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USB-C(USB Type-C)规范的简单介绍和分析

作者：wowo 发布于：2017-12-18 16:18 分类：USB

从1996年1月USB1.0正式发布至今（2017年9月 USB3.2发布），USB已经走过了21个年头。在这21年的时间了，USB标准化组织（USB Implementers Forum，USB-IF）折腾出来了各式各样、五花八门的接口形态：Type A、Type A SuperSpeed、Type B、Type B SuperSpeed、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B、Micro-B SuperSpeed、Type C等等。

另外，USB接口主要由插座（Receptacle）、插头（Plug）和线缆（Cable）三部分组成，再叠加上这些奇奇怪怪的规范，灾难就发生了：

A产品喜欢用Type A的插座，B产品偏偏喜欢Type B，连接它们的线缆就悲剧了，只能变成A-to-B的了。以此类推，A-to-A、B-to-B、A-to-MicroA、等等，于是我们的抽屉就挤满了各种不明用途的USB线……

好吧，吐槽时间结束，因为本文的主角不是过去的那些奇奇怪怪的接口，而是最新的、红到发紫的USB-C（也称作USB Type C）规范。提起typec，它还真和它的A、B前辈们不太一样：

因为它有自己独立的、自行演化的规范文件----USB Type-C Specification（2014年发8月布1.0版本，2017年7月发布1.3版本）。而前辈们就没有这样的待遇了，它们都依附于具体的USB规范（USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、等等）。

为什么会这样的呢？当然是因为它有独特之处了，具体请参考本文后续的描述。

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标签: Power USB typec type-c 3.1 pd

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Linux kernel内存管理的基本概念

作者：wowo 发布于：2017-11-9 22:37 分类：内存管理

内存（memory）在Linux系统中是一种牵涉面极广的资源，上至应用程序、下至kernel和driver，无不为之魂牵梦绕。加上它天然的稀缺性，导致内存管理（Memory Management，简称MM）是linux kernel中非常重要又非常复杂的一个子系统。

重要性就不多说了，Kernel自有分寸。关于复杂性（鉴于Linux kernel优秀的抽象能力），应该不会被普通人（Linux系统的使用者、应用工程师、驱动工程师、轻量级的内核工程师）感知到才对。事实确实如此，Kernel屏蔽掉了大多数的实现细节，尽量以简单、易用的方式向其它模块提供memory服务。

不过呢，这个世界上没有完美的存在，kernel的内存管理也是如此，由于两方面的原因：一、众口难调，内存管理有关的需求实在太复杂了；二、CPU、Device和Memory之间纠结的三角恋（参考下面图片），导致它也（不得不）提供了很多啰里啰唆的、不易理解的功能（困扰了很多从入门级到资深级的linux软件工程师）。

图片1 CPU, Device and Memory

基于上面的原因，本站内存管理子系统发布了很多分析文章，以帮助大家理解内存管理有关的概念。不过到目前为止，还缺少一篇索引类的文章，从整体出发，理解Kernel内存管理所需要面对的软硬件局面、所要解决的问题，以及各个内存管理子模块的功能和意义。这就是本文的目的。

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标签: Linux Kernel 内核内存管理 mm 概念

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Linux kernel scatterlist API介绍

作者：wowo 发布于：2017-10-13 22:20 分类：内存管理

我们在那些需要和用户空间交互大量数据的子系统（例如MMC^[1]、Video、Audio等）中，经常看到scatterlist的影子。对我们这些“非英语母语”的人来说，初见这个词汇，脑袋瞬间就蒙圈了。scatter可翻译成“散开、分散”，list是“列表”的意思，因而scatterlist可翻译为“散列表”。“散列表”又是什么？太抽象了！

之所以抽象，是因为这个词省略了主语----物理内存（Physical memory），加上后，就好理解了多了，既：物理内存的散列表。再通俗一些，就是把一些分散的物理内存，以列表的形式组织起来。那么，也许你会问，有什么用处呢？

当然有用，具体可参考本文后续的介绍。

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标签: Linux Kernel 内核 scatterlist sg_table

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X-026-KERNEL-Linux gpio driver的移植之gpio range

作者：wowo 发布于：2017-9-27 22:27 分类：X Project

我们在[1][2]中提到过，鉴于gpio的特殊性，pinctrl subsystem特意留了一个后门（gpio range），gpio driver可以通过这个后门直接向pinctrl subsystem申请将某个pin用作gpio功能。本文将根据一个简单的示例，介绍这个后门的使用方法，以加深对相关机制的理解。

注1：本文的测试方法和[3]中的一致，即：通过gpiolib sysfs api控制LED0（GPIOA19）的亮灭，因而不再罗列详细步骤。

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标签: driver GPIO porting pinctrl range

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X-025-KERNEL-Linux gpio driver的移植之基本功能

作者：wowo 发布于：2017-9-13 22:18 分类：X Project

本文将基于本站GPIO subsystem^[1]相关的文章，结合”X Project”的开发过程，实现一个简单的gpio driver，并利用gpiolib提供的sysfs api进行简单的测试，进而加深对gpio相关概念的理解。

注1：本文后续的描述，kernel基于本站“X Project”所使用的kernel版本，硬件基于 ”X Project”所使用的“Bubbugum-96”平台^[2]。

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标签: sysfs driver GPIO porting gpiolib

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蓝牙协议分析(11)_BLE安全机制之SM

作者：wowo 发布于：2017-9-7 19:49 分类：蓝牙

注1：此SM是Security Manager的缩写，非彼SM，大家不要理解歪了！

书接上文，我们在“蓝牙协议分析(10)_BLE安全机制之LE Encryption”中介绍了BLE安全机制中的终极武器----数据加密。不过使用这把武器有个前提，那就是双方要共同拥有一个加密key（LTK，Long Term Key）。这个key至关重要，怎么生成、怎么由通信的双方共享，关系到加密的成败。因此蓝牙协议定义了一系列的复杂机制，用于处理和加密key有关的操作，这就是SM（Security Manager）。

另外，在加密链路建立之后，通信的双方可以在该链路上共享其它的key（例如在“蓝牙协议分析(9)_BLE安全机制之LL Privacy”中提到的IRK），SM也顺便定义了相应的规范。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE SMP 配对 pairing 鉴权 authentication security

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Linux reset framework

作者：wowo 发布于：2017-9-1 10:46 分类：电源管理子系统

大家都知道，复杂IC内部有很多具有独立功能的硬件模块，例如CPU cores、GPU cores、USB控制器、MMC控制器、等等，出于功耗、稳定性等方面的考虑，有些IC在内部为这些硬件模块设计了复位信号（reset signals），软件可通过寄存器（一般1个bit控制1个硬件）控制这些硬件模块的复位状态。

Linux kernel为了方便设备驱动的编写，抽象出一个简单的软件框架----reset framework，为reset的provider提供统一的reset资源管理手段，并为reset的consumer（各个硬件模块）提供便捷、统一的复位控制API。

reset framework的思路、实现和使用都非常简单、易懂（参考kernel有关的API--include/linux/reset-controller.h、include/linux/reset.h可知），不过麻雀虽小，五脏俱全，通过它可以加深对Linux kernel的设备模型、驱动框架、分层设计、provider/consumer等设计思想的理解，因此本文将对其进行一个简单的罗列和总结。

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标签: Linux Kernel 内核 framework reset

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linux内核中的GPIO系统之（5）：gpio subsysem和pinctrl subsystem之间的耦合

作者：wowo 发布于：2017-8-10 22:17 分类：GPIO子系统

按理说，kernel中gpio subsystem和pinctrl subsystem的关系应该非常清楚：

pinctrl subsystem管理系统的所有管脚，GPIO是这些管脚的用途之一，因此gpio subsystem应该是pinctrl subsystem的client（也可叫做backend、consumer），基于pinctrl subsystem提供的功能，处理GPIO有关的逻辑。

不过，实际情况却不是这么简单，它们之间有着较为紧密的耦合（看一看kernel中pinctrl和gpio相关的实现就知道了）。本文将对这种耦合进行一个简单的分析，解释为什么要这样设计。

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标签: GPIO subsystem pinctrl range

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X-024-OHTHERS-在windows平台下使用libusb

作者：wowo 发布于：2017-7-23 22:21 分类：X Project

话说我们“X Project”的第一个任务就是通过USB将主机上的Image文件下载到开发板的Ram中执行（参考[1]中有关的内容），为此我们在host中porting了一个简单的应用程序（称作DFU^[2]），负责和开发板ROM中的代码交流，下载并执行Image文件。为了方便，该应用程序使用libusb^[3]进行USB有关的操作。

libusb不止使用起来简单，还有一个极大的优点，就是“跨平台”的特性。我们之前的例子^[4]都是在Linux平台下操作的，最近由于win10内置了Ubuntu，Linux平台有关的开发工作，基本上都可以在这里完成了，因此就不需要费时、费神地切换到纯Linux环境下工作了。

不过呢，Win10的Ubuntu好是好，但没法像纯Linux系统那样支持USB设备，DFU有关的工作就无法在这里正常工作，因此就发挥libusb的特性，把“X Project” DFU^[2]有关的代码在Windows下跑起来，也算感受一下“跨平台”的魅力。具体步骤如下。

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标签: MinGW libusb windows zadig dfu

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