micropython源代码分析,micropython开发环境
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一介绍
微型计算机编程语言运行在微控制器上的Python。遵守麻省理工学院(麻省理工学院)协议。由剑桥大学的理论物理学家badxz设计。
微型计算机编程语言的软件特点：
Python 3语法。
完整的计算机编程语言词法分析器，解析器，编译器，虚拟机和运行时。
包含命令行接口，可离线运行。
计算机编程语言字节码由内置虚拟机编译运行。
有效的内部存储算法，能带来高效的内存利用率。整数变量存储在内存堆中，而不是栈中。
使用计算机编程语言装饰者特性，函数可以被编译成原生机器码，虽然这一特性会带来大约2倍的内存消耗，但也使大蟒有更快的执行速度。
函数编译可设置使用底层整数代替大蟒内建对象作为数字使用。有些代码的运行效率可以媲美c的效率，并且可以被大蟒直接调用，适合做时间紧迫性，运算复杂度高的应用。
通过内联汇编功能，应用可以完全接入底层运行时，内联汇编器也可以像普通的大蟒函数一样调用。
基于简单和快速标记的内存垃圾回收算法，运行周期少于四毫秒，许多函数都可以避免使用栈内存段，因此也不需要垃圾回收功能。
二源码分析
微丝体实现了基本的大蟒的词法分析器，解析器，编译器，虚拟机和运行时。在开源代码库上获得代码：
https://github.com/micropython/micropython
解压之后目录大概如下：
主要目录的解释也可在根目录的README.md中找到。
本文以STM32 MicroPython为例。目前微丝体可运行于类操作系统系统，图16,手臂等平台。
首先，需要了解计算机编程语言的运行机制，可以参考：http://tech.uc.cn/？p=1932年年。
然后，micropython-master\py目录下个人认为是最核心的发动机，也就是微丝体的实现，C语言实现的大蟒的解析器，运行时，虚拟机组建。
最后我们来看STM32是如何实现计算机编程语言编程与控制的：
源码图中绿色注释的部分是STM32 MicroPython的主要代码，STM32(以下简称MCU)主函数位于stmhal/main.c，MCU启动后进入主要的函数，那么我们看主要的函数里干了什么事情：
int main(void) {
//TODO禁用边界扫描
//堆栈限制应该小于实际的堆栈大小，所以我们有机会
//从限制命中中恢复。(限制以字节为单位。)
MP _ stack _ ctrl _ init()；
MP _ stack _ set _ limit((char *)_ ram _ end-(char *)_ heap _ end-1024)；
/* STM32F4xx HAL库初始化：
-配置闪存预取、指令和数据缓存
-配置系统时钟每一毫秒产生一次中断
-将嵌套中断向量控制器组优先级设置为四
-全局MSP(微控制器支持包)初始化
*/
HAL _ Init()；
//将系统时钟设置为卫生与安全执行委员会
system clock _ Config()；
…
端口初始化、LED初始化、交换机初始化、标清卡初始化
…
//GC初始化
gc_init(_heap_start，heap _ end)；
//微Python初始化
MP _ init()；
mp_obj_list_init(mp_sys_path，0)；
mp_obj_list_append(mp_sys_path，mp _ obj _新_ QSTR(QSTR议员))；//当前目录（或脚本的基本目录)
mp_obj_list_append(mp_sys_path，mp _ obj _新_ QSTR(议员_ QSTR _ _斜杠_ flash))；
mp_obj_list_append(mp_sys_path，mp _ obj _新_ QSTR(议员_ QSTR _ _斜杠_ flash _斜杠_ lib))；
mp_obj_list_init(mp_sys_argv，0)；
//将指向已安装设备的指针清零
memset(MP _ STATE _ PORT(fs _ user _ mount)，0，sizeof(MP _ STATE _ PORT(fs _ user _ mount))；
//初始化低级子系统。这里我们需要一些非常基本的东西，比如
//清空内存并重置任何子系统。在此之后
//我们可以运行计算机编程语言脚本（比如boot.py)，但是任何可配置的东西
//必须在boot.py运行后设置by boot.py .
readline _ init 0()；
pin _ init 0()；
ext int _ init 0()；
timer _ init 0()；
UART _ init 0()；
//定义MICROPY _硬件_UART_REPL为PYB UART _ 6并定义
//如果您想要一个
//硬件通用非同步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)和虚拟串口上的取代
#如果已定义(MICROPY_HW_UART_REPL)
{
mp_obj_t args[2]={
MP _ OBJ新_小_INT(MICROPY_HW_UART_REPL)
MP _ OBJ新_小_ INT(MICROPY _ HW _ UART _ REPL _波特),
};
MP _ STATE _ PORT(pyb _ stdio _ UART)=pyb _ UART _ type。make _ new((MP _ obj _ t)pyb _ UART _ type，MP_ARRAY_SIZE(args)，0，args)；
}
#否则
MP _ STATE _ PORT(pyb _ stdio _ UART)=NULL；
#endif
I2C _初始化0()；
软复位退出：
}
在主要的函数中大概是初始化微程序控制器的时钟，初始化各个外设，然后调用大蟒的垃圾回收器gc_init()，初始化大蟒对象列表，相当于启动了大蟒的虚拟机（本人暂时对大蟒的实现机制理解有限)。后面紧接着启动了大蟒的REPL，绑定到uart6，这也就允许你通过串口来执行大蟒代码了。
启动之后单片机底层的操作通过micropython-master \ STM Hal \ Hal \ F4目录下的硬件抽象层(硬件抽象层的缩写)驱动来完成，那么在串口敲下的命令又是如何调用底层的驱动的呢？
三内建对象集成
拿简单的数（字)-模（拟)转换器来说，与之相关的文件为micropython-master\stmhal\下的dac.h、dac.c、dac.x文件声明并定义了微丝体板数（字）模（拟）转换器类的方法与属性，通过目标文件千瓦或MP_DEFINE_CONST_FUN_OBJ等注册给微丝体的内建对象。比如下面的函数：pyb_dac_write()函数调用STM32的HAL lib实现硬件的操作，通过下院议员将此函数注册为pyb _ dac _写入_对象
///\方法写入（值)
///直接访问数（字）模（拟）转换器输出（目前仅8位)。
静态MP _ obj _ t pyb _ DAC _ write(MP _ obj _ t self _ in，mp_obj_t val) {
pyb _ dac _ obj _ t * self=self _ in
如果（自我状态！=DAC_STATE_WRITE_SINGLE) {
DAC_ChannelConfTypeDef配置；
配置100 .发援会_触发器=DAC _触发器_无；
配置DAC _ out buffer=DAC _ output buffer _ DISABLE；
HAL _ DAC _ config通道(DAC _ Handle，config，self-DAC _ channel)；
自状态=DAC _状态_写_单
}
//数模转换器输出在硬件级始终是12位，我们提供支持
//对于多位"分辨率",只需移动输入值。
HAL_DAC_SetValue(DAC_Handle，self-dac_channel，DAC_ALIGN_12B_R，
mp_obj_get_int(val) (12位自身);
HAL_DAC_Start(DAC_Handle，自DAC _ channel)；
返回mp _常量_无
}
静态MP _ DEFINE _ CONST _ FUN _ OBJ _ 2(pyb _ DAC _ write _ obj，pyb _ DAC _ write)；
最后将所有的方法注册给微丝体
静态常数MP _ map _ elem _ t pyb _ DAC _ locals _ dict _ table[]={
//实例方法
{ MP _ OBJ _新QSTR(MP _ QSTR _初始化)，(mp_obj_t)pyb_dac_init_obj }
{ MP _ OBJ _新_ QSTR(QSTR议员)写)，(MP _ obj _ t)pyb _ DAC _写_obj }，
#如果已定义(lmdxz6)
{ MP _ OBJ _新_ QSTR(QSTR议员)噪音)，(MP _ obj _ t)pyb _ DAC _噪音_obj }，
{ MP _ OBJ _新_ QSTR(QSTR议员)三角)，(MP _ obj _ t)pyb _ DAC _三角_obj }，
{ MP _ OBJ _新_ QSTR(QSTR议员)写_定时)，(MP _ obj _ t)pyb _ DAC _写_定时_obj }，
#endif
//类常量
{ MP _ OBJ _新_ QSTR(QSTR议员)正常)，MP _ OBJ _新_小_ INT(DMA _正常)},
{ MP _ OBJ _新_ QSTR(QSTR议员)循环)，MP _ OBJ _新_小_ INT(DMA _循环)},
};
静态MP _ DEFINE _ CONST _ DICT(pyb _ DAC _ locals _ DICT，pyb _ DAC _ locals _ DICT _ table)；
const MP _ obj _ type _ t pyb _ DAC _ type={
{ mp_type_type }。name=MP_QSTR_DAC。make_new=pyb_dac_make_new。locals _ dict=(MP _ obj _ t)pyb _ DAC _ locals _ dict，
};
该结构体在dac.h中声明为外部变量：
extern const MP _ obj _ type _ t pyb _ DAC _ type；
然后在stmhal/modpyb.c中包含了dac.h，并将pyb_dac_type声明为大蟒的对象：
#if MICROPY_HW_ENABLE_DAC
{ MP _ OBJ _新QSTR(MP_QSTR_DAC)，(mp_obj_t)pyb_dac_type }，
#endif
因此如果想添加内建的对象或方法应该遵循如下的步骤与原则：
建立国会议员对象：
const MP _ obj _ type _ t pyb _ led _ type={
{ mp_type_type }。name=MP_QSTR_LED，///name。print=led_obj_print，///重载的打印方法。make_new=led_obj_make_new，///构造函数。locals _ dict=(MP _ obj _ t)led _ locals _ dict，///该对象所拥有的方法字典
};建立方法字典led_locals_dict:实现方法
实现上图中画横线的方法以及第一步中的重载的打印方法，构造方法等。将国会议员对象pyb_led_type添加到modpyb.c中的pyb_module_globals_table[]全局大蟒对象表里：
{ MP _ OBJ _新QSTR(MP_QSTR_DAC)，(mp_obj_t)pyb_dac_type }
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