走出舒适区，我了解了 Go 的交叉编译功能。

在 Linux 上测试软件时，我使用各种架构的服务器，例如 Intel、AMD、Arm 等。当我 分配了一台满足我的测试需求的 Linux 机器，我仍然需要执行许多步骤：

1. 下载并安装必备软件
2. 验证构建服务器上是否有新的测试软件包
3. 获取并设置依赖软件包所需的 yum 仓库
4. 下载并安装新的测试软件包（基于步骤 2）
5. 获取并设置必需的 SSL 证书
6. 设置测试环境，获取所需的 Git 仓库，更改配置，重新启动守护进程等
7. 做其他需要做的事情

用脚本自动化

这些步骤非常常规，以至于有必要对其进行自动化并将脚本保存到中央位置（例如文件服务器），在需要时可以在此处下载脚本。为此，我编写了 100-120 行的 Bash shell 脚本，它为我完成了所有配置（包括错误检查）。这个脚本通过以下方式简化了我的工作流程：

1. 配置新的 Linux 系统（支持测试的架构）
2. 登录系统并从中央位置下载自动化 shell 脚本
3. 运行它来配置系统
4. 开始测试

学习 Go 语言

我想学习 Go 语言 有一段时间了，将我心爱的 Shell 脚本转换为 Go 程序似乎是一个很好的项目，可以帮助我入门。它的语法看起来很简单，在尝试了一些测试程序后，我开始着手提高自己的知识并熟悉 Go 标准库。

我花了一个星期的时间在笔记本电脑上编写 Go 程序。我经常在我的 x86 服务器上测试程序，清除错误并使程序健壮起来，一切都很顺利。

直到完全转换到 Go 程序前，我继续依赖自己的 shell 脚本。然后，我将二进制文件推送到中央文件服务器上，以便每次配置新服务器时，我要做的就是获取二进制文件，将可执行标志打开，然后运行二进制文件。我对早期的结果很满意：

$ wget http://file.example.com/<myuser>/bins/prepnode
$ chmod  +x ./prepnode
$ ./prepnode

然后，出现了一个问题

第二周，我从资源池中分配了一台新的服务器，像往常一样，我下载了二进制文件，设置了可执行标志，然后运行二进制文件。但这次它出错了，是一个奇怪的错误：

$ ./prepnode
bash: ./prepnode: cannot execute binary file: Exec format error
$

起初，我以为可能没有成功设置可执行标志。但是，它已按预期设置：

$ ls -l prepnode
-rwxr-xr-x. 1 root root 2640529 Dec 16 05:43 prepnode

发生了什么事？我没有对源代码进行任何更改，编译没有引发任何错误或警告，而且上次运行时效果很好，因此我仔细查看了错误消息 format error。

我检查了二进制文件的格式，一切看起来都没问题：

$ file prepnode
prepnode: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

我迅速运行了以下命令，识别所配置的测试服务器的架构以及二进制试图运行的平台。它是 Arm64 架构，但是我编译的二进制文件（在我的 x86 笔记本电脑上）生成的是 x86-64 格式的二进制文件：

$ uname -m
aarch64

脚本编写人员的编译第一课

在那之前，我从未考虑过这种情况（尽管我知道这一点）。我主要研究脚本语言（通常是 Python）以及 Shell 脚本。在任何架构的大多数 Linux 服务器上都可以使用 Bash Shell 和 Python 解释器。总之，之前一切都很顺利。

但是，现在我正在处理 Go 这种编译语言，它生成可执行的二进制文件。编译后的二进制文件由特定架构的 指令码 或汇编指令组成，这就是为什么我收到格式错误的原因。由于 Arm64 CPU（运行二进制文件的地方）无法解释二进制文件的 x86-64 指令，因此它抛出错误。以前，shell 和 Python 解释器为我处理了底层指令码或特定架构的指令。

Go 的交叉编译

我检查了 Golang 的文档，发现要生成 Arm64 二进制文件，我要做的就是在运行 go build 命令编译 Go 程序之前设置两个环境变量。

GOOS 指的是操作系统，例如 Linux、Windows、BSD 等，而 GOARCH 指的是要在哪种架构上构建程序。

$ env GOOS=linux GOARCH=arm64 go build -o prepnode_arm64

构建程序后，我重新运行 file 命令，这一次它显示的是 ARM AArch64，而不是之前显示的 x86。因此，我在我的笔记本上能为不同的架构构建二进制文件。

$ file prepnode_arm64
prepnode_arm64: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

我将二进制文件从笔记本电脑复制到 ARM 服务器上。现在运行二进制文件（将可执行标志打开）不会产生任何错误：

$ ./prepnode_arm64  -h
Usage of ./prepnode_arm64:
  -c    Clean existing installation
  -n    Do not start test run (default true)
  -s    Use stage environment, default is qa
  -v    Enable verbose output

其他架构呢？

x86 和 Arm 是我测试软件所支持的 5 种架构中的两种，我担心 Go 可能不会支持其它架构，但事实并非如此。你可以查看 Go 支持的架构：

$ go tool dist list

Go 支持多种平台和操作系统，包括：

• AIX
• Android
• Darwin
• Dragonfly
• FreeBSD
• Illumos
• JavaScript
• Linux
• NetBSD
• OpenBSD
• Plan 9
• Solaris
• Windows

要查找其支持的特定 Linux 架构，运行：

$ go tool dist list | grep linux

如下面的输出所示，Go 支持我使用的所有体系结构。尽管 x86\_64 不在列表中，但 AMD64 兼容 x86-64，所以你可以生成 AMD64 二进制文件，它可以在 x86 架构上正常运行：

$ go tool dist list | grep linux
linux/386
linux/amd64
linux/arm
linux/arm64
linux/mips
linux/mips64
linux/mips64le
linux/mipsle
linux/ppc64
linux/ppc64le
linux/riscv64
linux/s390x

处理所有架构

为我测试的所有体系结构生成二进制文件，就像从我的 x86 笔记本电脑编写一个微小的 shell 脚本一样简单：

#!/usr/bin/bash
archs=(amd64 arm64 ppc64le ppc64 s390x)

for arch in ${archs[@]}
do
        env GOOS=linux GOARCH=${arch} go build -o prepnode_${arch}
done

$ file prepnode_*
prepnode_amd64:   ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, Go BuildID=y03MzCXoZERH-0EwAAYI/p909FDnk7xEUo2LdHIyo/V2ABa7X_rLkPNHaFqUQ6/5p_q8MZiR2WYkA5CzJiF, not stripped
prepnode_arm64:   ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, Go BuildID=q-H-CCtLv__jVOcdcOpA/CywRwDz9LN2Wk_fWeJHt/K4-3P5tU2mzlWJa0noGN/SEev9TJFyvHdKZnPaZgb, not stripped
prepnode_ppc64:   ELF 64-bit MSB executable, 64-bit PowerPC or cisco 7500, version 1 (SYSV), statically linked, Go BuildID=DMWfc1QwOGIq2hxEzL_u/UE-9CIvkIMeNC_ocW4ry/r-7NcMATXatoXJQz3yUO/xzfiDIBuUxbuiyaw5Goq, not stripped
prepnode_ppc64le: ELF 64-bit LSB executable, 64-bit PowerPC or cisco 7500, version 1 (SYSV), statically linked, Go BuildID=C6qCjxwO9s63FJKDrv3f/xCJa4E6LPVpEZqmbF6B4/Mu6T_OR-dx-vLavn1Gyq/AWR1pK1cLz9YzLSFt5eU, not stripped
prepnode_s390x:   ELF 64-bit MSB executable, IBM S/390, version 1 (SYSV), statically linked, Go BuildID=faC_HDe1_iVq2XhpPD3d/7TIv0rulE4RZybgJVmPz/o_SZW_0iS0EkJJZHANxx/zuZgo79Je7zAs3v6Lxuz, not stripped

现在，每当配置一台新机器时，我就运行以下 wget 命令下载特定体系结构的二进制文件，将可执行标志打开，然后运行：

$ wget http://file.domain.com/<myuser>/bins/prepnode_<arch>
$ chmod +x ./prepnode_<arch>
$ ./prepnode_<arch>

为什么？

你可能想知道，为什么我没有坚持使用 shell 脚本或将程序移植到 Python 而不是编译语言上来避免这些麻烦。所以有舍有得，那样的话我不会了解 Go 的交叉编译功能，以及程序在 CPU 上执行时的底层工作原理。在计算机中，总要考虑取舍，但绝不要让它们阻碍你的学习。

via: https://opensource.com/article/21/1/go-cross-compiling

作者：Gaurav Kamathe 选题：lujun9972 译者：MjSeven 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

弱密码 “solarwinds123” 可能是导致 SolarWinds 事件的攻击入口

SolarWinds 的一名实习生曾经使用密码 “solarwinds123”，并将其发布到 GitHub 上。2019 年时安全研究人员在互联网上发现了这个密码，并警告该公司它暴露了 SolarWinds 的文件服务器。而该公司 CEO 最近在听证会上承认，该密码在 2017 年就在内部使用了。听证会上，有众议员强烈批评了该公司，“我有一个比 ‘solarwinds123’ 更强的密码，以阻止我的孩子在 iPad 上看太多 YouTube! ”

虽然不确定是不是因为这个或其它的弱密码而导致的入侵，但是很有可能就是因为内部管理缺位导致的渗透。

大家来说说，你们内部系统的密码是不是弱密码？

用 Go 语言编写的恶意软件近年来呈爆发式增长

根据网络安全公司 Intezer 本周发布的一份报告，自 2017 年以来使用 Go 编程语言编写的恶意软件数量呈现爆发式增长，增幅超过 2000%。首个基于 Go 语言开发的恶意软件在 2012 才被检测到，但在 2019 年，它变成了一种常见现象。

Go 语言之所以会出现这种突然暴涨的现象，主要有三个原因：Go 支持跨平台编译的简易流程；基于 Go 的安装文件难以被分析和逆向工程；Go 对网络数据包和请求工作的支持很好。

一个技术好用不好用，可从在地下黑产中的流行程度看出来。

比尔•盖茨更喜欢用安卓手机，可能是因为预装软件

微软已经没有自己的移动平台了，因为 Windows 10 Mobile 已经死了。所以，现在微软公司的高管和员工自然可以随心所欲地在安卓和 iPhone 之间选择了。

而对于微软创始人比尔•盖茨而言，安卓系统是更好的选择。盖茨说，“其实我用的是安卓手机。因为我想接触各种事物，我会经常玩玩 iPhone，但我随身携带的是安卓手机。”而使用安卓的原因可能是，“一些安卓厂商预装微软软件的方式让我觉得很方便。他们对于软件与操作系统的连接方式更加灵活。”

封闭的如 iPhone，开放的如安卓，都取得了空前成功，但是后来效仿者却无法复制成功。所以，这里的原因和封闭或开放可能没有必然关系。

更新：如果你是从一篇题为 《糟糕的 Go 语言》 的汇编文章看到这篇博文的话，那么我想表明的是，我很惭愧被列在这样的名单上。Go 绝对是我使用过的最不糟糕的的编程语言。在我写作本文时，我是想遏制我所看到的一种趋势，那就是过度使用 Go 的一些较复杂的部分。我仍然认为 通道 Channel 可以更好，但是总体而言，Go 很棒。这就像你最喜欢的工具箱中有 这个工具；它可以有用途（甚至还可能有更多的用途），它仍然可以成为你最喜欢的工具箱！

更新 2：如果我没有指出这项对真实问题的优秀调查，那我将是失职的：《理解 Go 中的实际并发错误》。这项调查的一个重要发现是...Go 通道会导致很多错误。

从 2010 年中后期开始，我就断断续续地在使用 Google 的 Go 编程语言，自 2012 年 1 月开始（在 Go 1.0 之前！），我就用 Go 为 Space Monkey 编写了合规的产品代码。我对 Go 的最初体验可以追溯到我在研究 Hoare 的 通信顺序进程 并发模型和 Matt Might 的 UCombinator 研究组 下的 π-演算 时，作为我（现在已重定向）博士工作的一部分，以更好地支持多核开发。Go 就是在那时发布的（多么巧合啊！），我当即就开始学习尝试了。

它很快就成为了 Space Monkey 开发的核心部分。目前，我们在 Space Monkey 的生产系统有超过 42.5 万行的纯 Go 代码（不 包括我们所有的 vendored 库中的代码量，这将使它接近 150 万行），所以也并不是你见过的最多的 Go 代码，但是对于相对年轻的语言，我们是重度用户。我们之前 写了我们的 Go 使用情况。也开源了一些使用率很高的库；许多人似乎是我们的 OpenSSL 绑定（比 crypto/tls 更快，但请保持 openssl 本身是最新的！）、我们的 错误处理库、日志库 和 度量标准收集库/zipkin 客户端 的粉丝。我们使用 Go、我们热爱 Go、我们认为它是目前为止我们使用过的最不糟糕的、符合我们需求的编程语言。

尽管我也不认为我能说服自己不要提及我的广泛避免使用 goroutine-local-storage 库 （尽管它是一个你不应该使用的魔改技巧，但它是一个漂亮的魔改），希望我的其他经历足以证明我在解释我故意煽动性的帖子标题之前知道我在说什么。

等等，什么？

如果你在大街上问一个有名的程序员，Go 有什么特别之处？ 她很可能会告诉你 Go 最出名的是 通道 Channels 和 goroutine。 Go 的理论基础很大程度上是建立在 Hoare 的 CSP（ 通信顺序进程 Communicating Sequential Processes ）模型上的，该模型本身令人着迷且有趣，我坚信，到目前为止，它产生的收益远远超过了我们的预期。

CSP（和 π-演算）都使用通信作为核心同步原语，因此 Go 会有通道是有道理的。Rob Pike 对 CSP 着迷（有充分的理由）相当深 已经有一段时间了。（当时 和 现在）。

但是从务实的角度来看（也是 Go 引以为豪的），Go 把通道搞错了。在这一点上，通道的实现在我的书中几乎是一个坚实的反模式。为什么这么说呢？亲爱的读者，让我细数其中的方法。

你可能最终不会只使用通道

Hoare 的 “通信顺序进程” 是一种计算模型，实际上，唯一的同步原语是在通道上发送或接收的。一旦使用 互斥量 mutex 、 信号量 semaphore 或 条件变量 condition variable 、bam，你就不再处于纯 CSP 领域。 Go 程序员经常通过高呼 “通过交流共享内存” 的 缓存的思想 来宣扬这种模式和哲学。

那么，让我们尝试在 Go 中仅使用 CSP 编写一个小程序！让我们成为高分接收者。我们要做的就是跟踪我们看到的最大的高分值。如此而已。

首先，我们将创建一个 Game 结构体。

type Game struct {
  bestScore int
  scores    chan int
}

bestScore 不会受到 互斥量 mutex 的保护！这很好，因为我们只需要一个 goroutine 来管理其状态并通过通道来接收新的分值即可。

func (g *Game) run() {
  for score := range g.scores {
    if g.bestScore < score {
      g.bestScore = score
    }
  }
}

好的，现在我们将创建一个有用的构造函数来开始 Game。

func NewGame() (g *Game) {
  g = &Game{
    bestScore: 0,
    scores:    make(chan int),
  }
  go g.run()
  return g
}

接下来，假设有人给了我们一个可以返回分数的 Player。它也可能会返回错误，因为可能传入的 TCP 流可能会死掉或发生某些故障，或者玩家退出。

type Player interface {
  NextScore() (score int, err error)
}

为了处理 Player，我们假设所有错误都是致命的，并将获得的比分向下传递到通道。

func (g *Game) HandlePlayer(p Player) error {
  for {
    score, err := p.NextScore()
    if err != nil {
      return err
    }
    g.scores <- score
  }
}

好极了！现在我们有了一个 Game 类型，可以以线程安全的方式跟踪 Player 获得的最高分数。

你圆满完成了自己的开发工作，并开始拥有客户。你将这个游戏服务器公开，就取得了令人难以置信的成功！你的游戏服务器上也许正在创建许多游戏。

很快，你发现人们有时会离开你的游戏。许多游戏不再有任何玩家在玩，但没有任何东西可以阻止游戏运行的循环。死掉的 (*Game).run goroutines 让你不知所措。

挑战： 在无需互斥量或 panics 的情况下修复上面的 goroutine 泄漏。实际上，可以滚动到上面的代码，并想出一个仅使用通道来解决此问题的方案。

我等着。

就其价值而言，它完全可以只通过通道来完成，但是请观察以下解决方案的简单性，它甚至没有这个问题：

type Game struct {
  mtx sync.Mutex
  bestScore int
}

func NewGame() *Game {
  return &Game{}
}

func (g *Game) HandlePlayer(p Player) error {
  for {
    score, err := p.NextScore()
    if err != nil {
      return err
    }
    g.mtx.Lock()
    if g.bestScore < score {
      g.bestScore = score
    }
    g.mtx.Unlock()
  }
}

你想选择哪一个？不要被欺骗了，以为通道的解决方案可以使它在更复杂的情况下更具可读性和可理解性。 拆解 Teardown 是非常困难的。这种拆解若用 互斥量 mutex 来做那只是小菜一碟，但最困难的是只使用 Go 专用通道来解决。另外，如果有人回复说发送通道的通道更容易推理，我马上就是感到头疼。

重要的是，这个特殊的情况可能真的 很容易 解决，而通道有一些运行时的帮助，而 Go 没有提供！不幸的是，就目前的情况来看，与 Go 的 CSP 版本相比，使用传统的 同步原语 synchronization primitives 可以更好地解决很多问题，这是令人惊讶的。稍后，我们将讨论 Go 可以做些什么来简化此案例。

练习： 还在怀疑？ 试着让上面两种解决方案（只使用通道与只使用互斥量channel-only vs mutex-only）在一旦 bestScore 大于或等于 100 时，就停止向 Players 索要分数。继续打开你的文本编辑器。这是一个很小的玩具问题。

这里的总结是，如果你想做任何实际的事情，除了通道之外，你还会使用传统的同步原语。

通道比你自己实现要慢一些

Go 如此重视 CSP 理论，我认为其中一点就是，运行时应该可以通过通道做一些杀手级的调度优化。也许通道并不总是最直接的原语，但肯定是高效且快速的，对吧？

正如 Dustin Hiatt 在 Tyler Treat’s post about Go 上指出的那样，

在幕后，通道使用锁来序列化访问并提供线程安全性。 因此，通过使用通道同步对内存的访问，你实际上就是在使用锁。 被包装在线程安全队列中的锁。 那么，与仅仅使用标准库 sync 包中的互斥量相比，Go 的花式锁又如何呢？ 以下数字是通过使用 Go 的内置基准测试功能，对它们的单个集合连续调用 Put 得出的。

> BenchmarkSimpleSet-8 3000000 391 ns/op
> BenchmarkSimpleChannelSet-8 1000000 1699 ns/o
>

无缓冲通道的情况与此类似，甚至是在争用而不是串行运行的情况下执行相同的测试。

也许 Go 调度器会有所改进，但与此同时，良好的旧互斥量和条件变量是非常好、高效且快速。如果你想要提高性能，请使用久经考验的方法。

通道与其他并发原语组合不佳

好的，希望我已经说服了你，有时候，你至少还会与除了通道之外的原语进行交互。标准库似乎显然更喜欢传统的同步原语而不是通道。

你猜怎么着，正确地将通道与互斥量和条件变量一起使用，其实是有一定的挑战性的。

关于通道的一个有趣的事情是，通道发送是同步的，这在 CSP 中是有很大意义的。通道发送和通道接收的目的是为了成为同步屏蔽，发送和接收应该发生在同一个虚拟时间。如果你是在执行良好的 CSP 领域，那就太好了。

实事求是地说，Go 通道也有多种缓冲方式。你可以分配一个固定的空间来考虑可能的缓冲，以便发送和接收是不同的事件，但缓冲区大小是有上限的。Go 并没有提供一种方法来让你拥有任意大小的缓冲区 —— 你必须提前分配缓冲区大小。 这很好，我在邮件列表上看到有人在争论，因为无论如何内存都是有限的。

What。

这是个糟糕的答案。有各种各样的理由来使用一个任意缓冲的通道。如果我们事先知道所有的事情，为什么还要使用 malloc 呢？

没有任意缓冲的通道意味着在 任何 通道上的幼稚发送可能会随时阻塞。你想在一个通道上发送，并在互斥下更新其他一些记账吗？小心！你的通道发送可能被阻塞！

// ...
s.mtx.Lock()
// ...
s.ch <- val // might block!
s.mtx.Unlock()
// ...

这是哲学家晚餐大战的秘诀。如果你使用了锁，则应该迅速更新状态并释放它，并且尽可能不要在锁下做任何阻塞。

有一种方法可以在 Go 中的通道上进行非阻塞发送，但这不是默认行为。假设我们有一个通道 ch := make(chan int)，我们希望在其上无阻塞地发送值 1。以下是在不阻塞的情况下你必须要做的最小量的输入：

select {
case ch <- 1: // it sent
default:      // it didn't
}

对于刚入门的 Go程序员来说，这并不是自然而然就能想到的事情。

综上所述，因为通道上的很多操作都会阻塞，所以需要对哲学家及其就餐仔细推理，才能在互斥量的保护下，成功地将通道操作与之并列使用，而不会造成死锁。

严格来说，回调更强大，不需要不必要的 goroutines

每当 API 使用通道时，或者每当我指出通道使某些事情变得困难时，总会有人会指出我应该启动一个 goroutine 来读取该通道，并在读取该通道时进行所需的任何转换或修复。

呃，不。如果我的代码位于热路径中怎么办？需要通道的实例很少，如果你的 API 可以设计为使用 互斥量 mutexes 、 信号量 semaphores 和 回调 callbacks ，而不使用额外的 goroutine （因为所有事件边缘都是由 API 事件触发的），那么使用通道会迫使我在资源使用中添加另一个内存分配堆栈。是的，goroutine 比线程轻得多，但更轻量并不意味着是最轻量。

正如我以前 在一篇关于使用通道的文章的评论中争论过的（呵呵，互联网），如果你使用回调而不是通道，你的 API 总是 可以更通用，总是 更灵活，而且占用的资源也会大大减少。“总是” 是一个可怕的词，但我在这里是认真的。有证据级的东西在进行。

如果有人向你提供了一个基于回调的 API，而你需要一个通道，你可以提供一个回调，在通道上发送，开销不大，灵活性十足。

另一方面，如果有人提供了一个基于通道的 API 给你，而你需要一个回调，你必须启动一个 goroutine 来读取通道，并且 你必须希望当你完成读取时，没有人试图在通道上发送更多的东西，这样你就会导致阻塞的 goroutine 泄漏。

对于一个超级简单的实际例子，请查看 context 接口（顺便说一下，它是一个非常有用的包，你应该用它来代替 goroutine 本地存储）。

type Context interface {
  ...
  // Done returns a channel that closes when this work unit should be canceled.
  // Done 返回一个通道，该通道在应该取消该工作单元时关闭。
  Done() <-chan struct{}

  // Err returns a non-nil error when the Done channel is closed
  // 当 Done 通道关闭时，Err 返回一个非 nil 错误
  Err() error
  ...
}

想象一下，你要做的只是在 Done() 通道触发时记录相应的错误。你该怎么办？如果你没有在通道中选择的好地方，则必须启动 goroutine 进行处理：

go func() {
  <-ctx.Done()
  logger.Errorf("canceled: %v", ctx.Err())
}()

如果 ctx 在不关闭返回 Done() 通道的情况下被垃圾回收怎么办？哎呀！这正是一个 goroutine 泄露！

现在假设我们更改了 Done 的签名：

// Done calls cb when this work unit should be canceled.
Done(cb func())

首先，现在日志记录非常容易。看看：ctx.Done(func() { log.Errorf ("canceled:%v", ctx.Err()) })。但是假设你确实需要某些选择行为。你可以这样调用它：

ch := make(chan struct{})
ctx.Done(func() { close(ch) })

瞧！通过使用回调，不会失去表现力。 ch 的工作方式类似于用于返回的通道 Done()，在日志记录的情况下，我们不需要启动整个新堆栈。我必须保留堆栈跟踪信息（如果我们的日志包倾向于使用它们）；我必须避免将其他堆栈分配和另一个 goroutine 分配给调度程序。

下次你使用通道时，问问你自己，如果你用互斥量和条件变量代替，是否可以消除一些 goroutine ？ 如果答案是肯定的，那么修改这些代码将更加有效。而且，如果你试图使用通道只是为了在集合中使用 range 关键字，那么我将不得不请你放下键盘，或者只是回去编写 Python 书籍。

通道 API 不一致，只是 cray-cray

在通道已关闭的情况下，执行关闭或发送消息将会引发 panics！为什么呢？ 如果想要关闭通道，你需要在外部同步它的关闭状态（使用互斥量等，这些互斥量的组合不是很好！），这样其他写入者才不会写入或关闭已关闭的通道，或者只是向前冲，关闭或写入已关闭的通道，并期望你必须恢复所有引发的 panics。

这是多么怪异的行为。 Go 中几乎所有其他操作都有避免 panic 的方法（例如，类型断言具有 , ok = 模式），但是对于通道，你只能自己动手处理它。

好吧，所以当发送失败时，通道会出现 panic。我想这是有一定道理的。但是，与几乎所有其他带有 nil 值的东西不同，发送到 nil 通道不会引发 panic。相反，它将永远阻塞！这很违反直觉。这可能是有用的行为，就像在你的除草器上附加一个开罐器，可能有用（在 Skymall 可以找到）一样，但这肯定是意想不到的。与 nil 映射（执行隐式指针解除引用），nil 接口（隐式指针解除引用），未经检查的类型断言以及其他所有类型交互不同，nil 通道表现出实际的通道行为，就好像为该操作实例化了一个全新的通道一样。

接收的情况稍微好一点。在已关闭的通道上执行接收会发生什么？好吧，那会是有效操作——你将得到一个零值。好吧，我想这是有道理的。奖励！接收允许你在收到值时进行 , ok = 样式的检查，以确定通道是否打开。谢天谢地，我们在这里得到了 , ok =。

但是，如果你从 nil 渠道接收会发生什么呢？ 也是永远阻塞！ 耶！不要试图利用这样一个事实：如果你关闭了通道，那么你的通道是 nil！

通道有什么好处？

当然，通道对于某些事情是有好处的（毕竟它们是一个通用容器），有些事情你只能用它们来做（比如 select）。

它们是另一种特殊情况下的通用数据结构

Go 程序员已经习惯于对泛型的争论，以至于我一提起这个词就能感觉到 PTSD（创伤后应激障碍）的到来。我不是来谈论这件事的，所以擦擦额头上的汗，让我们继续前进吧。

无论你对泛型的看法是什么，Go 的映射、切片和通道都是支持泛型元素类型的数据结构，因为它们已经被特殊封装到语言中了。

在一种不允许你编写自己的泛型容器的语言中，任何允许你更好地管理事物集合的东西都是有价值的。在这里，通道是一个支持任意值类型的线程安全数据结构。

所以这很有用！我想这可以省去一些陈词滥调。

我很难把这算作是通道的胜利。

Select

使用通道可以做的主要事情是 select 语句。在这里，你可以等待固定数量的事件输入。它有点像 epoll，但你必须预先知道要等待多少个套接字。

这是真正有用的语言功能。如果不是 select，通道将被彻底清洗。但是我的天呐，让我告诉你，第一次决定可能需要在多个事物中选择，但是你不知道有多少项，因此必须使用 reflect.Select。

通道如何才能更好？

很难说 Go 语言团队可以为 Go 2.0 做的最具战术意义的事情是什么（Go 1.0 兼容性保证很好，但是很费劲），但这并不能阻止我提出一些建议。

在条件变量上的 Select ！

我们可以不需要通道！这是我提议我们摆脱一些“ 圣牛 sacred cows ”（LCTT 译注：神圣不可质疑的事物）的地方，但是让我问你，如果你可以选择任何自定义同步原语，那会有多棒？（答：太棒了。）如果有的话，我们根本就不需要通道了。

GC 可以帮助我们吗？

在第一个示例中，如果我们能够使用定向类型的通道垃圾回收（GC）来帮助我们进行清理，我们就可以轻松地解决通道的高分服务器清理问题。

如你所知，Go 具有定向类型的通道。 你可以使用仅支持读取的通道类型（<-chan）和仅支持写入的通道类型（chan<-）。 这太棒了！

Go 也有垃圾回收功能。 很明显，某些类型的记账方式太繁琐了，我们不应该让程序员去处理它们。 我们清理未使用的内存！ 垃圾回收非常有用且整洁。

那么，为什么不帮助清理未使用或死锁的通道读取呢？ 与其让 make(chan Whatever) 返回一个双向通道，不如让它返回两个单向通道（chanReader, chanWriter:= make(chan Type)）。

让我们重新考虑一下最初的示例：

type Game struct {
  bestScore int
  scores    chan<- int
}

func run(bestScore *int, scores <-chan int) {
  // 我们不会直接保留对游戏的引用，因为这样我们就会保留着通道的发送端。
  for score := range scores {
    if *bestScore < score {
      *bestScore = score
    }
  }
}

func NewGame() (g *Game) {
  // 这种 make(chan) 返回风格是一个建议
  scoreReader, scoreWriter := make(chan int)
  g = &Game{
    bestScore: 0,
    scores:    scoreWriter,
  }
  go run(&g.bestScore, scoreReader)
  return g
}

func (g *Game) HandlePlayer(p Player) error {
  for {
    score, err := p.NextScore()
    if err != nil {
      return err
    }
    g.scores <- score
  }
}

如果垃圾回收关闭了一个通道，而我们可以证明它永远不会有更多的值，那么这个解决方案是完全可行的。是的，是的，run 中的评论暗示着有一把相当大的枪瞄准了你的脚，但至少现在这个问题可以很容易地解决了，而以前确实不是这样。此外，一个聪明的编译器可能会做出适当的证明，以减少这种脚枪造成的损害。

其他小问题

• Dup 通道吗？ —— 如果我们可以在通道上使用等效于 dup 的系统调用，那么我们也可以很容易地解决多生产者问题。 每个生产者可以关闭自己的 dup 版通道，而不会破坏其他生产者。
• 修复通道 API！ —— 关闭不是幂等的吗？ 在已关闭的通道上发送信息引起的 panics 没有办法避免吗？ 啊！
• 任意缓冲的通道 —— 如果我们可以创建没有固定的缓冲区大小限制的缓冲通道，那么我们可以创建非阻塞的通道。

那我们该怎么向大家介绍 Go 呢？

如果你还没有，请看看我目前最喜欢的编程文章：《你的函数是什么颜色》。虽然不是专门针对 Go，但这篇博文比我更有说服力地阐述了为什么 goroutines 是 Go 最好的特性（这也是 Go 在某些应用程序中优于 Rust 的方式之一）。

如果你还在使用这样的一种编程语言写代码，它强迫你使用类似 yield 关键字来获得高性能、并发性或事件驱动的模型，那么你就是活在过去，不管你或其他人是否知道这一点。到目前为止，Go 是我所见过的实现 M：N 线程模型（非 1：1 ）的语言中最好的入门者之一，而且这种模型非常强大。

所以，跟大家说说 goroutines 吧。

如果非要我选择 Go 的另一个主要特性，那就是接口。静态类型的 鸭子模型 duck typing 使得扩展、使用你自己或他人的项目变得如此有趣而令人惊奇，这也许值得我改天再写一组完全不同的文章来介绍它。

所以…

我一直看到人们争先恐后冲进 Go，渴望充分利用通道来发挥其全部潜力。这是我对你的建议。

够了！

当你在编写 API 和接口时，尽管“绝不”的建议可能很糟糕，但我非常肯定，通道从来没有什么时候好过，我用过的每一个使用通道的 Go API，最后都不得不与之抗争。我从来没有想过“哦 太好了，这里是一个通道；”它总是被一些变体取代，这是什么新鲜的地狱？

所以，请在适当的地方，并且只在适当的地方使用通道。

在我使用的所有 Go 代码中，我可以用一只手数出有多少次通道真的是最好的选择。有时候是这样的。那很好！那就用它们吧。但除此之外，就不要再使用了。

特别感谢我的校对读者 Jeff Wendling、Andrew Harding、George Shank 和 Tyler Treat 提供的宝贵反馈。

如果你想和我们一起用 Go 在 Space Monkey 项目工作，请给我打个招呼！

via: https://www.jtolio.com/2016/03/go-channels-are-bad-and-you-should-feel-bad

作者：jtolio.com 选题：lujun9972 译者：gxlct008 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

在本系列的 第一 和 第二 部分中讨论的大多数示例都是以某种方式闪烁的 LED。起初它可能很有趣，但是一段时间后变得有些无聊。让我们做些更有趣的事情……

…让我们点亮更多的 LED！

WS281x LED

WS281x RGB LED（及其克隆品）非常受欢迎。你可以以单个元素购买、链成长条或组装成矩阵、环或其他形状。

它们可以串联连接，基于这个事实，你可以只用 MCU 的单个引脚就可以控制一个很长的 LED 灯条。不幸的是，它们的内部控制器使用的物理协议不能直接适用于你在 MCU 中可以找到的任何外围设备。你必须使用 位脉冲 bit-banging 或以特殊方式使用可用的外设。

哪种可用的解决方案最有效取决于同时控制的 LED 灯条数量。如果你必须驱动 4 到 16 个灯条，那么最有效的方法是 使用定时器和 DMA（请不要忽略这篇文章末尾的链接）。

如果只需要控制一个或两个灯条，请使用可用的 SPI 或 UART 外设。对于 SPI，你只能在发送的一个字节中编码两个 WS281x 位。由于巧妙地使用了起始位和停止位，UART 允许更密集的编码：每发送一个字节 3 位。

我在 此站点 上找到了有关 UART 协议如何适用于 WS281x 协议的最佳解释。如果你不懂波兰语，这里是 英文翻译。

基于 WS281x 的 LED 仍然是最受欢迎的，但市场上也有 SPI 控制的 LED：APA102、SK9822。关于它们的三篇有趣的文章在这里：1、2、3。

LED 环

市场上有许多基于 WS2812 的环。我有一个这样的：

它具有 24 个可单独寻址的 RGB LED（WS2812B），并暴露出四个端子：GND、5V、DI 和 DO。通过将 DI（数据输入）端子连接到上一个的 DO（数据输出）端子，可以链接更多的环或其他基于 WS2812 的东西。

让我们将这个环连接到我们的 STM32F030 板上。我们将使用基于 UART 的驱动程序，因此 DI 应连接到 UART 接头连接器上的 TXD 引脚。 WS2812B LED 需要至少 3.5V 的电源。 24 个 LED 会消耗大量电流，因此在编程/调试期间，最好将环上的 GND 和 5V 端子直接连接到 ST-LINK 编程器上可用的 GND 和 5V 引脚：

我们的 STM32F030F4P6 MCU 和整个 STM32 F0、F3、F7、L4 系列具有 F1、F4、L1 MCU 不具备的一项重要功能：它可以反转 UART 信号，因此我们可以将环直接连接到 UART TXD 引脚。如果你不知道我们需要这种反转，那么你可能没有读过我上面提到的 文章。

因此，你不能以这种方式使用流行的 Blue Pill 或 STM32F4-DISCOVERY。使用其 SPI 外设或外部反相器。有关使用 SPI 的 NUCLEO-F411RE，请参见 圣诞树灯 项目作为 UART + 逆变器的示例或 WS2812示例。

顺便说一下，大多数 DISCOVERY 板可能还有一个问题：它们在 VDD = 3V 而不是 3.3V 的情况下工作。 对于高 DI，WS281x 至少要求电源电压 * 0.7。如果是 5V 电源，则为 3.5V；如果是 4.7V 电源，则为 3.3V；可在 DISCOVERY 的 5V 引脚上找到。如你所见，即使在我们的情况下，第一个 LED 的工作电压也低于规格 0.2V。对于 DISCOVERY 板，如果供电 4.7V，它将工作在低于规格的 0.3V 下；如果供电 5V，它将工作在低于规格 0.5V 下。

让我们结束这段冗长的介绍并转到代码：

package main

import (
    "delay"
    "math/rand"
    "rtos"

    "led"
    "led/ws281x/wsuart"

    "stm32/hal/dma"
    "stm32/hal/gpio"
    "stm32/hal/irq"
    "stm32/hal/system"
    "stm32/hal/system/timer/systick"
    "stm32/hal/usart"
)

var tts *usart.Driver

func init() {
    system.SetupPLL(8, 1, 48/8)
    systick.Setup(2e6)

    gpio.A.EnableClock(true)
    tx := gpio.A.Pin(9)

    tx.Setup(&gpio.Config{Mode: gpio.Alt})
    tx.SetAltFunc(gpio.USART1_AF1)

    d := dma.DMA1
    d.EnableClock(true)

    tts = usart.NewDriver(usart.USART1, d.Channel(2, 0), nil, nil)
    tts.Periph().EnableClock(true)
    tts.Periph().SetBaudRate(3000000000 / 1390)
    tts.Periph().SetConf2(usart.TxInv)
    tts.Periph().Enable()
    tts.EnableTx()

    rtos.IRQ(irq.USART1).Enable()
    rtos.IRQ(irq.DMA1_Channel2_3).Enable()
}

func main() {
    var rnd rand.XorShift64
    rnd.Seed(1)
    rgb := wsuart.GRB
    strip := wsuart.Make(24)
    black := rgb.Pixel(0)
    for {
        c := led.Color(rnd.Uint32()).Scale(127)
        pixel := rgb.Pixel(c)
        for i := range strip {
            strip[i] = pixel
            tts.Write(strip.Bytes())
            delay.Millisec(40)
        }
        for i := range strip {
            strip[i] = black
            tts.Write(strip.Bytes())
            delay.Millisec(20)
        }
    }
}

func ttsISR() {
    tts.ISR()
}

func ttsDMAISR() {
    tts.TxDMAISR()
}

//c:__attribute__((section(".ISRs")))
var ISRs = [...]func(){
    irq.USART1:          ttsISR,
    irq.DMA1_Channel2_3: ttsDMAISR,
}

导入部分

与前面的示例相比，导入部分中的新内容是 rand/math 包和带有 led/ws281x 子树的 led 包。 led 包本身包含 Color 类型的定义。 led/ws281x/wsuart 定义了 ColorOrder、Pixel 和 Strip 类型。

我想知道如何使用 image/color 中的 Color 或 RGBA 类型，以及如何以它将实现 image.Image 接口的方式定义 Strip。 但是由于使用了 gamma 校正 和 大开销的 color/draw 包，我以简单的方式结束：

type Color uint32
type Strip []Pixel

使用一些有用的方法。然而，这种情况在未来可能会改变。

init 函数

init 函数没有太多新颖之处。 UART 波特率从 115200 更改为 3000000000/1390 ≈ 2158273，相当于每个 WS2812 位 1390 纳秒。 CR2 寄存器中的 TxInv 位设置为反转 TXD 信号。

main 函数

XorShift64 伪随机数生成器用于生成随机颜色。 XORSHIFT 是目前由 math/rand 包实现的唯一算法。你必须使用带有非零参数的 Seed 方法显式初始化它。

rgb 变量的类型为 wsuart.ColorOrder，并设置为 WS2812 使用的 GRB 颜色顺序（WS2811 使用 RGB 顺序）。然后用于将颜色转换为像素。

wsuart.Make(24) 创建 24 像素的初始化条带。它等效于：

strip := make(wsuart.Strip, 24)
strip.Clear()

其余代码使用随机颜色绘制类似于 “Please Wait…” 微调器的内容。

strip 切片充当帧缓冲区。 tts.Write(strip.Bytes()) 将帧缓冲区的内容发送到环。

中断

该程序由处理中断的代码组成，与先前的 UART 示例 中的代码相同。

让我们编译并运行：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  14088     240     204   14532    38c4 cortexm0.elf
$ openocd -d0 -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f0x.cfg -c 'init; program cortexm0.elf; reset run; exit'

我跳过了 openocd 的输出。下面的视频显示了该程序的工作原理：

让我们做些有用的事情...

在 第一部分 的开头，我曾问过：“Go 能深入到多低层，而还能做一些有用的事情？”。 我们的 MCU 实际上是一种低端设备（8 比特的人可能会不同意我的看法），但到目前为止，我们还没有做任何有用的事情。

所以... 让我们做些有用的事情... 让我们做个时钟！

在互联网上有许多由 RGB LED 构成的时钟示例。让我们用我们的小板子和 RGB 环制作自己的时钟。我们按照下面的描述更改先前的代码。

导入部分

删除 math/rand 包，然后添加 stm32/hal/exti。

全局变量

添加两个新的全局变量：btn 和 btnev：

var (
    tts   *usart.Driver
    btn   gpio.Pin
    btnev rtos.EventFlag
)

它们将用来处理那些用于设置时钟的 “按钮”。我们的板子除了重置之外没有其他按钮，但是如果没有它，我们仍然可以通过某种方式进行管理。

init 函数

将这段代码添加到 init 函数：

btn = gpio.A.Pin(4)

btn.Setup(&gpio.Config{Mode: gpio.In, Pull: gpio.PullUp})
ei := exti.Lines(btn.Mask())
ei.Connect(btn.Port())
ei.EnableFallTrig()
ei.EnableRiseTrig()
ei.EnableIRQ()

rtos.IRQ(irq.EXTI4_15).Enable()

在内部 上拉电阻 pull-up resistor 启用的情况下，将 PA4 引脚配置为输入。它已连接至板载 LED，但这不会妨碍任何事情。更重要的是它位于 GND 引脚旁边，所以我们可以使用任何金属物体来模拟按钮并设置时钟。作为奖励，我们还有来自板载 LED 的其他反馈。

我们使用 EXTI 外设来跟踪 PA4 状态。它被配置为在发生任何更改时都会产生中断。

btnWait 函数

定义一个新的辅助函数：

func btnWait(state int, deadline int64) bool {
    for btn.Load() != state {
        if !btnev.Wait(1, deadline) {
            return false // timeout
        }
        btnev.Reset(0)
    }
    delay.Millisec(50) // debouncing
    return true
}

它等待 “按钮” 引脚上的指定状态，但只等到最后期限出现。这是稍微改进的轮询代码：

for btn.Load() != state {
    if rtos.Nanosec() >= deadline {
        // timeout
    }
}

我们的 btnWait 函数不是忙于等待 state 或 deadline，而是使用 rtos.EventFlag 类型的 btnev 变量休眠，直到有事情发生。你当然可以使用通道而不是 rtos.EventFlag，但是后者便宜得多。

main 函数

我们需要全新的 main 函数：

func main() {
    rgb := wsuart.GRB
    strip := wsuart.Make(24)
    ds := 4 * 60 / len(strip) // Interval between LEDs (quarter-seconds).
    adjust := 0
    adjspeed := ds
    for {
        qs := int(rtos.Nanosec() / 25e7) // Quarter-seconds since reset.
        qa := qs + adjust

        qa %= 12 * 3600 * 4 // Quarter-seconds since 0:00 or 12:00.
        hi := len(strip) * qa / (12 * 3600 * 4)

        qa %= 3600 * 4 // Quarter-seconds in the current hour.
        mi := len(strip) * qa / (3600 * 4)

        qa %= 60 * 4 // Quarter-seconds in the current minute.
        si := len(strip) * qa / (60 * 4)

        hc := led.Color(0x550000)
        mc := led.Color(0x005500)
        sc := led.Color(0x000055)

        // Blend the colors if the hands of the clock overlap.
        if hi == mi {
            hc |= mc
            mc = hc
        }
        if mi == si {
            mc |= sc
            sc = mc
        }
        if si == hi {
            sc |= hc
            hc = sc
        }

        // Draw the clock and write to the ring.
        strip.Clear()
        strip[hi] = rgb.Pixel(hc)
        strip[mi] = rgb.Pixel(mc)
        strip[si] = rgb.Pixel(sc)
        tts.Write(strip.Bytes())

        // Sleep until the button pressed or the second hand should be moved.
        if btnWait(0, int64(qs+ds)*25e7) {
            adjust += adjspeed
            // Sleep until the button is released or timeout.
            if !btnWait(1, rtos.Nanosec()+100e6) {
                if adjspeed < 5*60*4 {
                    adjspeed += 2 * ds
                }
                continue
            }
            adjspeed = ds
        }
    }
}

我们使用 rtos.Nanosec 函数代替 time.Now 来获取当前时间。这样可以节省大量的闪存，但也使我们的时钟变成了不知道日、月、年的老式设备，最糟糕的是它无法处理夏令时的变化。

我们的环有 24 个 LED，因此秒针的显示精度可以达到 2.5 秒。为了不牺牲这种精度并获得流畅的运行效果，我们使用 1/4 秒作为基准间隔。半秒就足够了，但四分之一秒更准确，而且与 16 和 48 个 LED 配合使用也很好。

红色、绿色和蓝色分别用于时针、分针和秒针。这允许我们使用简单的“逻辑或操作”进行颜色混合。我们 Color.Blend 方法可以混合任意颜色，但是我们闪存不多，所以我们选择最简单的解决方案。

我们只有在秒针移动时才重画时钟。

btnWait(0, int64(qs+ds)*25e7)

上面的这行代码等待的正是那一刻，或者是按钮的按下。

每按一下按钮就会把时钟向前调一调。按住按钮一段时间会加速调整。

中断

定义新的中断处理程序：

func exti4_15ISR() {
    pending := exti.Pending() & 0xFFF0
    pending.ClearPending()
    if pending&exti.Lines(btn.Mask()) != 0 {
        btnev.Signal(1)
    }
}

并将 irq.EXTI4_15: exti4_15ISR 条目添加到 ISR 数组。

该处理程序（或中断服务程序）处理 EXTI4\_15 IRQ。 Cortex-M0 CPU 支持的 IRQ 明显少于其较大的同类兄弟处理器，因此你经常可以看到一个 IRQ 被多个中断源共享。在我们的例子中，一个 IRQ 由 12 个 EXTI 线共享。

exti4\_15ISR 读取所有挂起的位，并从中选择 12 个更高的有效位。接下来，它清除 EXTI 中选中的位并开始处理它们。在我们的例子中，仅检查第 4 位。 btnev.Signal(1) 引发 btnev.Wait(1, deadline) 唤醒并返回 true。

你可以在 Github 上找到完整的代码。让我们来编译它：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  15960     240     216   16416    4020 cortexm0.elf

这里所有的改进只得到 184 个字节。让我们再次重新构建所有内容，但这次在 typeinfo 中不使用任何类型和字段名：

$ cd $HOME/emgo
$ ./clean.sh
$ cd $HOME/firstemgo
$ egc -nf -nt
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  15120     240     216   15576    3cd8 cortexm0.elf

现在，有了千字节的空闲空间，你可以改进一些东西。让我们看看它是如何工作的：

我不知道我是怎么精确打到 3:00 的！？

以上就是所有内容！在第 4 部分（本系列的结束）中，我们将尝试在 LCD 上显示一些内容。（LCTT 译注：然而烂尾了，第三篇写于 2018 年，整个博客当年就停更了。）

via: https://ziutek.github.io/2018/05/03/go_on_very_small_hardware3.html

作者：Michał Derkacz 选题：lujun9972 译者：gxlct008 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

在本文的 第一部分 的结尾，我承诺要写关于接口的内容。我不想在这里写有关接口或完整或简短的讲义。相反，我将展示一个简单的示例，来说明如何定义和使用接口，以及如何利用无处不在的 io.Writer 接口。还有一些关于 反射 reflection 和 半主机 semihosting 的内容。

]

接口是 Go 语言的重要组成部分。如果你想了解更多有关它们的信息，我建议你阅读《高效的 Go 编程》 和 Russ Cox 的文章。

并发 Blinky – 回顾

当你阅读前面示例的代码时，你可能会注意到一中打开或关闭 LED 的反直觉方式。 Set 方法用于关闭 LED，Clear 方法用于打开 LED。这是由于在 漏极开路配置 open-drain configuration 下驱动了 LED。我们可以做些什么来减少代码的混乱？让我们用 On 和 Off 方法来定义 LED 类型：

type LED struct {
    pin gpio.Pin
}

func (led LED) On() {
    led.pin.Clear()
}

func (led LED) Off() {
    led.pin.Set()
}

现在我们可以简单地调用 led.On() 和 led.Off()，这不会再引起任何疑惑了。

在前面的所有示例中，我都尝试使用相同的 漏极开路配置 open-drain configuration 来避免代码复杂化。但是在最后一个示例中，对于我来说，将第三个 LED 连接到 GND 和 PA3 引脚之间并将 PA3 配置为 推挽模式 push-pull mode 会更容易。下一个示例将使用以此方式连接的 LED。

但是我们的新 LED 类型不支持推挽配置，实际上，我们应该将其称为 OpenDrainLED，并定义另一个类型 PushPullLED：

type PushPullLED struct {
    pin gpio.Pin
}

func (led PushPullLED) On() {
    led.pin.Set()
}

func (led PushPullLED) Off() {
    led.pin.Clear()
}

请注意，这两种类型都具有相同的方法，它们的工作方式也相同。如果在 LED 上运行的代码可以同时使用这两种类型，而不必注意当前使用的是哪种类型，那就太好了。 接口类型可以提供帮助：

package main

import (
    "delay"

    "stm32/hal/gpio"
    "stm32/hal/system"
    "stm32/hal/system/timer/systick"
)

type LED interface {
    On()
    Off()
}

type PushPullLED struct{ pin gpio.Pin }

func (led PushPullLED) On()  {
    led.pin.Set()
}

func (led PushPullLED) Off() {
    led.pin.Clear()
}

func MakePushPullLED(pin gpio.Pin) PushPullLED {
    pin.Setup(&gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.PushPull})
    return PushPullLED{pin}
}

type OpenDrainLED struct{ pin gpio.Pin }

func (led OpenDrainLED) On()  {
    led.pin.Clear()
}

func (led OpenDrainLED) Off() {
    led.pin.Set()
}

func MakeOpenDrainLED(pin gpio.Pin) OpenDrainLED {
    pin.Setup(&gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain})
    return OpenDrainLED{pin}
}

var led1, led2 LED

func init() {
    system.SetupPLL(8, 1, 48/8)
    systick.Setup(2e6)

    gpio.A.EnableClock(false)
    led1 = MakeOpenDrainLED(gpio.A.Pin(4))
    led2 = MakePushPullLED(gpio.A.Pin(3))
}

func blinky(led LED, period int) {
    for {
        led.On()
        delay.Millisec(100)
        led.Off()
        delay.Millisec(period - 100)
    }
}

func main() {
    go blinky(led1, 500)
    blinky(led2, 1000)
}

我们定义了 LED 接口，它有两个方法： On 和 Off。 PushPullLED 和 OpenDrainLED 类型代表两种驱动 LED 的方式。我们还定义了两个用作构造函数的 Make*LED 函数。这两种类型都实现了 LED 接口，因此可以将这些类型的值赋给 LED 类型的变量：

led1 = MakeOpenDrainLED(gpio.A.Pin(4))
led2 = MakePushPullLED(gpio.A.Pin(3))

在这种情况下， 可赋值性 assignability 在编译时检查。赋值后，led1 变量包含一个 OpenDrainLED{gpio.A.Pin(4)}，以及一个指向 OpenDrainLED 类型的方法集的指针。 led1.On() 调用大致对应于以下 C 代码：

led1.methods->On(led1.value)

如你所见，如果仅考虑函数调用的开销，这是相当廉价的抽象。

但是，对接口的任何赋值都会导致包含有关已赋值类型的大量信息。对于由许多其他类型组成的复杂类型，可能会有很多信息：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  10356     196     212   10764    2a0c cortexm0.elf

如果我们不使用 反射，可以通过避免包含类型和结构字段的名称来节省一些字节：

$ egc -nf -nt
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  10312     196     212   10720    29e0 cortexm0.elf

生成的二进制文件仍然包含一些有关类型的必要信息和关于所有导出方法（带有名称）的完整信息。在运行时，主要是当你将存储在接口变量中的一个值赋值给任何其他变量时，需要此信息来检查可赋值性。

我们还可以通过重新编译所导入的包来删除它们的类型和字段名称：

$ cd $HOME/emgo
$ ./clean.sh
$ cd $HOME/firstemgo
$ egc -nf -nt
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  10272     196     212   10680    29b8 cortexm0.elf

让我们加载这个程序，看看它是否按预期工作。这一次我们将使用 st-flash 命令：

$ arm-none-eabi-objcopy -O binary cortexm0.elf cortexm0.bin
$ st-flash write cortexm0.bin 0x8000000
st-flash 1.4.0-33-gd76e3c7
2018-04-10T22:04:34 INFO usb.c: -- exit_dfu_mode
2018-04-10T22:04:34 INFO common.c: Loading device parameters....
2018-04-10T22:04:34 INFO common.c: Device connected is: F0 small device, id 0x10006444
2018-04-10T22:04:34 INFO common.c: SRAM size: 0x1000 bytes (4 KiB), Flash: 0x4000 bytes (16 KiB) in pages of 1024 bytes
2018-04-10T22:04:34 INFO common.c: Attempting to write 10468 (0x28e4) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
Flash page at addr: 0x08002800 erased
2018-04-10T22:04:34 INFO common.c: Finished erasing 11 pages of 1024 (0x400) bytes
2018-04-10T22:04:34 INFO common.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL core id
2018-04-10T22:04:34 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
 11/11 pages written
2018-04-10T22:04:35 INFO common.c: Starting verification of write complete
2018-04-10T22:04:35 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!

我没有将 NRST 信号连接到编程器，因此无法使用 -reset 选项，必须按下复位按钮才能运行程序。

看来，st-flash 与此板配合使用有点不可靠（通常需要复位 ST-LINK 加密狗）。此外，当前版本不会通过 SWD 发出复位命令（仅使用 NRST 信号）。软件复位是不现实的，但是它通常是有效的，缺少它会将会带来不便。对于 板卡程序员 board-programmer 来说 OpenOCD 工作得更好。

UART

UART（ 通用异步收发传输器 Universal Aynchronous Receiver-Transmitter ）仍然是当今微控制器最重要的外设之一。它的优点是以下属性的独特组合：

• 相对较高的速度，
• 仅两条信号线（在 半双工 half-duplex 通信的情况下甚至一条），
• 角色对称，
• 关于新数据的 同步带内信令 synchronous in-band signaling （起始位），
• 在传输 字 words 内的精确计时。

这使得最初用于传输由 7-9 位的字组成的异步消息的 UART，也被用于有效地实现各种其他物理协议，例如被 WS28xx LEDs 或 1-wire 设备使用的协议。

但是，我们将以其通常的角色使用 UART：从程序中打印文本消息。

package main

import (
    "io"
    "rtos"

    "stm32/hal/dma"
    "stm32/hal/gpio"
    "stm32/hal/irq"
    "stm32/hal/system"
    "stm32/hal/system/timer/systick"
    "stm32/hal/usart"
)

var tts *usart.Driver

func init() {
    system.SetupPLL(8, 1, 48/8)
    systick.Setup(2e6)

    gpio.A.EnableClock(true)
    tx := gpio.A.Pin(9)

    tx.Setup(&gpio.Config{Mode: gpio.Alt})
    tx.SetAltFunc(gpio.USART1_AF1)
    d := dma.DMA1
    d.EnableClock(true)
    tts = usart.NewDriver(usart.USART1, d.Channel(2, 0), nil, nil)
    tts.Periph().EnableClock(true)
    tts.Periph().SetBaudRate(115200)
    tts.Periph().Enable()
    tts.EnableTx()

    rtos.IRQ(irq.USART1).Enable()
    rtos.IRQ(irq.DMA1_Channel2_3).Enable()
}

func main() {
    io.WriteString(tts, "Hello, World!
")
}

func ttsISR() {
    tts.ISR()
}

func ttsDMAISR() {
    tts.TxDMAISR()
}

//c:__attribute__((section(".ISRs")))
var ISRs = [...]func(){
    irq.USART1:          ttsISR,
    irq.DMA1_Channel2_3: ttsDMAISR,
}

你会发现此代码可能有些复杂，但目前 STM32 HAL 中没有更简单的 UART 驱动程序（在某些情况下，简单的轮询驱动程序可能会很有用）。 usart.Driver 是使用 DMA 和中断来减轻 CPU 负担的高效驱动程序。

STM32 USART 外设提供传统的 UART 及其同步版本。要将其用作输出，我们必须将其 Tx 信号连接到正确的 GPIO 引脚：

tx.Setup(&gpio.Config{Mode: gpio.Alt})
tx.SetAltFunc(gpio.USART1_AF1)

在 Tx-only 模式下配置 usart.Driver （rxdma 和 rxbuf 设置为 nil）：

tts = usart.NewDriver(usart.USART1, d.Channel(2, 0), nil, nil)

我们使用它的 WriteString 方法来打印这句名言。让我们清理所有内容并编译该程序：

$ cd $HOME/emgo
$ ./clean.sh
$ cd $HOME/firstemgo
$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
  text       data        bss        dec        hex    filename
  12728        236        176      13140       3354    cortexm0.elf

要查看某些内容，你需要在 PC 中使用 UART 外设。

请勿使用 RS232 端口或 USB 转 RS232 转换器！

STM32 系列使用 3.3V 逻辑，但是 RS232 可以产生 -15 V ~ +15 V 的电压，这可能会损坏你的 MCU。你需要使用 3.3V 逻辑的 USB 转 UART 转换器。流行的转换器基于 FT232 或 CP2102 芯片。

你还需要一些终端仿真程序（我更喜欢 picocom）。刷新新图像，运行终端仿真器，然后按几次复位按钮：

$ openocd -d0 -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f0x.cfg -c 'init; program cortexm0.elf; reset run; exit'
Open On-Chip Debugger 0.10.0+dev-00319-g8f1f912a (2018-03-07-19:20)
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
        http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
debug_level: 0
adapter speed: 1000 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
none separate
adapter speed: 950 kHz
target halted due to debug-request, current mode: Thread
xPSR: 0xc1000000 pc: 0x080016f4 msp: 0x20000a20
adapter speed: 4000 kHz
** Programming Started **
auto erase enabled
target halted due to breakpoint, current mode: Thread
xPSR: 0x61000000 pc: 0x2000003a msp: 0x20000a20
wrote 13312 bytes from file cortexm0.elf in 1.020185s (12.743 KiB/s)
** Programming Finished **
adapter speed: 950 kHz
$
$ picocom -b 115200 /dev/ttyUSB0
picocom v3.1

port is        : /dev/ttyUSB0
flowcontrol    : none
baudrate is    : 115200
parity is      : none
databits are   : 8
stopbits are   : 1
escape is      : C-a
local echo is  : no
noinit is      : no
noreset is     : no
hangup is      : no
nolock is      : no
send_cmd is    : sz -vv
receive_cmd is : rz -vv -E
imap is        :
omap is        :
emap is        : crcrlf,delbs,
logfile is     : none
initstring     : none
exit_after is  : not set
exit is        : no

Type [C-a] [C-h] to see available commands
Terminal ready
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!

每次按下复位按钮都会产生新的 “Hello，World！”行。一切都在按预期进行。

要查看此 MCU 的 双向 bi-directional UART 代码，请查看 此示例。

io.Writer 接口

io.Writer 接口可能是 Go 中第二种最常用的接口类型，仅次于 error 接口。其定义如下所示：

type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

usart.Driver 实现了 io.Writer，因此我们可以替换：

tts.WriteString("Hello, World!
")

为

io.WriteString(tts, "Hello, World!
")

此外，你需要将 io 包添加到 import 部分。

io.WriteString 函数的声明如下所示：

func WriteString(w Writer, s string) (n int, err error)

如你所见，io.WriteString 允许使用实现了 io.Writer 接口的任何类型来编写字符串。在内部，它检查基础类型是否具有 WriteString 方法，并使用该方法代替 Write（如果可用）。

让我们编译修改后的程序：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  15456     320     248   16024    3e98 cortexm0.elf

如你所见，io.WriteString 导致二进制文件的大小显着增加：15776-12964 = 2812 字节。 Flash 上没有太多空间了。是什么引起了这么大规模的增长？

使用这个命令：

arm-none-eabi-nm --print-size --size-sort --radix=d cortexm0.elf

我们可以打印两种情况下按其大小排序的所有符号。通过过滤和分析获得的数据（awk，diff），我们可以找到大约 80 个新符号。最大的十个如下所示：

> 00000062 T stm32$hal$usart$Driver$DisableRx
> 00000072 T stm32$hal$usart$Driver$RxDMAISR
> 00000076 T internal$Type$Implements
> 00000080 T stm32$hal$usart$Driver$EnableRx
> 00000084 t errors$New
> 00000096 R $8$stm32$hal$usart$Driver$$
> 00000100 T stm32$hal$usart$Error$Error
> 00000360 T io$WriteString
> 00000660 T stm32$hal$usart$Driver$Read

因此，即使我们不使用 usart.Driver.Read 方法，但它被编译进来了，与 DisableRx、RxDMAISR、EnableRx 以及上面未提及的其他方法一样。不幸的是，如果你为接口赋值了一些内容，就需要它的完整方法集（包含所有依赖项）。对于使用大多数方法的大型程序来说，这不是问题。但是对于我们这种极简的情况而言，这是一个巨大的负担。

我们已经接近 MCU 的极限，但让我们尝试打印一些数字（你需要在 import 部分中用 strconv 替换 io 包）：

func main() {
    a := 12
    b := -123

    tts.WriteString("a = ")
    strconv.WriteInt(tts, a, 10, 0, 0)
    tts.WriteString("
")
    tts.WriteString("b = ")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, 0, 0)
    tts.WriteString("
")

    tts.WriteString("hex(a) = ")
    strconv.WriteInt(tts, a, 16, 0, 0)
    tts.WriteString("
")
    tts.WriteString("hex(b) = ")
    strconv.WriteInt(tts, b, 16, 0, 0)
    tts.WriteString("
")
}

与使用 io.WriteString 函数的情况一样，strconv.WriteInt 的第一个参数的类型为 io.Writer。

$ egc
/usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld: /home/michal/firstemgo/cortexm0.elf section `.rodata' will not fit in region `Flash'
/usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld: region `Flash' overflowed by 692 bytes
exit status 1

这一次我们的空间超出的不多。让我们试着精简一下有关类型的信息：

$ cd $HOME/emgo
$ ./clean.sh
$ cd $HOME/firstemgo
$ egc -nf -nt
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  15876     316     320   16512    4080 cortexm0.elf

很接近，但很合适。让我们加载并运行此代码：

a = 12
b = -123
hex(a) = c
hex(b) = -7b

Emgo 中的 strconv 包与 Go 中的原型有很大的不同。它旨在直接用于写入格式化的数字，并且在许多情况下可以替换沉重的 fmt 包。 这就是为什么函数名称以 Write 而不是 Format 开头，并具有额外的两个参数的原因。 以下是其用法示例：

func main() {
    b := -123
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, 0, 0)
    tts.WriteString("
")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, 6, ' ')
    tts.WriteString("
")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, 6, '0')
    tts.WriteString("
")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, 6, '.')
    tts.WriteString("
")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, -6, ' ')
    tts.WriteString("
")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, -6, '0')
    tts.WriteString("
")
    strconv.WriteInt(tts, b, 10, -6, '.')
    tts.WriteString("
")
}

下面是它的输出：

-123
  -123
-00123
..-123
-123
-123
-123..

Unix 流 和 莫尔斯电码 Morse code

由于大多数写入的函数都使用 io.Writer 而不是具体类型（例如 C 中的 FILE ），因此我们获得了类似于 Unix 流 stream 的功能。在 Unix 中，我们可以轻松地组合简单的命令来执行更大的任务。例如，我们可以通过以下方式将文本写入文件：

echo "Hello, World!" > file.txt

> 操作符将前面命令的输出流写入文件。还有 | 操作符，用于连接相邻命令的输出流和输入流。

多亏了流，我们可以轻松地转换/过滤任何命令的输出。例如，要将所有字母转换为大写，我们可以通过 tr 命令过滤 echo 的输出：

echo "Hello, World!" | tr a-z A-Z > file.txt

为了显示 io.Writer 和 Unix 流之间的类比，让我们编写以下代码：

io.WriteString(tts, "Hello, World!
")

采用以下伪 unix 形式：

io.WriteString "Hello, World!" | usart.Driver usart.USART1

下一个示例将显示如何执行此操作：

io.WriteString "Hello, World!" | MorseWriter | usart.Driver usart.USART1

让我们来创建一个简单的编码器，它使用莫尔斯电码对写入的文本进行编码：

type MorseWriter struct {
    W io.Writer
}

func (w *MorseWriter) Write(s []byte) (int, error) {
    var buf [8]byte
    for n, c := range s {
        switch {
        case c == '\n':
            c = ' ' // Replace new lines with spaces.
        case 'a' <= c && c <= 'z':
            c -= 'a' - 'A' // Convert to upper case.
        }
        if c < ' ' || 'Z' < c {
            continue // c is outside ASCII [' ', 'Z']
        }
        var symbol morseSymbol
        if c == ' ' {
            symbol.length = 1
            buf[0] = ' '
        } else {
            symbol = morseSymbols[c-'!']
            for i := uint(0); i < uint(symbol.length); i++ {
                if (symbol.code>>i)&1 != 0 {
                    buf[i] = '-'
                } else {
                    buf[i] = '.'
                }
            }
        }
        buf[symbol.length] = ' '
        if _, err := w.W.Write(buf[:symbol.length+1]); err != nil {
            return n, err
        }
    }
    return len(s), nil
}

type morseSymbol struct {
    code, length byte
}

//emgo:const
var morseSymbols = [...]morseSymbol{
    {1<<0 | 1<<1 | 1<<2, 4}, // ! ---.
    {1<<1 | 1<<4, 6},        // " .-..-.
    {},                      // #
    {1<<3 | 1<<6, 7},        // $ ...-..-

    // Some code omitted...

    {1<<0 | 1<<3, 4},        // X -..-
    {1<<0 | 1<<2 | 1<<3, 4}, // Y -.--
    {1<<0 | 1<<1, 4},        // Z --..
}

你可以在 这里 找到完整的 morseSymbols 数组。 //emgo:const 指令确保 morseSymbols 数组不会被复制到 RAM 中。

现在我们可以通过两种方式打印句子：

func main() {
    s := "Hello, World!
"
    mw := &MorseWriter{tts}

    io.WriteString(tts, s)
    io.WriteString(mw, s)
}

我们使用指向 MorseWriter &MorseWriter{tts} 的指针而不是简单的 MorseWriter{tts} 值，因为 MorseWriter 太大，不适合接口变量。

与 Go 不同，Emgo 不会为存储在接口变量中的值动态分配内存。接口类型的大小受限制，相当于三个指针（适合 slice ）或两个 float64（适合 complex128）的大小，以较大者为准。它可以直接存储所有基本类型和小型 “结构体/数组” 的值，但是对于较大的值，你必须使用指针。

让我们编译此代码并查看其输出：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  15152     324     248   15724    3d6c cortexm0.elf

Hello, World!
.... . .-.. .-.. --- --..--   .-- --- .-. .-.. -.. ---.

终极闪烁

Blinky 是等效于 “Hello，World！” 程序的硬件。一旦有了摩尔斯编码器，我们就可以轻松地将两者结合起来以获得终极闪烁程序：

package main

import (
    "delay"
    "io"

    "stm32/hal/gpio"
    "stm32/hal/system"
    "stm32/hal/system/timer/systick"
)

var led gpio.Pin

func init() {
    system.SetupPLL(8, 1, 48/8)
    systick.Setup(2e6)

    gpio.A.EnableClock(false)
    led = gpio.A.Pin(4)

    cfg := gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain, Speed: gpio.Low}
    led.Setup(&cfg)
}

type Telegraph struct {
    Pin   gpio.Pin
    Dotms int // Dot length [ms]
}

func (t Telegraph) Write(s []byte) (int, error) {
    for _, c := range s {
        switch c {
        case '.':
            t.Pin.Clear()
            delay.Millisec(t.Dotms)
            t.Pin.Set()
            delay.Millisec(t.Dotms)
        case '-':
            t.Pin.Clear()
            delay.Millisec(3 * t.Dotms)
            t.Pin.Set()
            delay.Millisec(t.Dotms)
        case ' ':
            delay.Millisec(3 * t.Dotms)
        }
    }
    return len(s), nil
}

func main() {
    telegraph := &MorseWriter{Telegraph{led, 100}}
    for {
        io.WriteString(telegraph, "Hello, World! ")
    }
}

// Some code omitted...

在上面的示例中，我省略了 MorseWriter 类型的定义，因为它已在前面展示过。完整版可通过 这里 获取。让我们编译它并运行：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  11772     244     244   12260    2fe4 cortexm0.elf

反射

是的，Emgo 支持 反射。reflect 包尚未完成，但是已完成的部分足以实现 fmt.Print 函数族了。来看看我们可以在小型 MCU 上做什么。

为了减少内存使用，我们将使用 半主机 semihosting 作为标准输出。为了方便起见，我们还编写了简单的 println 函数，它在某种程度上类似于 fmt.Println。

package main

import (
    "debug/semihosting"
    "reflect"
    "strconv"

    "stm32/hal/system"
    "stm32/hal/system/timer/systick"
)

var stdout semihosting.File

func init() {
    system.SetupPLL(8, 1, 48/8)
    systick.Setup(2e6)

    var err error
    stdout, err = semihosting.OpenFile(":tt", semihosting.W)
    for err != nil {
    }
}

type stringer interface {
    String() string
}

func println(args ...interface{}) {
    for i, a := range args {
        if i > 0 {
            stdout.WriteString(" ")
        }
        switch v := a.(type) {
        case string:
            stdout.WriteString(v)
        case int:
            strconv.WriteInt(stdout, v, 10, 0, 0)
        case bool:
            strconv.WriteBool(stdout, v, 't', 0, 0)
        case stringer:
            stdout.WriteString(v.String())
        default:
            stdout.WriteString("%unknown")
        }
    }
    stdout.WriteString("
")
}

type S struct {
    A int
    B bool
}

func main() {
    p := &S{-123, true}

    v := reflect.ValueOf(p)

    println("kind(p) =", v.Kind())
    println("kind(*p) =", v.Elem().Kind())
    println("type(*p) =", v.Elem().Type())

    v = v.Elem()

    println("*p = {")
    for i := 0; i < v.NumField(); i++ {
        ft := v.Type().Field(i)
        fv := v.Field(i)
        println("  ", ft.Name(), ":", fv.Interface())
    }
    println("}")
}

semihosting.OpenFile 函数允许在主机端打开/创建文件。特殊路径 :tt 对应于主机的标准输出。

println 函数接受任意数量的参数，每个参数的类型都是任意的：

func println(args ...interface{})

可能是因为任何类型都实现了空接口 interface{}。 println 使用 类型开关 打印字符串，整数和布尔值：

switch v := a.(type) {
case string:
    stdout.WriteString(v)
case int:
    strconv.WriteInt(stdout, v, 10, 0, 0)
case bool:
    strconv.WriteBool(stdout, v, 't', 0, 0)
case stringer:
    stdout.WriteString(v.String())
default:
    stdout.WriteString("%unknown")
}

此外，它还支持任何实现了 stringer 接口的类型，即任何具有 String() 方法的类型。在任何 case 子句中，v 变量具有正确的类型，与 case 关键字后列出的类型相同。

reflect.ValueOf(p) 函数通过允许以编程的方式分析其类型和内容的形式返回 p。如你所见，我们甚至可以使用 v.Elem() 取消引用指针，并打印所有结构体及其名称。

让我们尝试编译这段代码。现在让我们看看如果编译时没有类型和字段名，会有什么结果：

$ egc -nt -nf
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  16028     216     312   16556    40ac cortexm0.elf

闪存上只剩下 140 个可用字节。让我们使用启用了半主机的 OpenOCD 加载它：

$ openocd -d0 -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f0x.cfg -c 'init; program cortexm0.elf; arm semihosting enable; reset run'
Open On-Chip Debugger 0.10.0+dev-00319-g8f1f912a (2018-03-07-19:20)
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
        http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
debug_level: 0
adapter speed: 1000 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
none separate
adapter speed: 950 kHz
target halted due to debug-request, current mode: Thread
xPSR: 0xc1000000 pc: 0x08002338 msp: 0x20000a20
adapter speed: 4000 kHz
** Programming Started **
auto erase enabled
target halted due to breakpoint, current mode: Thread
xPSR: 0x61000000 pc: 0x2000003a msp: 0x20000a20
wrote 16384 bytes from file cortexm0.elf in 0.700133s (22.853 KiB/s)
** Programming Finished **
semihosting is enabled
adapter speed: 950 kHz
kind(p) = ptr
kind(*p) = struct
type(*p) =
*p = {
   X. : -123
   X. : true
}

如果你实际运行此代码，则会注意到半主机运行缓慢，尤其是在逐字节写入时（缓冲很有用）。

如你所见，*p 没有类型名称，并且所有结构字段都具有相同的 X. 名称。让我们再次编译该程序，这次不带 -nt -nf 选项：

$ egc
$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  16052     216     312   16580    40c4 cortexm0.elf

现在已经包括了类型和字段名称，但仅在 main.go 文件中 main 包中定义了它们。该程序的输出如下所示：

kind(p) = ptr
kind(*p) = struct
type(*p) = S
*p = {
   A : -123
   B : true
}

反射是任何易于使用的序列化库的关键部分，而像 JSON 这样的序列化 算法 在 物联网 IoT 时代也越来越重要。

这些就是我完成的本文的第二部分。我认为有机会进行第三部分，更具娱乐性的部分，在那里我们将各种有趣的设备连接到这块板上。如果这块板装不下，我们就换一块大一点的。

via: https://ziutek.github.io/2018/04/14/go_on_very_small_hardware2.html

作者：Michał Derkacz 译者：gxlct008 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

Delve 是能让调试变成轻而易举的事的万能工具包。

你上次尝试去学习一种新的编程语言时什么时候？你有没有持之以恒，你是那些在新事物发布的第一时间就勇敢地去尝试的一员吗？不管怎样，学习一种新的语言也许非常有用，也会有很多乐趣。

你尝试着写简单的 “Hello, world!”，然后写一些示例代码并执行，继续做一些小的修改，之后继续前进。我敢保证我们都有过这个经历，不论我们使用哪种技术。假如你尝试用一段时间一种语言，并且你希望能够精通它，那么有一些事物能在你的进取之路上帮助你。

其中之一就是调试器。有些人喜欢在代码中用简单的 “print” 语句进行调试，这种方式很适合代码量少的简单程序；然而，如果你处理的是有多个开发者和几千行代码的大型项目，你应该使用调试器。

最近我开始学习 Go 编程语言了，在本文中，我们将探讨一种名为 Delve 的调试器。Delve 是专门用来调试 Go 程序的工具，我们会借助一些 Go 示例代码来了解下它的一些功能。不要担心这里展示的 Go 示例代码；即使你之前没有写过 Go 代码也能看懂。Go 的目标之一是简单，因此代码是始终如一的，理解和解释起来都很容易。

Delve 介绍

Delve 是托管在 GitHub 上的一个开源项目。

它自己的文档中写道：

Delve 是 Go 编程语言的调试器。该项目的目标是为 Go 提供一个简单、全功能的调试工具。Delve 应该是易于调用和易于使用的。当你使用调试器时，事情可能不会按你的思路运行。如果你这样想，那么你不适合用 Delve。

让我们来近距离看一下。

我的测试系统是运行着 Fedora Linux 的笔记本电脑，Go 编译器版本如下：

$ cat /etc/fedora-release
Fedora release 30 (Thirty)
$
$ go version
go version go1.12.17 linux/amd64
$

Golang 安装

如果你没有安装 Go，你可以运行下面的命令，很轻松地就可以从配置的仓库中获取。

$ dnf install golang.x86_64

或者，你可以在安装页面找到适合你的操作系统的其他安装版本。

在开始之前，请先确认已经设置好了 Go 工具依赖的下列各个路径。如果这些路径没有设置，有些示例可能不能正常运行。你可以在 SHELL 的 RC 文件中轻松设置这些环境变量，我的机器上是在 $HOME/bashrc 文件中设置的。

$ go env | grep GOPATH
GOPATH="/home/user/go"
$
$ go env | grep GOBIN
GOBIN="/home/user/go/gobin"
$

Delve 安装

你可以像下面那样，通过运行一个简单的 go get 命令来安装 Delve。go get 是 Golang 从外部源下载和安装需要的包的方式。如果你安装过程中遇到了问题，可以查看 Delve 安装教程。

$ go get -u github.com/go-delve/delve/cmd/dlv
$

运行上面的命令，就会把 Delve 下载到你的 $GOPATH 的位置，如果你没有把 $GOPATH 设置成其他值，那么默认情况下 $GOPATH 和 $HOME/go 是同一个路径。

你可以进入 go/ 目录，你可以在 bin/ 目录下看到 dlv。

$ ls -l $HOME/go
total 8
drwxrwxr-x. 2 user user 4096 May 25 19:11 bin
drwxrwxr-x. 4 user user 4096 May 25 19:21 src
$
$ ls -l ~/go/bin/
total 19596
-rwxrwxr-x. 1 user user 20062654 May 25 19:17 dlv
$

因为你把 Delve 安装到了 $GOPATH，所以你可以像运行普通的 shell 命令一样运行它，即每次运行时你不必先进入它所在的目录。你可以通过 version 选项来验证 dlv 是否正确安装。示例中安装的版本是 1.4.1。

$ which dlv
~/go/bin/dlv
$
$ dlv version
Delve Debugger
Version: 1.4.1
Build: $Id: bda606147ff48b58bde39e20b9e11378eaa4db46 $
$

现在，我们一起在 Go 程序中使用 Delve 来理解下它的功能以及如何使用它们。我们先来写一个 hello.go，简单地打印一条 Hello, world! 信息。

记着，我把这些示例程序放到了 $GOBIN 目录下。

$ pwd
/home/user/go/gobin
$
$ cat hello.go
package main

import "fmt"

func main() {
        fmt.Println("Hello, world!")
}
$

运行 build 命令来编译一个 Go 程序，它的输入是 .go 后缀的文件。如果程序没有语法错误，Go 编译器把它编译成一个二进制可执行文件。这个文件可以被直接运行，运行后我们会在屏幕上看到 Hello, world! 信息。

$ go build hello.go
$
$ ls -l hello
-rwxrwxr-x. 1 user user 1997284 May 26 12:13 hello
$
$ ./hello
Hello, world!
$

在 Delve 中加载程序

把一个程序加载进 Delve 调试器有两种方式。

在源码编译成二进制文件之前使用 debug 参数

第一种方式是在需要时对源码使用 debug 命令。Delve 会为你编译出一个名为 __debug_bin 的二进制文件，并把它加载进调试器。

在这个例子中，你可以进入 hello.go 所在的目录，然后运行 dlv debug 命令。如果目录中有多个源文件且每个文件都有自己的主函数，Delve 则可能抛出错误，它期望的是单个程序或从单个项目构建成单个二进制文件。如果出现了这种错误，那么你就应该用下面展示的第二种方式。

$ ls -l
total 4
-rw-rw-r--. 1 user user 74 Jun  4 11:48 hello.go
$
$ dlv debug
Type 'help' for list of commands.
(dlv)

现在打开另一个终端，列出目录下的文件。你可以看到一个多出来的 __debug_bin 二进制文件，这个文件是由源码编译生成的，并会加载进调试器。你现在可以回到 dlv 提示框继续使用 Delve。

$ ls -l
total 2036
-rwxrwxr-x. 1 user user 2077085 Jun  4 11:48 __debug_bin
-rw-rw-r--. 1 user user      74 Jun  4 11:48 hello.go
$

使用 exec 参数

如果你已经有提前编译好的 Go 程序或者已经用 go build 命令编译完成了，不想再用 Delve 编译出 __debug_bin 二进制文件，那么第二种把程序加载进 Delve 的方法在这些情况下会很有用。在上述情况下，你可以使用 exec 命令来把整个目录加载进 Delve 调试器。

$ ls -l
total 4
-rw-rw-r--. 1 user user 74 Jun  4 11:48 hello.go
$
$ go build hello.go
$
$ ls -l
total 1956
-rwxrwxr-x. 1 user user 1997284 Jun  4 11:54 hello
-rw-rw-r--. 1 user user      74 Jun  4 11:48 hello.go
$
$ dlv exec ./hello
Type 'help' for list of commands.
(dlv)

查看 delve 帮助信息

在 dlv 提示符中，你可以运行 help 来查看 Delve 提供的多种帮助选项。命令列表相当长，这里我们只列举一些重要的功能。下面是 Delve 的功能概览。

(dlv) help
The following commands are available:

Running the program:

Manipulating breakpoints:

Viewing program variables and memory:

Listing and switching between threads and goroutines:

Viewing the call stack and selecting frames:

Other commands:

Type help followed by a command for full documentation.
(dlv)

设置断点

现在我们已经把 hello.go 程序加载进了 Delve 调试器，我们在主函数处设置断点，稍后来确认它。在 Go 中，主程序从 main.main 处开始执行，因此你需要给这个名字提供个 break 命令。之后，我们可以用 breakpoints 命令来检查断点是否正确设置了。

不要忘了你还可以用命令简写，因此你可以用 b main.main 来代替 break main.main，两者效果相同，bp 和 breakpoints 同理。你可以通过运行 help 命令查看帮助信息来找到你想要的命令简写。

(dlv) break main.main
Breakpoint 1 set at 0x4a228f for main.main() ./hello.go:5
(dlv) breakpoints
Breakpoint runtime-fatal-throw at 0x42c410 for runtime.fatalthrow() /usr/lib/golang/src/runtime/panic.go:663 (0)
Breakpoint unrecovered-panic at 0x42c480 for runtime.fatalpanic() /usr/lib/golang/src/runtime/panic.go:690 (0)
        print runtime.curg._panic.arg
Breakpoint 1 at 0x4a228f for main.main() ./hello.go:5 (0)
(dlv)

程序继续执行

现在，我们用 continue 来继续运行程序。它会运行到断点处中止，在我们的例子中，会运行到主函数的 main.main 处中止。从这里开始，我们可以用 next 命令来逐行执行程序。请注意，当我们运行到 fmt.Println("Hello, world!") 处时，即使我们还在调试器里，我们也能看到打印到屏幕的 Hello, world!。

(dlv) continue
> main.main() ./hello.go:5 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x4a228f)
     1: package main
     2:
     3: import "fmt"
     4:
=>   5:      func main() {
     6:         fmt.Println("Hello, world!")
     7: }
(dlv) next
> main.main() ./hello.go:6 (PC: 0x4a229d)
     1: package main
     2:
     3: import "fmt"
     4:
     5: func main() {
=>   6:              fmt.Println("Hello, world!")
     7: }
(dlv) next
Hello, world!
> main.main() ./hello.go:7 (PC: 0x4a22ff)
     2:
     3: import "fmt"
     4:
     5: func main() {
     6:         fmt.Println("Hello, world!")
=>   7:      }
(dlv)

退出 Delve

你随时可以运行 quit 命令来退出调试器，退出之后你会回到 shell 提示符。相当简单，对吗？

(dlv) quit
$

Delve 的其他功能

我们用其他的 Go 程序来探索下 Delve 的其他功能。这次，我们从 golang 教程 中找了一个程序。如果你要学习 Go 语言，那么 Golang 教程应该是你的第一站。

下面的程序，functions.go 中简单展示了 Go 程序中是怎样定义和调用函数的。这里，我们有一个简单的把两数相加并返回和值的 add() 函数。你可以像下面那样构建程序并运行它。

$ cat functions.go
package main

import "fmt"

func add(x int, y int) int {
        return x + y
}

func main() {
        fmt.Println(add(42, 13))
}
$

你可以像下面那样构建和运行程序。

$ go build functions.go  && ./functions
55
$

进入函数

跟前面展示的一样，我们用前面提到的一个选项来把二进制文件加载进 Delve 调试器，再一次在 main.main 处设置断点，继续运行程序直到断点处。然后执行 next 直到 fmt.Println(add(42, 13)) 处；这里我们调用了 add() 函数。我们可以像下面展示的那样，用 Delve 的 step 命令从 main 函数进入 add() 函数。

$ dlv debug
Type 'help' for list of commands.
(dlv) break main.main
Breakpoint 1 set at 0x4a22b3 for main.main() ./functions.go:9
(dlv) c
> main.main() ./functions.go:9 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x4a22b3)
     4:
     5: func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
=>   9:      func main() {
    10:         fmt.Println(add(42, 13))
    11: }
(dlv) next
> main.main() ./functions.go:10 (PC: 0x4a22c1)
     5: func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
=>  10:              fmt.Println(add(42, 13))
    11: }
(dlv) step
> main.add() ./functions.go:5 (PC: 0x4a2280)
     1: package main
     2:
     3: import "fmt"
     4:
=>   5:      func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
    10:         fmt.Println(add(42, 13))
(dlv)

使用文件名:行号来设置断点

上面的例子中，我们经过 main 函数进入了 add() 函数，但是你也可以在你想加断点的地方直接使用“文件名:行号”的组合。下面是在 add() 函数开始处加断点的另一种方式。

(dlv) break functions.go:5
Breakpoint 1 set at 0x4a2280 for main.add() ./functions.go:5
(dlv) continue
> main.add() ./functions.go:5 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x4a2280)
     1: package main
     2:
     3: import "fmt"
     4:
=>   5:      func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
    10:         fmt.Println(add(42, 13))
(dlv)

查看当前的栈信息

现在我们运行到了 add() 函数，我们可以在 Delve 中用 stack 命令查看当前栈的内容。这里在 0 位置展示了栈顶的函数 add() ，紧接着在 1 位置展示了调用 add() 函数的 main.main。在 main.main 下面的函数属于 Go 运行时，是用来处理加载和执行该程序的。

(dlv) stack
0  0x00000000004a2280 in main.add
   at ./functions.go:5
1  0x00000000004a22d7 in main.main
   at ./functions.go:10
2  0x000000000042dd1f in runtime.main
   at /usr/lib/golang/src/runtime/proc.go:200
3  0x0000000000458171 in runtime.goexit
   at /usr/lib/golang/src/runtime/asm_amd64.s:1337
(dlv)

在帧之间跳转

在 Delve 中我们可以用 frame 命令实现帧之间的跳转。在下面的例子中，我们用 frame 实现了从 add() 帧跳到 main.main 帧，以此类推。

(dlv) frame 0
> main.add() ./functions.go:5 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x4a2280)
Frame 0: ./functions.go:5 (PC: 4a2280)
     1: package main
     2:
     3: import "fmt"
     4:
=>   5:      func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
    10:         fmt.Println(add(42, 13))
(dlv) frame 1
> main.add() ./functions.go:5 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x4a2280)
Frame 1: ./functions.go:10 (PC: 4a22d7)
     5: func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
=>  10:              fmt.Println(add(42, 13))
    11: }
(dlv)

打印函数参数

一个函数通常会接收多个参数。在 add() 函数中，它的入参是两个整型。Delve 有个便捷的 args 命令，它能打印出命令行传给函数的参数。

(dlv) args
x = 42
y = 13
~r2 = 824633786832
(dlv)

查看反汇编码

由于我们是调试编译出的二进制文件，因此如果我们能查看编译器生成的汇编语言指令将会非常有用。Delve 提供了一个 disassemble 命令来查看这些指令。在下面的例子中，我们用它来查看 add() 函数的汇编指令。

(dlv) step
> main.add() ./functions.go:5 (PC: 0x4a2280)
     1: package main
     2:
     3: import "fmt"
     4:
=>   5:      func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
    10:         fmt.Println(add(42, 13))
(dlv) disassemble
TEXT main.add(SB) /home/user/go/gobin/functions.go
=>   functions.go:5  0x4a2280   48c744241800000000   mov qword ptr [rsp+0x18], 0x0
        functions.go:6  0x4a2289   488b442408           mov rax, qword ptr [rsp+0x8]
        functions.go:6  0x4a228e   4803442410           add rax, qword ptr [rsp+0x10]
        functions.go:6  0x4a2293   4889442418           mov qword ptr [rsp+0x18], rax
        functions.go:6  0x4a2298   c3                   ret
(dlv)

单步退出函数

另一个功能是 stepout，这个功能可以让我们跳回到函数被调用的地方。在我们的例子中，如果我们想回到 main.main 函数，我们只需要简单地运行 stepout 命令，它就会把我们带回去。在我们调试大型代码库时，这个功能会是一个非常便捷的工具。

(dlv) stepout
> main.main() ./functions.go:10 (PC: 0x4a22d7)
Values returned:
        ~r2: 55

     5: func add(x int, y int) int {
     6:         return x + y
     7: }
     8:
     9: func main() {
=>  10:              fmt.Println(add(42, 13))
    11: }
(dlv)

打印变量信息

我们一起通过 Go 教程 的另一个示例程序来看下 Delve 是怎么处理 Go 中的变量的。下面的示例程序定义和初始化了一些不同类型的变量。你可以构建和运行程序。

$ cat variables.go
package main

import "fmt"

var i, j int = 1, 2

func main() {
        var c, python, java = true, false, "no!"
        fmt.Println(i, j, c, python, java)
}
$

$ go build variables.go &&; ./variables
1 2 true false no!
$

像前面说过的那样，用 delve debug 在调试器中加载程序。你可以在 Delve 中用 print 命令通过变量名来展示他们当前的值。

(dlv) print c
true
(dlv) print java
"no!"
(dlv)

或者，你还可以用 locals 命令来打印函数内所有的局部变量。

(dlv) locals
python = false
c = true
java = "no!"
(dlv)

如果你不知道变量的类型，你可以用 whatis 命令来通过变量名来打印它的类型。

(dlv) whatis python
bool
(dlv) whatis c
bool
(dlv) whatis java
string
(dlv)

总结

现在我们只是了解了 Delve 所有功能的皮毛。你可以自己去查看帮助内容，尝试下其它的命令。你还可以把 Delve 绑定到运行中的 Go 程序上（守护进程！），如果你安装了 Go 源码库，你甚至可以用 Delve 导出 Golang 库内部的信息。勇敢去探索吧！

via: https://opensource.com/article/20/6/debug-go-delve

作者：Gaurav Kamathe 选题：lujun9972 译者：lxbwolf 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出