在这里记录自己的嵌入式学习方向和成果，只做大方向的规划，目前学习规划如下：

• √ linux基础学习

• √ arm裸机开发（使用正点原子IMX6ULL的板子）

• √ linux的系统移植

• √ Linux核心驱动开发

• √ qt

• √ linux c 应用编程

• linux 显示驱动学习：

  • 手动写寄存器来点亮一个屏
  • 对接上层框架

引言

在现代多核处理器系统中，处理器核心的组织方式和任务分配策略直接影响系统的软件设计与通信方式。按照核心间的共享程度，多核系统通常可以分为 对称多处理（SMP, Symmetric Multi-Processing） 和 非对称多处理（AMP, Asymmetric Multi-Processing） 两类。

SMP 架构

SMP 系统中的所有核心平等地共享同一份内存和 I/O 资源。每个核心运行相同的操作系统实例，一个核通过_start初始化以后，唤醒其他的核做secondary_start_kernel，可以执行任意任务，并通过统一的调度器协调任务执行。

AMP 架构

AMP 系统中，各个核心独立运行自己的操作系统实例或裸机程序，它们之间可能不共享内存，甚至运行不同类型的操作系统。典型应用包括 异构多核 SoC，如 Cortex-A 与 Cortex-M 核组合，或者 CPU 与 DSP 的混合系统。

SMP 与 AMP 的主要区别

SMP多对称处理器间的通讯

应用场景

1. 调度应用

   • 场景：当一个 CPU 修改了任务优先级 / 唤醒了一个任务，但该任务更适合在另一个 CPU 上执行时。

   • 做法：当前 CPU 向目标 CPU 发送 IPI，目标 CPU 立即触发调度器，切换到这个任务

2. 跨核函数调用（smp_call_function）

   • 场景：某个内核子系统需要在所有 CPU 上执行一段代码，比如linux下的fiq-debugger机制：当某个核卡死的时候依然可以通过smp_call_function让该卡死的核执行传入的回调函数，在调试的时候非常好用，比如我的代码导致了某一个核卡死了，可以通过smp_call_function的机制让卡死的核dump一些信息

   • 做法：一个 CPU 发 IPI 给其他 CPU，让它们都执行一个回调函数。

3. 核间通知 / 快速消息传递

   • 场景：一个 CPU 发现了全局事件（如中断、数据更新），需要立即通知其他 CPU。
   • 做法：通过 IPI 发送“消息”或触发事件处理函数。

在linux下多个a核间的通讯相对来说比较简单，主要是通过向需要通讯的核发一个ipi中断来实现，ipi中断以及中断处理函数在初始化的时候进行注册

从0分析RTT内核aarch64启动流程

分析前先看下面这个函数：

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.macro get_phy, reg, symbol
    adrp    \reg, \symbol
    add     \reg, \reg, #:lo12:\symbol
.endm

• adrp \reg, \symbol 计算symbol相较于pc寄存器的页基地址，可以看成：

  1	reg = (symbol & ~(0xFFF)) - (pc & ~(0xFFF)) + (pc & ~(0xFFF))

• 再通过add \reg, \reg, #:lo12:\symbol将symbol的低12位与reg相加存放回reg中

这么使用是为了解除直接使用ldr reg,=symbol的限制

step1

首先从内核的入口_start进行分析：

lwip

lwip协议栈内存管理

pbuf 结构体：

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struct pbuf {
  /** next pbuf in singly linked pbuf chain */
  struct pbuf *next;

  /** pointer to the actual data in the buffer */
  void *payload;

  /**
   * total length of this buffer and all next buffers in chain
   * belonging to the same packet.
   *
   * For non-queue packet chains this is the invariant:
   * p->tot_len == p->len + (p->next? p->next->tot_len: 0)
   */
  u16_t tot_len;

  /** length of this buffer */
  u16_t len;

  /** pbuf_type as u8_t instead of enum to save space */
  u8_t /*pbuf_type*/ type;

  /** misc flags */
  u8_t flags;

  /**
   * the reference count always equals the number of pointers
   * that refer to this pbuf. This can be pointers from an application,
   * the stack itself, or pbuf->next pointers from a chain.
   */
  u16_t ref;
};

• next:链表
• payload： 存放网络数据包的
• len：可变空间大小
• tot_len：整个链表下一个节点之后的总长度大小
• type：4种pbuf类型
• ref：引用标志

AARCH64学习

参考

armv8基础知识

armv8中，执行发生在4个异常级别之一，在aarch64中，异常级别决定了特权级别，类似于armv7中定义的特权级别，异常级别决定特权级别，因此在Eln执行对于特权Pln。类似地，具有比另一个更大的n值的异常级别处于更高的异常级别，一个数字比另一个小的异常级别被描述为处于较低的异常级别。

• EL0 ：normal user app
• EL1：Operation system kernel typically described as privileged
• EL2：Hypervisor
• EL3：Low-level firmware，including the Secure Monitor

arm架构学习

工作模式

• User ：用户模式，一般在执行上层应用程序的时候处于该模式（和linux用户态和内核态无关）

• Fiq 快速中断模式

• IRQ：中断模式

• SVC：当复位或执行软中断指令后arm进入这种模式（例如刚上电或者软中断执行的时候处于该模式）

• Abort： 当产生存取异常时进入这种模式

• Undef： 当执行未定义的指令时ARM将进入这种模式

• System： 使用和User模式相同的寄存器集的特权模式

• Monitor：为了安全而拓展出的用于执行安全监控代码的模式

Linux驱动开发和裸机开发的区别**

1. 裸机开发：
   1. 底层，和寄存器打交道，有些MCU提供库
2. 驱动开发思维：
   1. 直接操纵寄存器不太现实
   2. 根据Linux下的各种驱动框架进行开发，一定要满足框架，也就是Linux各种驱动框架的掌握
   3. 驱动最终表现就是/dev/xxx文件。打开，关闭，读写。。。
   4. 现在新的内核支持设备树，这是一个.dts文件，此文件描述了板子的设备信息
3. Linux驱动开发分类：
   1. 字符设备驱动：最多的
   2. 块设备驱动：存储
   3. 网络设备驱动
      ==一个设备不一定只属于摸某一个类型==

系统移植

• Windows下使用OTG烧写系统
  1. 在Windows使用NXP提供的mfgtool来向开发板烧写系统，需要用先将开发板的USB_OTG链接到电脑上
  2. mfgtool工具是向板子先下载一个linux系统，然后通过系统完成烧写工作
• Ubuntu下通过脚本烧写系统
  1. 首先向SD卡烧写一个系统，然后使用SD卡启动，启动以后在Linux中执行烧写到EMMC或NAND中

Uboot

Uboot是一个裸机程序，比较复杂，就是一个bootloader。作用就是用于启动Linux或其他系统，Uboot最主要的工作就是初始化DDR（Linux的运行是运行在DDR里面的），一般linux镜像zimage（uimage）+设备树（.dtb）存放在SD，EMMC,NAND,SPI FLASH等等外置存储区域。

显示驱动

像素点

Rgb 三原色组成每个像素点，而分辨率就是像素点的个数，而argb则是增加了透明通道，

时间参数和时序

1. vsync：垂直同步信号，该信号的产生表示一帧新的信号产生
   1. 会产生一个开始信号，持续时间vspw
   2. vsync完成后需要持续一段时间，vbp
   3. vbp信号结束以后就是要显示的行数，显示完所有的行
   4. 显示完所有的行以后会有一段vfp延时
2. hsync：水平同步信号，该信号的产生表示一行新的数据开始显示
   1. 会产生一个开始信号，维持时间被叫做hspw
   2. hsync信号完成后需要一段时间延时，这段时间叫hbp
   3. 接着就是一行像素显示
   4. 一行像素显示完成以后到hsync下一行信号的产生之间的延时叫做hfp
   5. 真正显示一行所需的时间就是hspw+hbp+width+hfp

参考网址