vault backup: 2026-04-08 20:55:42

2026-11-05 22:13:26 +03:00 · 2026-04-08 20:55:42 +03:00
parent 908a3fd11f
commit fbe3622ced
2 changed files with 0 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,52 @@
+#DeviceTree #Boot #Linux
+## Hardware starting. Процесс запуска и инициализации 
+Далее описан процесс запуска и инициализации оборудования следующих уровней:
+Firmware layer
+Hardware descriptional layer
+kernal initialization stage 
+
+1. Power On  
+2. Starting GPU on SoC 
+3. ROM внутри Video Core начинает выполнение.
+4. GPU читает SD карту (загружаются)
+   Файлы расположены в `/boot или /firmware/boot`
+	1. ==bootcode.bin== - FirstStage Bootloader.
+	   Он инициализирует SDRAM и загружает прошивку start.elf
+	2. ==start.elf== - Second Stage Bootloader 
+	   Инициализирует систему и загружает ядро линукс, управляет памятью
+	3. ==config.txt== - файл конфигурации
+	   Основной конфигурационный файл системы, считываемый GPU используемый для настройки оборудования
+	4. ==cmdline.txt== 
+	   файл конфигурации, передаваемый ядру линукс при загрузке
+	5. ==device tree== - подгружается дерево устройств. (файлы *dtb) 
+	   Передается в kernel. Хранятся в каталоге boot / firmware / overlays 
+5. Только после этого GPU включает ARM CPU 
+6. ARM начинает выполнение linux kernal
+
+## Device tree - Описание аппаратной конфигурации. 
+[Device Tree wiki](https://www.altlinux.org/Device_Tree)
+Device Tree — это **описание аппаратной конфигурации конкретной платы**. 
+Применяется GPU до запуска ядра.
+Device Tree Overlays - фрагмент device tree, или слой абстракции который: 
+	добавляет новое устройство 
+	включает отключенный контроллер 
+	меняет параметры существующего узла 
+
+Пример изменения конфигурации DT без перекомпиляции ядра 
+Открыть config.txt и добавить `dtoverlay=i2c-rtc,ds3231`
+
+Что происходит:
+1. GPU загрузит основной DTB
+2. GPU применит overlay
+3. GPU передаст модифицированный DT ядру
+4. Ядро увидит новое устройство
+5. Драйвер RTC автоматически загрузится
+
+Если удалить узел устройства (например SPI) из Device Tree то ядро просто не создаст SPI контроллер.
+
+[[Linux - Commands]]
+
+
+
+
+
@@ -0,0 +1,182 @@
+#linux #GPIO #i2c #spi #hardware #userspase #libgpiod 
+
+Контроль и управление периферией в Linux
+https://habr.com/ru/articles/520488/
+---
+Устройства в Linux представлены в виде файлов и живут в системной директории: `/dev`
+Например :
+- Устройства i2c
+`/dev/i2c-0`
+`/dev/i2c-1`
+- Последовательные порты (Виртуальная консоль)
+`/dev/ttyUSB0`
+-  SPI устройства 
+`/dev/spidev*`
+
+
+## GPIO Driver
+Полезная информация:
+https://devdotnet.org/post/rabota-s-gpio-v-linux-chast-6-biblioteka-libgpiod/
+
+Способы управления:
+1. Userspace driver -прямое управление 
+2. Libgpiod - управление через библиотеку (API для Python и C/C++)
+3. Python library 
+#### User Space 
+Прямой доступ к регистрам, минуя медленные системные вызовы. 
+Посредством открытия `/dev/mem` и мапирование базового адреса GPIO.
+==Подводные камни:== 
+	1. Обход GPIO Subsystem 
+	2. Нет контроля конкуренции (может управлять несколько процессов)
+	3. Можно сломать драйвер
+	4. Нет безопасности 
+
+Пример работы с GPIO
+```cpp title:userspace_gpio_control.cpp
+
+#include <iostream>     // вывод сообщений  
+#include <fcntl.h>      // открытие файлов 
+#include <sys/mman.h>   // mmap и munmap 
+#include <unistd.h>     // usleep и close
+#include <cstring>      // perror
+#include <cstdint>      // для uint32_t 
+
+/*
+1. Userspace драйвер GPIO.
+Управление GPIO Raspberry Pi через mmap обеспечивает прямой доступ к регистрам периферии, 
+минуя медленные системные вызовы. Это реализуется через открытие /dev/mem, 
+мапирование базового адреса GPIO 
+*/
+
+#define GPIO_BASE 0x3F200000    // физический адрес начала блока регистров GPIO на SoC BCM2835
+#define BLOCK_SIZE 4096         // Размер отображ. памяти Регистры GPIO занимают 41 байт, но мы отображаем целую страницу для простоты.
+#define TIME_SLEEP 500000       // Время задержки в микросекундах
+
+int main() {
+// открытие спец.файла физической памяти. Флаги - чтение и запись + отключение кэширования
+    int mem_fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
+    // Если не удалось открыть - вывод ошибки 
+    if (mem_fd < 0) {
+        perror("open");
+        return 1;
+    }
+
+/*
+Отображение памяти регистров в виртуальное адресное пространство
+mmap создаёт отображение физической памяти, начиная с адреса GPIO_BASE, размером BLOCK_SIZE, в виртуальную память процесса.
+NULL – ядро само выбирает адрес для отображения.
+BLOCK_SIZE – количество байт.
+PROT_READ | PROT_WRITE – разрешено чтение и запись.
+MAP_SHARED – изменения видны другим процессам и синхронизируются с файлом (важно для доступа к реальной памяти).
+mem_fd – файловый дескриптор /dev/mem.
+GPIO_BASE – смещение в файле (физический адрес).
+*/  
+    void* gpio_map = mmap(
+        NULL,
+        BLOCK_SIZE,
+        PROT_READ | PROT_WRITE,
+        MAP_SHARED,
+        mem_fd,
+        GPIO_BASE
+    );
+
+    if (gpio_map == MAP_FAILED) {
+        perror("mmap");
+        return 1;
+    }
+
+// Указатель приводится к типу volatile uint32_t*, чтобы:
+// Обращаться к памяти 32-битными словами.
+// volatile запрещает компилятору оптимизировать обращения, т.к. значения регистров могут меняться аппаратно.
+    volatile uint32_t* gpio = (volatile uint32_t*)gpio_map;
+
+    // GPIO17 = бит 21 в GPFSEL1
+    gpio[1] &= ~(7 << 21);   // очистить
+    gpio[1] |=  (1 << 21);   // output
+
+    while (true) {
+        gpio[7] = (1 << 17);  // set
+        usleep(TIME_SLEEP);
+        gpio[10] = (1 << 17); // clear
+        usleep(TIME_SLEEP);
+    }
+    // освобождение ресурсов, при выходе 
+    munmap(gpio_map, BLOCK_SIZE);
+    close(mem_fd);
+}
+```
+
+---
+
+#### libgpiod - library control
+Library General Purpose Input/Output device - Библиотека и набор утилит в Linux для управления пинами GPIO (ввод/вывод общего назначения) через символьные устройства (`/dev/gpiochip*`) или контроллеры GPIO
+ Состав библиотеки:
+ - **gpiodetect**
+ - **gpioinfo**
+ - **gpioset**
+ - **gpioget**
+Установка:
+``` bash
+sudo apt-get update
+sudo apt-get install -y libgpiod-dev libgpiod-doc gpiod
+```
+Проверка корректности установки:
+``` bash
+pkg-config --cflags --libs libgpiod
+```
+Компиляция:
+``` bash
+g++ -o gpio_control gpio_control.cpp -lgpiod
+```
+
+Пример работы с GPIO
+``` cpp title:libgpiod_control.cpp
+
+```
+
+---
+
+## I2C Bus.  Integrates 
+Представление:
+- `/sys/bus/i2c/devices/` - управление конфигурацией устройств через драйверы ядра
+- `/dev/i2c-0` - прямой доступ к шине через userspace
+По умолчанию шина отключена.
+Включить можно следующими способами:
+1 - Через raspi - config
+``` bash
+sudo raspi-config
+``` 
+
+2 - корректировкой `/boot/firmware/config.txt` 
+раскомментировать параметр `dtparam=i2c_arm=on` 
+Затем в устройство должно появиться в `/dev` как `i2c-1` 
+
+Набор утилит для работы с шиной i2c: `i2c-tools`
+Установка:
+```bash 
+sudo apt-get install i2c-tools
+```
+Состав библиотеки:
+- **i2cdetect**
+- **i2cdump**
+- **i2cget**
+- **i2cset**
+
+
+## SPI 
+E
+
+Команды для работы:  
+```bash 
+
+```
+
+
+## Commands 
+Система:
+`vcgencmd get_config int` - параметры, которые передает GPU 
+`cat /etc/os-release` - просмотр версии системы
+
+
+
+