CS140e-Blinky

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CS140e是斯坦福大学开设的一门编写操作系统的课程。这个课不同于其他的软件课程，是需要在硬件上搞真的事情。
对我来说比较感兴趣的方面很多：

  1. 了解操作系统的一些原理
  2. 因为几乎没有在“板子”上开发过东西，所以很好奇 硬件软件之间的联系之类的 ：））
  3. 这门课程将用Rust来写程序。Rust是我偶然不知道在哪里看到的，一个新的语言，其目的就是要做一个操作系统的开发语言。
  4. 最有意思的是，这门课将用树莓派3（RaspBerry PI3）作为硬件，而我刚好有个，还没想好做些什么，就可以直接用的这门课上。

起始第一个任务是做一个小东西让LED灯不停的闪烁。
首先我们要准备好需要的硬件：

  1. Raspberry PI 3
  2. EL-CK-002 Electonic Fun Kit Bundle with Breadboard Cable Resistor (一个套装包含了所有东西，淘宝可买)
  3. CP2102 USB TTL485 TTL232 Adaptor （用来连接电脑和树莓派, 具体的就是USB装TTL232）

烤派 （准备硬件）

首先要安装CP2102驱动，否则在Mac上无法识别下载地址.
然后在/dev下检查是否有/dev/tty.SLAB_USBtoUART.

接下来就要认识下树莓派的板子和CP2102的板子，各个脚都是什么，树莓派和CP2102相互怎么接。

CP2102 Pin Pi Physical Pin
+5v 4
GND 6
RXD 8
TXD 10

读GPIO的文档

GPIO - General Propersal Input/Ouput. GPIO是一种通用的通过高低电平向设备输入/输出的电子针脚。一个GPIO引脚可以是输入也可以是输出，这个是根据设置的电平高低决定的。
树莓派的板子图如下：

连接LED到板子上

OK。接下来就是如何让程序和硬件进行通信了。首先我们要理解一些概念：

  • 一个引脚对应一个内存地址，我们就是要在这个内存地址上赋值，什么值就对应相应的功能
  • 一个内存地址是32位（PI3），所以每一位都有对应这一种开关

此例：
我们用GPIO16(FSEL16)，通过查文档BCM2837 89页。可以知道其对应得寄存器为register1，register1相应的内存地址为0x7E200004(GPFSEL1)。(PI3用的是BCM2835，其物理地址是从0x3F000000开始)。
所以首先我们要把register1设置成GPIO16打开状态：

(volatile unsigned *)(0x3F000000 + 0x200000 + 0x04) = 1 << 18; //左移18位

写内存为*(地址)=value, register1的18-20位为GPIO16的位置(3bit)，而001`设成output状态。

测试

把写好的程序make一下，然后把编译好的blinky.bin改成kernel8.img拷贝到PI，插入USB就可以看到LED闪烁了。

rust code

把相应的C代码改为rust code做相同的操作，得到一致的结果。
rust从地址读写用下面的方式：

const A: *mut u32 = 0x12 as *mut u32; // 地址0x12
A.read_volatile();                    // 读A的值
A.write_volatile();                   // 写A的值