修改打包好的Alpine文件系统

2026-01-16

之前介绍过嵌入式用的 Alpine Linux 发行版和如何移植，本文主要讲述对于打包好的系统压缩包，如何方便的添加删除软件包。

对于已经打包的 alpine 文件系统，经常需要根据需要添加或删除软件包，如果通过开发板操作再重新打包，不够方便，这里可以利用 static 编译的 apk 工具在宿主机上进行操作。

这还需要 archivemount 工具辅助，用于直接挂载压缩包:

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sudo apt install archivemount

以及 apk.static 工具：

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# 版本根据需要选择
wget https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/latest-stable/main/x86_64/apk-tools-static-3.0.3-r1.apk
tar xvzf apk-tools-static-3.0.3-r1.apk
sudo mv sbin/apk.static /usr/local/bin

对于已经打包好的文件系统 alpine.tar.gz ，使用工具 archivemount 挂载：

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mkdir ./mnt_alpine
sudo archivemount alpine.tar.gz ./mnt_alpine/

这里针对目标alpine架构是 armhf，操作命令如下：

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# 添加包
sudo apk.static --root ./mnt_alpine/ --arch armhf add daemontools-encore
# 删除包
sudo apk.static --root ./mnt_alpine/ --arch armhf del daemontools-encore

而文件的编辑删除则可以直接通过挂载目录进行修改即可。

等待编辑结束，可以通过 umount 保存压缩包：

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sudo umount ./mnt_alpine

同时，会创建一份挂载前的未修改副本，以 .orig 结尾。

这相对于在开发板上进行修改再打包会方便的多，尤其适合迭代开发过程中的更新修改。

RK3506 PWM oneshot 模式驱动修正

2026-01-13

Rockchip RK3506 芯片 的 PWM 控制器支持 oneshot 模式，使用时，可以通过驱动模块、sysfs接口来配置周期、占空比和需要发送的数量（个数和重复次数），激活后硬件自动发送指定数量波形并结束。

这个功能非常适合用来变频控制外部设备，比如步进电机。

但是在实际使用时，通过 sysfs 调试，如果设置的周期过大（样例文档的 10us 没有问题），比如 100us 以上，当设置 enable 为 1 后，波形发送结束时，会出现驱动崩溃及内核panic(驱动=y构建)，提示检测到 scheduling while atomic.

通过实际驱动 drivers/pwm/rockchip-pwm.c 中可以看 irq 函数，这里主要是针对 PWMv4:

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static irqreturn_t rockchip_pwm_irq_v4(int irq, void *data)
{
	struct rockchip_pwm_chip *pc = data;
	int val;
	irqreturn_t ret = IRQ_NONE;

	val = readl_relaxed(pc->base + INTSTS);
#ifdef CONFIG_PWM_ROCKCHIP_ONESHOT
	if (val & ONESHOT_END_INT) {
		struct pwm_state state;

		writel_relaxed(ONESHOT_END_INT, pc->base + INTSTS);

		/*
		 * Set pwm state to disabled when the oneshot mode finished.
		 */
		pwm_get_state(&pc->chip.pwms[0], &state);
		state.enabled = false;
		state.oneshot_count = 0;
		state.oneshot_repeat = 0;
		pwm_apply_state(&pc->chip.pwms[0], &state);

		rockchip_pwm_oneshot_callback(&pc->chip.pwms[0], &state);

		ret = IRQ_HANDLED;
	}
#endif
	if (val & CAP_LPR_INT) {

重点看 pwm_apply_state 这部分代码，这里是要清除已经设置的 oneshot 模式参数，保证结束时内部状态一致，但是 pwm_apply_state 这个函数内部明确标记 might_sleep() ，在 irq 中调用可能阻塞的函数会导致死锁等问题，而这个函数最终内部会调用rockhip_pwm及底层pinctrl一系列函数。

要解决这个崩溃问题，我们需要将 pwm_apply_state 从 top-half 移出去，丢给可以阻塞的上下文处理。驱动中最简单的修改办法，就是利用驱动结构体提供但未使用的 pwm_work 来实现。

具体就是删除这5行代码，新建一个处理函数：

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+static void rockchip_pwm_work(struct work_struct *work)
+{
+    struct rockchip_pwm_chip *pc = container_of(work, struct rockchip_pwm_chip, pwm_work.work);
+    struct pwm_device *pwm = &pc->chip.pwms[0];
+    struct pwm_state state;
+    pwm_get_state(pwm, &state);
+    state.enabled = false;
+    state.oneshot_count = 0;
+    state.oneshot_repeat = 0;
+    pwm_apply_state(pwm, &state);
+}
+

然后，在 irq 函数中，调用：

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	if (val & ONESHOT_END_INT) {
		struct pwm_state state;

		writel_relaxed(ONESHOT_END_INT, pc->base + INTSTS);

		/*
		 * Set pwm state to disabled when the oneshot mode finished.
		 */
+		schedule_delayed_work(&pc->pwm_work, 0);
		rockchip_pwm_oneshot_callback(&pc->chip.pwms[0], &state);

		ret = IRQ_HANDLED;
	}

并在 probe 函数中初始化：

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static int rockchip_pwm_probe(struct platform_device *pdev)
 		goto err_pclk;
 	}
 
+       INIT_DELAYED_WORK(&pc->pwm_work, rockchip_pwm_work);
        rockchip_pwm_debugfs_init(pc);
 
        /* Keep the PWM clk enabled if the PWM appears to be up and running. */

以及 remove 函数中移除：

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static int rockchip_pwm_remove(struct platform_device *pdev)
 	u32 val;
 
 	rockchip_pwm_debugfs_deinit(pc);
+	cancel_delayed_work_sync(&pc->pwm_work);
 
 	/*
 	 * For oneshot mode, it is needed to wait for bit PWM_ENABLE

需要注意的时，delayed_work 运行在进程上下文中，其调度受 CONFIG_HZ 的 jiffies影响，其执行可能存在较大的延迟（若干毫秒），如果业务应用对这个时间不敏感，则无所谓，如果敏感，则需要另外的修改方法，比如 threaded_irq 处理，但是这样改动相对较大，此处不再展开。

基于 x-macros 的命令行参数解析库实现

2026-01-12

在之前文档讲述了一下 C X-Macros 的特性和一些应用场景，也提到在编译期可以确定的范式基本都可以通过 X-Macros 来辅助实现，比如命令行参数解析，这里就具体讲述如何实现。

具体代码在 github：macros_args

目标

因为使用过 argtable 这样的库，所以充分考虑了这种基于描述的命令行参数解析，但是也觉得还有一些繁琐，明明可以用一张表来表示所有参数，使用时却需要一个一个的初始化，而且库还有一些过于复杂的东西，比如特殊单位的处理支持。

设想中，这样的参数解析应该这样：

  1. 纯 header 文件实现，无 c 文件依赖；
  2. 表驱动配置解析参数，明确各个参数类型和特性；
  3. 支持参数重复，也就是同个参数传递多个值；
  4. 支持短参数和长参数，支持 literal/int/float/string 这样简单的参数类型；
  5. 尽量少依赖，不依赖动态内存分配，只适用少量 std 库和 getopt;
  6. 无全局状态，支持多实例；

考虑到实现复杂度，不依赖 std 库和 getopt 则会代码量巨大且不可维护，基本上就是需要利用标准库少量函数和getopt，来实现一个类似 argtable 这样的命令行参数解析。

思路

有了目标，就可以考虑如何实现了，本质上，就是如何将一个参数描述表转换为最终的 getopt 调用。

首先，需要考虑参数原型设计，基于以上，考虑设计4种基本参数类型：

  1. LIT， 也就是 literial，比如 -h -v 这样的开关参数，在内部应该是个整数表示是否出现及出现次数；
  2. INT，整数参数，内部用 int 保存即可。
  3. NUM，浮点参数，内部用 double 保存。
  4. STR，字符串参数，内部需要用 char *保存指针即可。 对于同参多值，可以将1个参数的情况作为多参数特例，所以表设计应该如下：
项目 描述
类型 参数类型，宏
最大数量 允许的最大数量，0 表示无限制（可以内部预设最大限制）
名称 参数在代码中的引用名称，需要符合 token 央视
短参名 类似 -t 的短参，用 'c' 这样表示，实际是整数，没有则写0
长参名 类似--long的长参，用"long"这样的字面量表示，没有则写 "" 空字符串
参数提示 类似 "<count>" 这样的字面量，用于帮助中提示带参的类型
默认值 参数默认值，对于多参数，只有第一个参数会被设置
描述 描述这个参数用来做什么

使用时，需要用户提供一个 X Macros 列表，我们再基于这个列表，来实现我们的必要拼装：

  1. 利用表生成一个结构体定义，用来存储我们的参数；
  2. 利用表来生成解析函数，用来解析命令行并存储结果；
  3. 利用表明来实现实例唯一，可以保证无全局状态多实例；
  4. 利用表进行约束检查，避免错误使用；

实现

具体实现可以参考代码，其中最重要的就是 _ARG_IF_ELSE 这个编译期条件宏，可以基于条件生成编译期代码，而非运行期：

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#define _ARG_IF_ELSE_0(THEN, ELSE) ELSE
#define _ARG_IF_ELSE_1(THEN, ELSE) THEN
#define _ARG_IF_ELSE_IMPL(CONDITION, THEN, ELSE)    _ARG_CONCAT2(_ARG_IF_ELSE_, CONDITION)(THEN, ELSE)
#define _ARG_IF_ELSE(CONDITION, THEN, ELSE)         _ARG_IF_ELSE_IMPL(CONDITION, THEN, ELSE)

宏的实现就是简单的宏拼接，所以其应用很受限，只能基于宏展开时字面量数字来进行条件选择，参数必须是字面量0或1，如果直接使用，会很受限，需要配合_ARG_BOOL宏：

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#define _ARG_CHECK_N(x, n, ...)     n
#define _ARG_PROBE(x)               x, 0,
#define _ARG_PROBE_0                _ARG_PROBE(~)
#define _ARG_CHECK(...)             _ARG_CHECK_N(__VA_ARGS__)
#define _ARG_BOOL(x)                _ARG_CHECK(_ARG_CONCAT2(_ARG_PROBE_, x), 1)

这个宏更绕一些，是根据宏字面量的0或非0来条件生成字面量0或1，这里用到了__VA_ARGS__ 展开参数数量，具体可以仔细揣摩。

有了这些宏，在结构体定义、静态检查和函数实现中，可以基于参数最大数量和参数类型来生成不同的编译期代码，避免编译器告警。

使用时，程序需要提供一个类似如下的参数列表宏，并利用库的宏来生成必要定义：

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#define APP_ARGS_LIST(X) \
    ARG_LITX(X, help,       'h', "help",        "show help") \
    ARG_LIT1(X, print,      'p', "print",       "print arg struct") \
    ARG_LITX(X, verbose,    'v', "verbose",     "verbose") \
    ARG_NUM1(X, timeout,    't', "timeout",     "<secs>",  0.0,  "timeout in secs") \
    ARG_LIT1(X, longonly,   0,   "longonly",    "test long only arg") \
    ARG_LIT1(X, shortonly,  's', "",            "test short only arg") \
    ARG_STR1(X, from,       'f', "from",        "<file>",  "1.txt", "file path") \
    ARG_STRX(X, token,      'k', "token",       "<token>", "token0", "process tokens")

// 2. Generate essential
ARG_DEFINE(APP_ARGS_LIST);

然后在主函数中，可以进行解析：

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// 3. Decleare struct to storage parse result
ARG_STRUCT_INIT(APP_ARGS_LIST, arg);
// 4. Parse argv with struct
// ret > 0 => optind, < 0 => error!
int ret = ARG_PARSE(APP_ARGS_LIST, argc, argv, &arg);

后续就可以利用arg成员，来判断参数，或者使用宏来打印参数帮助信息：

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if (ret < 0) {
    printf("Usage: %s", argv[0]);
    ARG_PRINT_SYNTAX(APP_ARGS_LIST);
    printf("\n");
    return ret;
}
// Use struct field to check result
// For LIT, use n_XXX
if (arg.n_print > 0) {
    printf("optind =%d\n", ret);
    ARG_STRUCT_PRINT(APP_ARGS_LIST, &arg);
    printf("\n");
}
if (arg.n_help > 0) {
    printf("Usage: %s", argv[0]);
    ARG_PRINT_SYNTAX(APP_ARGS_LIST);
    printf("\n\nExample:\n");
    ARG_PRINT_GLOSSARY(APP_ARGS_LIST, 30);
    return 0;
}

因为实现利用了大量宏，所以阅读起来会比较费劲，尤其是琐碎的条件处理。目前仍需要改进的部分就是利用短参字符字面量拼接getopt_long字符串参数时，通过手动去除单引号实现，这里之前考虑使用字面量而不是字符字面量，但是问题在于：

  1. #宏可以方便实现字符串字面量，但是很难基于宏实现字符字面量；
  2. getopt_long中即要字符字面量，也要字符串字面量；

手动去除虽然拙劣但十分有效。