microPython中的字节技术

云深之无迹 2022-01-05 23:25

这里介绍一下mpy的技术。



https://github.com/micropython


GitHub官网


https://github.com/micropython/micropython.git


Mpy的Github地址



下载


导入模块时,MicroPython将代码编译为字节码,然后由MicroPython虚拟机(VM)执行字节码。字节码存储在RAM中。编译器本身需要RAM,但其在编译完成后才可用。

若已导入多个模块,则在没有足够的RAM来运行编译器时,会出现这种情况。在这种情况下,导入语句将引发内存异常。

若模块在导入时实例化全局对象,则将在导入时占用RAM,编译器就无法在随后的导入中使用该RAM。通常, 最好避免导入时运行的代码;更好的方法是在所有模块被导入后都有由应用程序运行的初始化代码。这一方法将编译器可用的RAM最大化。

若RAM仍不足够编译所有模块,一种解决方案是预编译模块。MicroPython有一个交叉编译器, 可将Python模块编译为字节码(参见mpy-cross目录中的README)。生成的字节码文件的扩展名为.mpy。此文件可能被复制到文件系统,并以常规方式导入。或者,某些或所有模块可实现为冻结字节码:在大多数平台上,这样可以节省更多的RAM,因为字节码直接从闪存运行而没有存储在RAM中的。

当正在运行的程序实例化对象时,将从一个固定大小的池中分配必要的RAM,这个池被称为堆。当对象超出范围 (换言之:已不可用于代码)时,冗余对象即为”垃圾”。”垃圾回收”(GC)的进程回收该内存,并将其返回到空闲堆。这个过程自动进行,但可通过发出 gc.collect() 来直接调用。



全局模块在此



一个新类型的定义


对象基址和模块的符号表




所有的python全局模块从:


STATIC const mp_rom_map_elem_t mp_builtin_module_table[]中


查找,这张查找表位于py/objmodule.c。




函数



模块的实现。


这些全局模块的价值在于:


  1. 扩展mp功能

  2. 为添加新的模块提供参考


以下来自一个博客,写的不错:


https://www.limfx.pro/ReadArticle/1115/micropython-yun-hang-yuan-li-yi-ji-ru-he-tong-guocyu-yan-kuo-zhan-micropython-module

Micropython技术是依赖Byte Code的执行,在编译阶段就将py文件先转换成mpy文件,在通过mpy-tool.py生成Byte Code,Byte Code在执行时会依赖Virtual Machine入口表,找到对应的Module入口,最终找到对应的Funcion binary code执行。其中所有的Function都通过Dictionary的形式存储,而每一个Dictionary都有自己的QSTR,Micropython有buildin的QSTR和用户扩展的QSTR。具体流程可参考如下图。




每次编译前makemodulesdefs.pymakeqstrdefs.pymakeqstrdata.py脚本会收集和生成所有的QSTR,以QDEF(MP_QSTR_sizeof, (const byte*)"\x49\x73\x06" "sizeof")的形式写入genhdr/qstrdefs.generated.h文件。其中\x49\x73是字符串哈希值,\x06是字符串长度。MicroPython通过哈希值和长度进行字符串比较从而尽可能地保证性能。

qstrdefs.generated.h主要在qstr.hqstr.c中被include。

/* qstr.h */enum {    #ifndef NO_QSTR#define QDEF(id, str) id,    #include "genhdr/qstrdefs.generated.h"#undef QDEF    #endif    MP_QSTRnumber_of, // no underscore so it can't clash with any of the above};
typedef struct _qstr_pool_t { struct _qstr_pool_t *prev; size_t total_prev_len; size_t alloc; size_t len; const byte *qstrs[];} qstr_pool_t;
/* qstr.c */const qstr_pool_t mp_qstr_const_pool = { NULL, // no previous pool 0, // no previous pool MICROPY_ALLOC_QSTR_ENTRIES_INIT, MP_QSTRnumber_of, // corresponds to number of strings in array just below { #ifndef NO_QSTR#define QDEF(id, str) str, #include "genhdr/qstrdefs.generated.h"#undef QDEF #endif },};


不同文件里QDEF的意义是不同的,qstr.h里是取了前半部分也就是MP_QSTR_xx形式的操作符,加入到enum中作为index,qstr.c中则提取了由哈希值长度以及实际字符串组成的字符串,即MicroPython字节码,将其加入到qstr_pool这个数据结构中。qstr_pool中都是预定义的qstr,包括MicroPython内置qstr和用户通过c语言定义的qstr。这个pool称为interned pool。

mpy-cross将py文件编译成mpy文件,mpy文件就是由字节码组成,字节码输入MicroPython虚拟机后就会查找qstr pool执行对应的函数。

我们通过C语言扩展MicroPython时也需要将关键字注册到qstr pool中。




通过C语言扩展API的代码在这里实现


  • py Python 解释器相关的抽象实现的代码,包含运行时等等。

  • mpy-cross MicroPython 编译器,处理 Python 代码回 ByteCode 机器码。

  • ports 对应平台移植配置文件

  • tests 框架测试脚本

  • docs 配置到 Sphinx 的文档网站

  • extmod 一些不需要在 Core 中的抽象 C 接口代码。

  • tools 各类脚本辅助工具,例如 Pyboard.py 可以通信控制 MicroPython 。

  • examples Python 示例代码。

  • lib 给 port 用的各自平台的 SDK 依赖库,可能在里面,也可能在外面,并不重要。

  • drivers 通过软实现的硬件驱动,基于 py 的架构使用标准 C 实现的 Python 模块(C + Python),和芯片自己提供的 SDK 略微不同,有较大的兼容性。



目录


  • ports/bare-arm/——ARM MCU的MicroPython的最低版本。主要用于控制代码大小。

  • ports/teensy/——运行在Teensy3.1上的MicroPython的一个版本(初步的,但可以使用)。

  • ports/pic16bit/——用于16-bitPIC微控制器的MicroPython版本。

  • ports/cc3200/——运行在TI的cc3200上的MicroPython版本。

  • ports/esp8266/——运行在Espressif的esp8266 SoC上的MicroPython版本。

  • ——在32个微端口上运行的python/Espressif版本。

  • ports/nrf/——运行在北欧nRF51和nRF52微型计算机上的MicroPython版本。

  • extmod/--用C实现的附加(non-core)模块。

  • tools/--各种工具,包括pyboard.py模块。

  • examples/——几个示例Python脚本。



这个目录是大量的驱动。


评论
  • 在智能化技术快速发展当下,图像数据的采集与处理逐渐成为自动驾驶、工业等领域的一项关键技术。高质量的图像数据采集与算法集成测试都是确保系统性能和可靠性的关键。随着技术的不断进步,对于图像数据的采集、处理和分析的需求日益增长,这不仅要求我们拥有高性能的相机硬件,还要求我们能够高效地集成和测试各种算法。我们探索了一种多源相机数据采集与算法集成测试方案,能够满足不同应用场景下对图像采集和算法测试的多样化需求,确保数据的准确性和算法的有效性。一、相机组成相机一般由镜头(Lens),图像传感器(Image
    康谋 2024-12-12 09:45 109浏览
  • 应用环境与极具挑战性的测试需求在服务器制造领域里,系统整合测试(System Integration Test;SIT)是确保产品质量和性能的关键步骤。随着服务器系统的复杂性不断提升,包括:多种硬件组件、操作系统、虚拟化平台以及各种应用程序和服务的整合,服务器制造商面临着更有挑战性的测试需求。这些挑战主要体现在以下五个方面:1. 硬件和软件的高度整合:现代服务器通常包括多个处理器、内存模块、储存设备和网络接口。这些硬件组件必须与操作系统及应用软件无缝整合。SIT测试可以帮助制造商确保这些不同组件
    百佳泰测试实验室 2024-12-12 17:45 104浏览
  • 本文介绍瑞芯微RK3588主板/开发板Android12系统下,APK签名文件生成方法。触觉智能EVB3588开发板演示,搭载了瑞芯微RK3588芯片,该开发板是核心板加底板设计,音视频接口、通信接口等各类接口一应俱全,可帮助企业提高产品开发效率,缩短上市时间,降低成本和设计风险。工具准备下载Keytool-ImportKeyPair工具在源码:build/target/product/security/系统初始签名文件目录中,将以下三个文件拷贝出来:platform.pem;platform.
    Industio_触觉智能 2024-12-12 10:27 102浏览
  • 近日,搭载紫光展锐W517芯片平台的INMO GO2由影目科技正式推出。作为全球首款专为商务场景设计的智能翻译眼镜,INMO GO2 以“快、准、稳”三大核心优势,突破传统翻译产品局限,为全球商务人士带来高效、自然、稳定的跨语言交流体验。 INMO GO2内置的W517芯片,是紫光展锐4G旗舰级智能穿戴平台,采用四核处理器,具有高性能、低功耗的优势,内置超微高集成技术,采用先进工艺,计算能力相比同档位竞品提升4倍,强大的性能提供更加多样化的应用场景。【视频见P盘链接】 依托“
    紫光展锐 2024-12-11 11:50 86浏览
  • 铁氧体芯片是一种基于铁氧体磁性材料制成的芯片,在通信、传感器、储能等领域有着广泛的应用。铁氧体磁性材料能够通过外加磁场调控其导电性质和反射性质,因此在信号处理和传感器技术方面有着独特的优势。以下是对半导体划片机在铁氧体划切领域应用的详细阐述: 一、半导体划片机的工作原理与特点半导体划片机是一种使用刀片或通过激光等方式高精度切割被加工物的装置,是半导体后道封测中晶圆切割和WLP切割环节的关键设备。它结合了水气电、空气静压高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等先进技术,具有高精度、高
    博捷芯划片机 2024-12-12 09:16 100浏览
  • 首先在gitee上打个广告:ad5d2f3b647444a88b6f7f9555fd681f.mp4 · 丙丁先生/香河英茂工作室中国 - Gitee.com丙丁先生 (mr-bingding) - Gitee.com2024年对我来说是充满挑战和机遇的一年。在这一年里,我不仅进行了多个开发板的测评,还尝试了多种不同的项目和技术。今天,我想分享一下这一年的故事,希望能给大家带来一些启发和乐趣。 年初的时候,我开始对各种开发板进行测评。从STM32WBA55CG到瑞萨、平头哥和平海的开发板,我都
    丙丁先生 2024-12-11 20:14 89浏览
  • 一、SAE J1939协议概述SAE J1939协议是由美国汽车工程师协会(SAE,Society of Automotive Engineers)定义的一种用于重型车辆和工业设备中的通信协议,主要应用于车辆和设备之间的实时数据交换。J1939基于CAN(Controller Area Network)总线技术,使用29bit的扩展标识符和扩展数据帧,CAN通信速率为250Kbps,用于车载电子控制单元(ECU)之间的通信和控制。小北同学在之前也对J1939协议做过扫盲科普【科普系列】SAE J
    北汇信息 2024-12-11 15:45 125浏览
  • 天问Block和Mixly是两个不同的编程工具,分别在单片机开发和教育编程领域有各自的应用。以下是对它们的详细比较: 基本定义 天问Block:天问Block是一个基于区块链技术的数字身份验证和数据交换平台。它的目标是为用户提供一个安全、去中心化、可信任的数字身份验证和数据交换解决方案。 Mixly:Mixly是一款由北京师范大学教育学部创客教育实验室开发的图形化编程软件,旨在为初学者提供一个易于学习和使用的Arduino编程环境。 主要功能 天问Block:支持STC全系列8位单片机,32位
    丙丁先生 2024-12-11 13:15 73浏览
  • 全球智能电视时代来临这年头若是消费者想随意地从各个通路中选购电视时,不难发现目前市场上的产品都已是具有智能联网功能的智能电视了,可以宣告智能电视的普及时代已到临!Google从2021年开始大力推广Google TV(即原Android TV的升级版),其他各大品牌商也都跟进推出搭载Google TV操作系统的机种,除了Google TV外,LG、Samsung、Panasonic等大厂牌也开发出自家的智能电视平台,可以看出各家业者都一致地看好这块大饼。智能电视的Wi-Fi连线怎么消失了?智能电
    百佳泰测试实验室 2024-12-12 17:33 104浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-12 10:13 65浏览
  • 时源芯微——RE超标整机定位与解决详细流程一、 初步测量与问题确认使用专业的电磁辐射测量设备,对整机的辐射发射进行精确测量。确认是否存在RE超标问题,并记录超标频段和幅度。二、电缆检查与处理若存在信号电缆:步骤一:拔掉所有信号电缆,仅保留电源线,再次测量整机的辐射发射。若测量合格:判定问题出在信号电缆上,可能是电缆的共模电流导致。逐一连接信号电缆,每次连接后测量,定位具体哪根电缆或接口导致超标。对问题电缆进行处理,如加共模扼流圈、滤波器,或优化电缆布局和屏蔽。重新连接所有电缆,再次测量
    时源芯微 2024-12-11 17:11 128浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-11 17:58 102浏览
  • RK3506 是瑞芯微推出的MPU产品,芯片制程为22nm,定位于轻量级、低成本解决方案。该MPU具有低功耗、外设接口丰富、实时性高的特点,适合用多种工商业场景。本文将基于RK3506的设计特点,为大家分析其应用场景。RK3506核心板主要分为三个型号,各型号间的区别如下图:​图 1  RK3506核心板处理器型号场景1:显示HMIRK3506核心板显示接口支持RGB、MIPI、QSPI输出,且支持2D图形加速,轻松运行QT、LVGL等GUI,最快3S内开
    万象奥科 2024-12-11 15:42 109浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦