唐顺才的博客

原创 linux kernel源码解析之：smp系统cpu热插拔

本文分析了SMP系统中CPU热插拔流程及per-cpu slab无锁缓存机制。通过流程图展示了CPU热插拔过程，并详细解析了slab缓存的构建与析构代码实现，包括slab元数据管理和object数组回收机制。重点阐述了无锁设计在per-cpu缓存中的运用，通过多幅代码截图展示了关键数据结构的操作流程。该机制有效提升了多核环境下的内存分配性能，同时保证了CPU动态调整时的缓存一致性。

原创 linux字符设备驱动

摘要：该代码实现了一个Linux字符设备驱动memdev，包含设备初始化、读写操作等功能。通过register_chrdev_region或alloc_chrdev_region分配设备号，使用cdev_init和cdev_add注册字符设备，并创建4KB的内存缓冲区。实现了open/release/read/write/llseek等文件操作接口，支持用户空间与内核空间的数据拷贝。最后通过class_create创建设备类，为udev/mdev自动创建设备节点提供支持。

原创 linux kernel之proc文件系统源码解析

本文对比了新旧Linux内核中proc文件系统的数据结构差异，通过图示直观展示了架构变化。同时解析了老版本内核proc文件系统的实现源码，揭示其内部工作机制。两幅配图分别呈现了数据结构对比和源码实现细节，为理解proc文件系统的演进提供了可视化参考。

原创 如何解释c指针？

本文阐明了指针的本质是编译器/链接器的抽象概念，而非CPU直接使用的机制。通过C代码示例和伪汇编分析表明：指针本质上是指导编译器生成多级寻址代码的标记——每增加一个指针层级（），编译器就自动补充一次寻址操作。CPU执行时只处理地址和数据总线上的具体数值，通过逐步访问内存地址链（如0x1000→0x2000→0x3000）最终到达目标数据。无论是读写变量还是多级指针，CPU的底层操作流程完全一致，区别仅在于编译器根据指针层级生成的寻址次数不同（0级变量1次寻址，每多1个增加1次寻址）。这揭示了高级语言指针与机

原创 linux kernel mmu机制设计原理剖析

上图：

原创 linux module机制

Linux内核模块文件（ko文件）是动态扩展内核功能的二进制文件，采用ELF格式存储模块代码和数据。ko文件包含关键节区如.text（代码）、.data（变量）和.modinfo（元数据）。其生成过程经过预处理、编译、汇编和链接阶段，其中链接阶段处理内核符号引用和版本控制。加载ko文件时，系统会进行签名验证、内存分配、符号解析，最后执行初始化函数完成模块激活。这种机制实现了内核功能的动态扩展和"即插即用"特性。

原创 linux 大文件直接IO带来的性能提升

摘要： 通过对比常规IO与直接IO(O_DIRECT)的性能测试发现，对于大文件连续读写，绕过page buffer的直接IO显著提升速度。测试显示，10MB文件直接IO速度达8123MB/s，远超常规IO的683MB/s；500MB文件直接IO速度达8245MB/s，而常规IO仅640MB/s。直接IO通过内存对齐分配和磁盘扇区(512B)直接访问，避免了page buffer的中间处理，尤其适合确定的大文件操作。代码使用posix_memalign确保内存对齐，并对比了不同规模文件的写入效率。

原创 《linux kernel 进程加载器、进程调度器源码解析》

本文分析了Linux内核中进程加载器的实现机制，以传统a.out格式为例，探讨了执行./a.out时内核如何加载程序的过程。文章详细介绍了a.out文件结构，包括代码段、数据段、BSS段等布局，并对比了现代ELF格式。同时解析了task_struct数据结构中关键字段，如内存管理边界、进程标识、权限机制（uid/euid/suid）等。通过分析内核加载可执行文件的流程，揭示了从文件系统到进程创建的系统内部工作原理，特别关注了权限切换和资源继承机制。

原创 从linux0.11再探minix文件系统设计原理

之前分析过fatfs32文件系统的设计原理，顺带探讨了ext2这种使用多级bitmap级联的文件系统设计原理。本文，将会以linux kernel 0.11为基础，全面分析minix 1.0文件系统的设计原理。代码需要跳来跳去，用顺序的文字比较难描述清楚，后面再说。

原创 嵌入式带屏幕设备（单片机 + lvgl，或linux + soc + qt），纯c代码生成二维码图片

二维码是一种图片编码的文件格式，文件格式比较复杂。对于android、qt、web都比较容易实现二维码，有原生或第三方的库。但是对于单片机开发，可以借助开源轻量级库来实现二维码生成。例子虽然是linux，但是是纯c，因此可以很容易编译进单片机项目中，再调用gui库例如lvgl、emwin，即可实现二维码图片的显示。

原创 从RTC时钟问题，引入CAS无锁化

本文通过实验室加锁的类比，解释了CAS（Compare-And-Swap）无锁技术的原理和优势。传统加锁方式会带来额外开销，而CAS通过"君子约定"和状态检测实现了无锁并发控制。文章提供了两个Go语言示例：1）使用atomic包实现的无锁计数器，10个goroutine各递增100万次；2）基于指针原子操作实现的无锁队列，详细展示了Enqueue和Dequeue的CAS操作流程。这些实现避免了锁竞争带来的性能损耗，通过重试机制保证线程安全，适用于高并发场景。

原创 RTC时钟芯片读取时间不准？以为是RTC芯片或晶振的问题？

摘要：RTC时钟芯片读取存在时间误差问题，常见原因是程序员未正确处理时间进位。典型错误代码直接读取各时间寄存器，可能在读取过程中发生进位导致数据不一致。Linux内核采用双重读取机制：先完整读取时间数据，再验证秒值是否变化，若变化则重新读取，确保获取同一时间点的一致性数据。这种原子性操作避免了因进位导致的时间读取错误，解决了小概率但量产致命的时间误差问题。

原创 从二极管到Ai大模型，需要走过去的路线

原创 定时器设计之-＞分级时间轮

文章摘要：介绍了定时器的多种实现方案，包括Linux定时器API、编程语言级定时器、红黑树和时间轮等，重点分析了分级时间轮模型。通过Go语言代码展示了时间轮的具体实现，包含任务创建、取消、层级迁移等核心功能。时间轮采用环形双向链表结构，支持多级扩展，适用于不同规模的定时任务场景（从200到10万级），具有动态修改和精确调度的特点。代码实现了任务取消、多级时间轮协作等关键机制，并提供了性能监控接口。

原创 论，物联网日志系统架构如何设计？

本文描述了一个物联网日志系统的双引擎存储架构。系统采用MongoDB存储用户行为日志、设备元数据和用户配置，使用Elasticsearch存储应用系统日志和设备状态数据。架构包含设备层（4G终端和执行器）、通信层（MQTT服务）、服务层（REST API和日志服务）、数据存储层（MongoDB分片集群和Elasticsearch集群）以及分析层（Kibana和Grafana）。MongoDB采用分片副本集群架构，包含多个分片副本集和配置服务器，通过mongos路由器处理客户端请求。该设计实现了设备数据采集、

原创 nordic通过j-link rtt viewer打印日志

在Nordic新版本的sdk里面已经默认继承了rtt功能的代码。

原创 esp32 挂载mpu6050实现加速度计

使用Nordic uart service传输数据给app。

原创 编译器自举过程……

原创 arm代码-＞汇编代码-＞机器码-＞cpu执行过程剖析

以2个整数相加为例子。

原创 linux c实现协程

makecontext(ucontext_t *ucp, void (*func)(), int argc, …swapcontext(ucontext_t *oucp, const ucontext_t *ucp)：保存当前上下文到 oucp，然后恢复 ucp 上下文。setcontext(const ucontext_t *ucp)：恢复 ucp 所保存的上下文并继续执行。getcontext(ucontext_t *ucp)：获取当前执行上下文并存储到 ucp 中。

原创 hex、json、cbor、protobuf编码压缩率对比

protobuf: 1.2倍长度 适用于网络游戏，坏处是强耦合性（app和服务器需要随时保持同步，同过.proto文件存储位置元数据）json解析时是通过特殊符号，" ’ { } [] 的匹配，来确定key:value，是位置无关编码，可读性最强，但是特殊符合过多。坏处是json序列化之后的数据长度，是十六进制t l v格式的3~4倍。在嵌入式行业，有大量的工程师在使用header type value value crc这种十六进制的编码协议。这种协议的好处是数据紧凑，数据量小。

原创 LRU 和 DiskLRU实现相册缓存器

我是写Linux后端的（golang、c++、py），缓存算法指的是内存里面的lru，没有用内存lru与disklru结合的场景需求。近段时间研究android开发，里面有一些设计思想值得后端学习。经过缓存的图片从内存或文件加载，速度快了很多。为了简化测试，用Python编程语言实现。看到了android开发里面的一个片段。

原创 PublishSubject、ReplaySubject、BehaviorSubject、AsyncSubject的区别

rx是响应式编程框架的集大成者，相当于应用内部的轻量级的ASMQ（高级消息队列），前端是ui和逻辑分离的特点，需要大量的数据双向多层传递。用rx可以从出发点直达终点，数据不需要层层传递，比如说原来的传递路径是6层，你修改一次数据类，你就需要修改6个地方的代码，用rx只需要修改前后紧挨着的2个数据管道之间的代码。中最新的元素发送出来（如果不存在最新的元素，就发出默认元素）。，有的只会将最新的 n 个元素发送给观察者，有的只会将限制时间段内最新的元素发送给观察者。只关心最终结果的场景（如计算完成后的结果）。

原创 android与Qt类比

通过这种类比，可快速将 Android 的列表开发思维迁移到 Qt 的模型 - 视图体系中，核心差异在于 Qt 的模型与视图解耦更彻底，数据操作通过索引间接完成，而 Android 的 Adapter 直接管理视图单元的创建和绑定。

原创 golang 柯里化（Currying）

使用场景：参数在语义上属于不同组，Go 语法无法在单次调用中声明多组可变参数，通过柯里化可以实现分步接收参数。有的参数是在不同时间段产生，使用Currying可以让函数记住（缓存）参数，避免应用代码去手工管理缓存的参数。

原创 双重检查锁定（Double-Checked Locking）机制

线程 A 释放锁，线程 B 获得锁，进入同步块后发现 instance 已经被创建，不执行实例化操作。线程 A 和 B 都通过了第一次 instance == null 检查，进入同步块前。线程 A 先获得锁，进入同步块，再次检查 instance == null，创建实例。后续所有线程都不会进入同步块，直接返回已创建的实例。

原创 fatfs文件系统设计原理

3）应用层，与进程结合的文件（每个进程有一个数组，存放打开的文件列表）2）内存里面，与操作系统结合的文件接口vfs、存储驱动接口。1）磁盘里面，带格式的文件。

原创 microPython（合宇ESP32-C3开发板）实现24c02的跨页写入、读取

esp32-c3 使用microPython实现at24c02的单字节写、单字节读、连续写（跨页）、连续读（跨页）

原创 github提交不上去，网络超时问题解决

编辑hosts文件，不存在则创建，不要带任何缀名，文件名就叫hosts，可以用git bash命令创建文件：touch hosts。DNS服务器数据不同步，github的服务器发送迁移，在本地缓存的ip地址现在无效了。按照上述操作之后，git push就正常了。

原创 golang自定义MarshalJSON、UnmarshalJSON 原理和技巧

当一个类型实现了encoding/json包中的json.Marshaler接口的MarshalJSON方法时，json.Marshal函数就会调用这个自定义的MarshalJSON方法来进行 JSON 序列化。好的解决办法是：限定拷贝的数据范围，将需要特殊处理的时间戳，单独封装在一个结构体里面。但是引入了新的问题： 对象多拷贝一次，当数据量比较大，api调用比较频繁的时候，浪费cpu时间。问题出现的原因：在前后端分离的项目中，经常出现的问题是时间戳格式的问题。前端由于各种原因，日期格式不完善。

原创 《国产单片机，soc的一些现实问题》

在一堆芯片面前，八九不离十，盯着价格最低的那个芯片就不走了，就像一只饥肠辘辘的狗，看到了一块肉。不是电子信息专业的，去搞嵌入式，就会盯着某个芯片、元器件的价格死磕到底，导致研发失败，或用其他地方十几倍的潜在成本，来弥补老板节省下的那一个物料的成本。做嵌入式，是一个系统性的工作，你的成本构成由：采购、研发、测试、销售、售后、机会成本。很多老板，pm，认知水平之低，目光之肤浅，令人发指难以想象，这些吊毛是怎么混到现在的。当然，stm32也不是完全ok，曾经也出现过iic问题，某款芯片功耗大的问题。

原创 android studio 模拟器不能联网？

在下一次关机之前，android studio里面的模拟器就可以上网了。.关闭所有AVD设备实例。

原创 linux c串口应用编程，参照golang里面的json.Marshal/json.Unmarshal

protocol.c 代码，实现二进制流序列化、反序列化。

原创 普通单向有头链表，用于内存资源受限，不带mmu的单片机

【代码】普通单向有头链表，用于内存资源受限，不带mmu的单片机。

原创 《设计一款蓝牙热敏打印机》

安卓apk用java + kotlin编写、上位机用Qt编写。主控芯片用易兆威蓝牙ic，通讯接口：蓝牙、串口、usb。

原创 Android Studio控制台输出中文乱码问题

1.找到studio的安装目录下的studio64.exe.vmoptions启动配置文件；2.打开文件，最后一行添加 -Dfile.encoding=UTF-8；3.重启android studio；

原创 安卓app之--计算器

写了一款安卓计算器，不是很完善但是能用。

原创 《一个电子工程师的12年》

redis、mysql、sqlite、kafka、zeromq、mongodb、http/https、rest api、mqtt、thread pool、go routine等等，陷入了复杂重复的循环中，中间，我见过形形色色的人，有的很傻，有的很自私，有的很狭隘，有的很极端，有的很要面子，有的很无耻，有的很卑鄙，有的人能当着你的面出尔反尔，这些人的所作所为有适合能惊掉你的下巴……2012年专科毕业，单片机没有学会，keil也不熟悉，protel 99se不熟悉，烙铁不熟悉，就突然毕业了。

原创 boost正负压电路设计和原理分析

如图所示，为模拟电子电路中的Boost电路，可同时提供正压、负压。虽经打板实测，但不可用于商业目的，否则后果自负。

原创 多谐振荡电路分析

图片源自b站，红色注释为通过微信截图添加，原理应该分析的比较清晰。multisim仿真文件暂不提供。