常的指令，即 lr - 8。
  3. fiq、irq 返回到异常时正要执行的指令，即 lr - 4。
  4. prefetch abort 返回到预取失败的指令，即 lr - 4。
  5. SWI、undefined 返回到下一条指令，即 lr。

处理器有许多通用寄存器，但每种模式同时只用 16 个（R0–R15）。

  • 前一半（R0–R7）所有模式通用。
  • R8–R12 在 FIQ 专用，其余模式通用。
  • R13 是 stack pointer（SP），用于函数调用、局部变量（堆栈指针）；R14 是 link register（LR），保存返回地址（断点地址）。这两个寄存器每种异常模式自己专用。
  • R15 是 program counter（PC），记录程序当前运行的译码后的地址。

除了通用寄存器，还有状态寄存器，共用一个 current program status register（CPSR），6种异常模式各自专用 saved program status register（SPSR）。处理异常时，原来的 CPSR 会备份至 SPSR。

状态寄存器内容如下。

  • 条件标志位（flag field）

    N（negative）、Z（zero）、C（carry）、V（overflow）。有许多指令会判断这些标志位。

  • 控制位（control field）：

    • 中断屏蔽位 I（IRQ）、F（FIQ）可屏蔽所有来源的中断，处理异常时会用这两位实现优先级。
    • 状态控制位 T 表明处理器在 ARM 还是 Thumb 状态。（有多套指令集）Thumb 和 ThumbEE（已废弃）进一步靠 J 区分。
    • 模式控制位决定处理器的工作模式。虽只有 8 种模式，但用了 5 位。
  • ……

存储数据

2023年3月9日。

“低地址⇔低位”则称作小端（little-endian）模式，否则称作大端。

为了方便寻址，存储时对齐数据。具体方式如下。（以struct为例）

不一定要对齐

ARM 也支持不对齐，但那样地址必然增加位数，仍会牺牲效率。

  1. 按声明顺序依次处理每项数据。
    1. 存储本项数据：char ↦ 1 B，short ↦ 2 B，……（按大／小端）
    2. 必要时空出一些位置，保证下一项数据对齐。（首地址是所占空间的整倍数）
  2. 必要时空出一些位置，保证按数组存储时下一项也能对齐。（所占空间是最长数据的整倍数）
use std::mem;

#[repr(C)]
struct FieldStruct {
    first: u8,
    second: u16,
    third: u8
}

// The size of the first field is 1, so add 1 to the size. Size is 1.
// The alignment of the second field is 2, so add 1 to the size for padding. Size is 2.
// The size of the second field is 2, so add 2 to the size. Size is 4.
// The alignment of the third field is 1, so add 0 to the size for padding. Size is 4.
// The size of the third field is 1, so add 1 to the size. Size is 5.
// Finally, the alignment of the struct is 2 (because the largest alignment amongst its
// fields is 2), so add 1 to the size for padding. Size is 6.
assert_eq!(6, mem::size_of::<FieldStruct>());

🦀 Rust

数据对齐部分参考了 Rust Doc。

存储体系

2023年5月24日。

按速度递减、容量递增、成本递减，有如下存储器。

  1. 寄存器
  2. cache
  3. 主存（SDRAM）
  4. 辅存（硬盘、flash）

高级嵌入式操作系统有 MMU，实现虚拟内存（请求页式）的地址映射。另外 MMU 还能实现保护、缓冲。

Cache 对编程透明，和 CPU 在同一芯片，维护先入先出写缓存，减少 CPU 访问主存的等待时间。

§3 ARM 指令集

Bit string & integer

2023年5月22日。

Bitstring manipulation - Operators and built-in functions | ARMv6-M Architecture Reference Manual.

Arithmetic - Operators and built-in functions | ARMv6-M Architecture Reference Manual.

Integer arithmetic | ARMv6-M Architecture Reference Manual.

计算机用有限长 bit string 表示无符号或有符号整数，这是三个域。

integer bit string
unsigned 二进制
signed 在 \([0, 2^N)\) 内同余的唯一无符号整数的二进制

bit string → integer

对于整数x，x<i>（bit）定义如下。

Let y be the unique integer in \([0, 2^{i+1}-1)\) that is congruent to x modulo \(2^{i+1}\). Then x<i> is '0' if y < 2^i and '1' if y >= 2^i.

带进位的加法在结果上等价于如下伪代码，在实现上只是简单的加法器。

fn add_with_carry(x: bits[N], y: bits[N], carry_in: bit) -> (bits[N], bit, bit) {
    let unsigned_sum: integer = UInt(x) + UInt(y) + UInt(carry_in);
    let signed_sum: integer = SInt(x) + SInt(y) + UInt(carry_in);

    let result: bits[N] = unsigned_sum<N-1:0>;
    assert!(result == signed_sum<N-1:0>); // Always true

    let carry_out = if UInt(result) == unsigned_sum { '0' } else { '1' };
    let overflow = if SInt(result) == signed_sum { '0' } else { '1' };
    (result, carry_out, overflow)
}
加减法的结果

add_with_carry(x, Not(y), '1')可以实现减法x - y（\(-y \equiv 2^N - y = (2^N-1 - y) + 1 = \operatorname{Not}(y) + 1\)），add_with_carry(x, Not(y), '0')则是借一位的减法。此时 carry out 相当于 no borrow。

下面举几个 N = 32 的例子。（为简洁，整数全都按有符号理解，留空则为零。）

“指令”1 result carry overflow
1 + 2 3
(-1) + 2 1 1
(-2) + 1 -1
(-2) + (-1) -3 1
(-2) - 1 -3 1
2 + (-1) 1 1
2 - 1 1 1
1 + 0 1
1 - 0 1 1
0 + 1 1
0 - 1 -1
0 - 0 0 1
1 - 1 0 1
(-1) - (-1) 0 1
2147483647 + 1 -2147483648 1
2147483647 + 2147483647 -2 1
(-2147483648) + (-2147483648) 0 1 1
(-2147483648) - (-2147483648) 0 1
(-2147483648) + 2147483647 -1
(-2147483648) + 2147483647 + 1 0 1

加减相关指令（含 CMP、CMN，它们只是不存结果的 SUBS、ADDS）对标志位 C、V 的影响都源于此。

指令

2023年3月13日，2023年5月23日。

ARM and Thumb instruction summary | ARM Compiler armasm User Guide.

VisUAL2 - A User-friendly Educational Assembler and Simulator for ARM UAL. | visual2.github.io.

  • 跳转（B, BL, BX, BLX）

    • B: Branch.
    • –L: …with link (set R14 link register).
    • –X: …change instruction set (ARM / Thumb).

  • 处理数据

    • 复制

      • MOV: Move.
      • MVN: Move not.

    • 算术（ADD, ADC; SUB, SBC, RSB, RSC）

      • ADD, AD–: Add.
      • SUB, SB–, –S–: Subtract.
      • R–: Reverse…
      • –C: …with carry (from flag field).

    • 位、逻辑

      • AND: Logical and.
      • ORR: Logical or.
      • EOR: Exclusive or.
      • BIC: Bit clear. (and not)

    • 比较

      这些指令只设置标志位，中间结果不存储到通用寄存器。

      • CMP: Compare. (SUB)
      • CMN: Compare negative (sum). (ADD)
      • TST: Test. (AND)
      • TEQ: Test equivalence. (EOR)

  • 状态寄存器

    • MRS: Move from PSR / system coprocessor to register.
    • MSR: Move from register to PSR / system coprocessor.

  • 存储器（LDR, LDM; STR, STM; SWP）

    flowchart LR
    Rn[Rn<br><small>address base</small>] -.-> memory
    Rt[Rt<br><small>target</small>]
    Rt -->|"STR Rt, [Rn]"| memory([memory])
    memory -->|"LDR Rt, [Rn]"| Rt
    • LDR, LD–: load register with word.
    • STR, ST–: Store register with word.

    • –M: …multiple registers.

      顺序

      LDR Rt, [Rn]，但是LDM Rn, {Rt, …}。

      • Address mode

        • I– / D–: Increase / decrease address…
        • –A / – B: …after / before each transfer.

        IA is the default.

        PUSH = STMDB, POP = LDMIA.

        Alternatively,

        • F– / E–: Full / empty… (equivalent to LDM–A / LDM–B and STM–B / STM–A)
        • –A / –D: …ascending / descending stack. (equivalent to LDMD– / LDMI– and STMI– / STMD–)

        Full / empty stack

        In an empty stack, the stack pointer points to the next empty location on the stack. In a full stack, it points to the top-most item.

    • ! is an optional suffix for the address register. If present, the final address is written back into base register.

      Addressing modes

      Instruction Addressing mode Address Write back
      LDR R0, [R1] Register R1 ✗
      LDR R0, [R1, #2] Pre-indexed R1 + 2 ✗
      LDR R0, [R1, #2]! Pre-indexed R1 + 2 R1 ≔ R1 + 2
      LDR R0, [R1], #2 Post-indexed R1 R1 ≔ R1 + 2
      LDMIA R1!, {R2-R7} Pre-indexed R1 R1 ≔ R1 + 1 (many times)

      Additionally, the offset (#2 here) can also be R2 or R2, LSL #3 (R2 × 2³).

    • SWP: Swap between registers and memory. (deprecated in ARMv6 and above)

      LDR <destination>, <source>, [<address>]

      flowchart LR
    source[Rt2<br><small>source</small>] --> memory([memory]) --> destination[Rt1<br><small>destination</small>]
    address[Rn<br><small>address base</small>] -.-> memory

      source ≠ address ≠ destination. (source can be the same register as destination.)

条件标志位

2023年5月22日。

Updates to the condition flags | ARM Compiler armasm User Guide Version 5.06.

Condition code suffixes and related flags | ARM Compiler armasm User Guide Version 5.06.

Most instructions only update the condition flags if you append an S suffix to the mnemonic, except that CMP, CMN, TEQ, and TST always update the flags. These instructions can update all or a subset of the flags.

指令加后缀可让它只在某些条件下执行。

后缀 意义 条件
EQ / NE (not)? equal Z = (1,0)
MI / PL (negative, positive or zero) N = (1,0)
VS / VC overflow (set, clear) V = (1,0)
CS / CC
HS / LO		 carry (set, clear)
(higher or same, lower)
unsigned (≥,<)		 C = (1,0)
HI / LS (Higher, lower or same)
unsigned (>,≤)		 C = (1,0) (∧,∨) Z = (0,1)
GE / LT (greater than or equal, less than)
signed (≥,<)		 N (=,≠) V
GT / LE (greater than, less than or equal)
signed (>,≤)		 N (=,≠) V (∧,∨) Z = (0,1)

阅读汇编程序

2023年5月26–27日。

  • 跳转可制造分支、循环，对程序结构很重要。
  • 除了所有指令的序列，涉及某一寄存器的所有指令序列也对理解有帮助。
  • 有些场景中，一组指令内的顺序并不重要。

分析复杂程序时，可将指令按时序、寄存器组织成表格。

§4 微处理器与接口

如何看电路图

2023年4月3日，2023年5月21日。

关系 例子 依据
物理设备 🡘 设备名称 LEFT 按键开关 🡘 SW1 开发板文档和例程/x210v3s硬件手册.pdf
电路板上印的标号
设备名称 🡘 芯片端口 SW1 🡘 EINT2 开发板文档和例程/原理图/Study210底板原理图.pdf
芯片端口别名 EINT2 = EXT_INT[2] = GPH0CON[2] 芯片手册/三星S5PC110和5PV210/S5PV210_UM_REV1.1.pdf
芯片端口 🡘 寄存器地址 GPH0CON 🡘 0xE020_0C00 芯片手册/三星S5PC110和5PV210/S5PV210_UM_REV1.1.pdf
厂商库include/hardware/s5pv210/reg-timer.h
物理设备 🡘 芯片端口 LEFT 按键开关 🡘 GPH0CON[2] 厂商库source/hardware/hw-key.c

处理器组成

2023年5月21日。

系统包括CPU核心、系统外设（RTC、定时器、ADC等）、多媒体（摄像头接口、图形编解码器等）、电源管理（睡眠等低功耗模式控制）、存储器接口、连接模块（音频、存储、通用接口，如 USB）。CPU 与设备之间通过多层次总线通信。

时钟系统

2023年5月21日。

晶振产生最初信号，锁相环（phase-locked loop，PLL）倍频再一步步分频，得各频率时钟源。

可用循环抢占地延时，如下，使用时还要将循环次数与时间换算（loops_per_jiffy）。

void __attribute__ ((noinline)) delay(volatile u32_t loop) {
    while (loop > 0) {
        loop--;
    }
}
  • noinline是 GNU 的语法，禁用inline函数优化，避免delay的时间与预想的不一致。（inline可能比不优化快）
  • volatile标明loop可能在外部被修改。若不标，while循环因为字面上是无用逻辑，优化时会被删掉。多次设置寄存器也有这个问题，例如*x = 3; *x = 5不该被优化为*x = 5。

基于时钟，可实现 PMW（pulse width modulation）定时器，原理如下。输出信号边沿有中断服务程序，这段程序可以编程更改定时器设置。

  1. 系统时钟分频，得到所需信号频率。寄存器中的 prescaler 几位设置预分频器，diverder MUX 几位设置时钟分频。
  2. 定时器维护 counter 计数器，与 compare 比较，大小关系决定输出高低电平。counter 初值、compare 由寄存器设定，调节 compare 可调整脉冲宽度。（counter 可以循环计数，也能只计一次，都能设置）

另一种理解

counter 生成锯齿波，门限 compare 出矩形波。

GPIO

2023年5月21–22日。

GPIO（general-purpose input/output）是芯片引脚的接口。每个 GPIO 使用多个寄存器；在芯片手册上，多个 GPIO 可能会被记在同一寄存器，只是所用的位不同。

  • CON（control）设置输入输出方向（一般 0x0000 表输入，0x0001 表输出）。若引脚复用，还可选择功能。
  • DAT（data）存或写数据。
  • PUD（pull-up/down）设置是否上拉或下拉，高阻态时会决定电平。
  • ……

UART

2023年5月22日。

数据有下面两种传输方式。

  • 串行：在一根线上每次传一位，慢。

    若收发双方时钟不同步，则称为异步串行通信（UART）。

  • 并行：在多根线上同时传输多位。如数据、地址总线。

UART 的帧结构包括起始位（固定一位零）、数据位、奇偶校验位、停止位（固定一，位数需具体约定）。

UART 可以使用 RS-232C 接口传输。这种接口包括 RXD（receive）、TXD（transmit）、SGND（ground），有的还有 VCC 甚至更多引脚。

中断处理

2023年5月22日，2023年5月23日，2023年5月24日。

设备发起中断，中断控制器收集，CPU 响应。

  1. 保存现场，进入相应工作模式。
    • 保存现场：保存原有寄存器（fiq有自己的寄存器，可不保存），原有 CPSR 存入 SPSR，将原本下一条指令的地址存入 lr（BL 的“L”）。
    • 进入响应工作模式：设定 CPSR_c，例如屏蔽其它中断。
  2. 跳转到中断向量，寻找中断入口，执行中断程序。
  3. （复位异常除外）恢复现场（寄存器、CPSR），清除工作模式，返回（用 lr 设定 pc）。

同步

在 ARM 处理器中，除了复位，异常都是同步的——处理器线执行完当前指令，再处理异常。

key-interrupt/source/startup/start.S
    .global irq
irq:
    // get irq's sp (stack pointer)
    ldr sp, _stack_irq_end

    // 1. 保存用户寄存器
    // 1.0 在堆栈中开辟空间
    // 要保存了中断之前的现场，计划完成后内存如下。（低地址在前）
    //   r0_old - lr_old ← r0 == sp == sp_old - #72
    //   lr, spsr, r0    ← r8 == sp_old - #60
    // 一共 (15 + 3) × 4 B = 72 B，所以减了 72。
    sub sp, sp, #72

    // 1.1a 保存 r0 - r12——各模式（除了 FIQ）通用
    stmia sp, {r0 - r12}
    add r8, sp, #60  // 60 = 72 - (13 + 2) × 4
    // 1.1b 保存 sp, lr——每种异常模式专用，要用“^”标记存的是用户模式的
    // 若不存 sp, lr，无法处理嵌套的中断
    stmdb r8, {sp, lr}^
    // 1.2 保存 calling pc
    str lr, [r8, #0]
    // 1.3 保存 saved program status register
    mrs r6, spsr
    str r6, [r8, #4]
    // 1.4 save r0_old, and replace it with sp（没用？）
    str r0, [r8, #8]
    mov r0, sp

    // 2. 调用中断服务程序
    // 跳转前将下一条指令的地址存到 lr，完成后返回
    bl  do_irqs
    // do_irqs 定义在 key-interrupt/source/hardware/s5pv210-irq.c 中

    // 3. 恢复用户寄存器
    // 3.1 恢复 r0 - lr
    ldmia sp, {r0 - lr}^
    // 歇会儿？
    mov r0, r0
    // 3.2 恢复 calling pc
    ldr lr, [sp, #60]
    // 3.3 释放堆栈
    add sp, sp, #72

    // 4. 继续执行原来程序
    // ARM 流水线并行 fetch, decode, execute 三步
    // lr 之前存的是 execute 时取到的地址，即下下条指令，再减一个指令的长度才是下面要运行的指令
    subs pc, lr, #4
key-interrupt/source/hardware/s5pv210-irq.c
void do_irqs(struct pt_regs_t * regs)
{
    // Read vector interrupt controller's irq status.
    u32_t vic0 = readl(S5PV210_VIC0_IRQSTATUS);
    … // 还有 vic1 – vic3

    if(vic0 != 0) {
        // 1. 根据 vic 获得中断处理函数
        u32_t offset = irq_offset(vic0);

        // 2. 处理中断
        (s5pv210_irq_handler[offset].func)(s5pv210_irq_handler[offset].data);

        // 3. 标记已完成
        /* clear software interrupt */
        writel(S5PV210_VIC0_SOFTINTCLEAR, 0x1<<offset);
        /* set vic address to zero */
        writel(S5PV210_VIC0_ADDRESS, 0x00000000);
    }
    else {
        … // 检查 vic1 – vic3，同理应对

        // 若全都没有，clear all software interrupts，set all vic address to zero
        writel(S5PV210_VIC0_SOFTINTCLEAR, 0xffffffff);
        writel(S5PV210_VIC0_ADDRESS, 0x00000000);
        … // 还有 vic1 – vic3
    }
}

处理中断与调用函数不同。

  • 处理中断的时机随机。
  • 中断服务程序和主程序平行，中断服务程序无参数、不返回。
  • 处理中断后可能引发进程调度。
  • 响应中断涉及硬件电路。

§5–§6 Linux

组件

2023年5月23日。

Linux 内核管理整个系统的进程、进程间通信（POSIX）、内存、文件和设备（特别是虚拟文件系统 virtual file system，VFS）、网络。

  • 进程管理

    • 内核的基本架构

      flowchart
  subgraph service[OS services]
    api[API]
  end

  subgraph process[process scheduler]
    sci["system call interface"]
    --> all[architecture independent scheduler]
    ---> arch[architecture specific scheduler]

    all --- policy[scheduling policy]
  end

  subgraph hardware
    cpu[CPU]
  end

  api ---> sci
  arch ---> cpu

  all --- other[inter-process communication<br>network<br>memory management<br>file system]

    • task_struct

      • process ID
      • 状态
      • 优先级
      • program counter
      • 内存指针
      • 上下文寄存器数据
      • I/O 信息
      • 记账（时间等）

    • 状态及切换

      flowchart LR
  创建
  -->|fork| ready["Running<br>准备好但未执行"]
  -->|schedule| running["Running<br>执行"]
  -->|exit| 终止

  running
  -->|sleep on| waiting["Interruptible / uninterruptible<br>等待"]
  -->|wake up| ready

  running -->|"被抢占"| ready
      • 创建：用户模调用fork()（copy on write）、clone()（精确控制与父进程共享的资源）等API，软中断进入内核，再调用相应系统服务。
      • 执行：exec函数族有(list|vector)(env_var|path)?。用某个可执行文件的数据段、代码段和堆栈段覆盖当前进程。（PID 不变）
      • 终止：释放资源（不再排队，恢复引用计数），告知父进程（zombie）。终止有正常结束、信号、exit()三种方法。

    • 各种 task

      • 进程：分配资源最小单位。
      • 线程：独立运行基本单位。独享栈、寄存器、PC、状态字，其余资源共享。
      • 内核中的 task：既可称线程也可称进程。永远在内核模，无法调用用户空间的函数。只能使用地址空间高于 3 GiB 的部分。

    • 进程调度

      分时、动态优先级。

  • 进程间通信

    在内核中开辟缓冲区，交换两个进程的用户区数据。

    有以下几种通信方式。

    • 管道：最基本。无名管道仅限父子进程。
    • 共享内存：及时，同步难（互斥锁或信号量）。
    • 消息传递：信息量可任意大。

    再具体一些其实如下。

    • 信号（signal）：如SIGABRT。软件模拟的中断。处理异步事件。
    • 信号量（semaphore）。
    • 套接字（socket）：用于网络。

  • 内存管理

    分配、回收，转换地址，扩充，共享、保护。

    请求页式虚拟存储。

    在用户模，物理地址、虚拟地址并不相同，动态映射。另外，虚拟地址除了可映射到物理内存，还可映射到 I/O 设备，如寄存器、小块存储器。

    进程在内存中从低地址起有如下内容。

    1. 代码段.text——代码，一般只读。常数字面量也可能在此。
    2. 数据段.data——初始化的全局变量。static变量也在此。
    3. .bss（block started by symbol）——未初始化的全局变量。在可执行文件中，BSS 只存占位符，几乎不占空间；运行时再由操作系统初始化。
    4. 堆 heap——动态分配的内存（malloc()、free()）。
    5. 栈 stack——临时（如函数中）创建的局部变量。
    6. 参数、环境变量等。
    7. 内核空间（3 GiB 以上）。

    内存映射mmap()将一片内存（start + length）映射到文件或设备（open()得到的fd + offset）上，可指定读写权限（如PROT_READ）和共享策略（如MAP_SHARED）。

    分页机制将物理内存看成一系列存储块。虚拟地址空间称作页（page），物理地址空间称作页框（frame）。

  • 设备

    字符设备、块设备、网络设备。

内核模块

2023年5月23日。

c - Linux Kernel Module Development "module: x86/modules: Skipping invalid relocation target, existing value is nonzero for type 1" - Stack Overflow.

hello.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

static int __init hello_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Hello, world!\n");
    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world!\n");
}

// 用宏标记
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
Makefile
obj-m   += hello.o
KDIR    := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)

all:
    $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
    @rm -rf *.o *.ko *.mod *.mod.* *.symvers *.order

$ sudo make
$ sudo insmod hello

后备箱

  • 十六进制最大数码是 F（15）。
  • 用波特率计算 UART 传输时间时，应当考虑所有位，包括起始位。
  • UART 的数据位有限，需约定几位有效。超出部分无意义，不用传输。

  1. 真的指令要求至少有一个操作数是寄存器，不能都是直接数，太繁琐。而且存在不合法直接数，还要用LDR □, =○伪指令。 ↩

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