基于具有USB功能的STM32微控制器

该设计是一个物理开关，它确定每次打开计算机时要启动的操作系统。它使用stm32微控制器充当usb大容量存储设备，并提供一个动态文件。该文件可以由系统的引导配置加载，以根据物理输入来更改其引导行为：
组件：
拨动开关
具有usb功能的stm32微控制器
st-link编程器
该项目的解决方案是通过代码编写的，因此需要一个拨动开关，一个具有usb功能的stm32微控制器和一个st-link编程器。
代码：点击查看
设计过程：
启动linux，只需按电源按钮；另一方面，要引导到windows，则需要在grub短暂显示自己时进行战术，精确定时的敲击，以更改选择：
引导加载程序中的脚本
gnu grub是一种流行的linux启动加载程序-在加载任何操作系统之前运行的程序，它决定启动什么以及如何启动它。通常，将与上图所示的菜单进行交互，但实际上，grub是由简化的脚本语言配置的。在它的下面是用c语言编写的模块系统。
grub必须在操作系统外部运行，因此必须提供所有自己的工具，因此可用功能相当简单。
在grub中可以任意访问usb设备吗？
创建一个具有自定义（“特定于供应商”）接口的usb设备，以读出开关位置，就非usb而言，它就像是裸露的串行连接。可以从操作系统访问，但是不确定grub是否可以处理它。
grub实现在其原生支持usb ehci、uhci、ohci模块，但有一个问题-加载任何这些禁用用于访问磁盘上的常态机制通过bios来避免冲突，让你有无人接盘。有一个nativedisk模块可以独立于bios访问磁盘，但是除了速度慢之外，严重地使用该模块意味着grub无法链式加载windows（说明），从而使这种方法成为注销。
伪装成usb大容量存储设备
可以利用bios已经为grub提供对所有连接的存储设备的访问的事实，而不是创建自定义usb接口。需要做的就是将设备显示为存储设备，其中包含一个文件，其内容指示开关位置。
从概念上讲这很简单，但是有几层：
提供大容量存储类描述符，指示要使用的几种存储协议之一（scsi，ata）。
实现所选的存储协议。除了用于读取和写入扇区的标准请求外，这是一组用于询问存储设备的功能，容量，布局和其他元数据的命令。
读取时模拟有效的文件系统，而实际上没有任何存储介质。
使用usb状态指示灯中已有的支持usb的stm32板卡和代码，将供应商类设备更改为大容量存储类设备只需更改现有usb描述符中的几个字节即可。
对于存储协议层，发现它libopencm3具有内置的scsi大容量存储实现，具有简单read_block（address）和write_block（address）回调功能，隐藏了存储协议的复杂性：
由于这个原因，即使在这个阶段它只能读出无尽的0x00字节流，仍然可以使用可识别的存储设备快速启动并运行。
熟悉fat
模拟grub可以理解的文件系统。格式化存储设备，选择fat12，因为它的文档非常齐全，而且布局简单：
引导扇区：描述卷名称和几何形状的固定结构
文件分配表：一个索引，用于说明磁盘的哪些部分被使用以及分配/碎片化了多大的文件
根目录条目：文件元数据。指向实际文件内容所在的位置
［其余磁盘上没有固定的结构］
经过阅读和修改之后，进行了一个设置，可以定义虚拟文件列表，并在毫不怀疑的主机要求下即时生成目录条目和文件内容：
struct virtualfile {
char* longname;
struct fatdirentry dir;
void （*read）（uint8_t* output）;
};
static void readswtich（uint8_t* output） { // output is a zeroed-out 512 byte buffer （one block）
output［0］ = gpio_get（gpioa， gpio6）？ ‘1’ ： ‘0’;
}
static struct virtualfile _virtualfiles［］ = {
{
.longname = “switch_position”，
.dir = { .name = “switch~1”， .ext = “ ”， .size = 1 }，
.read = readswtich
}，
// 。..
};
转储块设备看起来像这样：
0000h是引导扇区，0200h是fat的第一个副本，0400h是fat的第二个副本，0600h是根目录条目。一共有三个32字节的目录条目-两个长文件名条目，然后是在640h该文件的实际目录条目。虚拟文件内容在4800h读出。
在grub中读取文件
grub没有将文件内容加载到变量中的任何内置支持，也不像典型的linux shell那样支持命令替换：
# this is bash and what i wanted to do
# grub script unfortunately doesn‘t support this kind of substitution
pos=$（cat /path/to/switch_position）
echo $pos
使用grub的“源” 命令从虚拟文件中加载其他配置。这种方法是开箱即用的，并且理论上适用于任何版本的grub：
根据开关位置启动
使用grub外壳中的switch位置了，然后修改系统启动配置，以根据此信息进行启动选择。
在 /etc/grub.d/00_header中，将此添加到了生成的输出中（删除了转义符以使其更易于阅读）：
# look for hardware switch device by its hard-coded filesystem id
search --no-floppy --fs-uuid --set hdswitch 55aa-6922
# if found， read dynamic config file and select appropriate entry for each position
if ［ “${hdswitch}” ］ ; then
source （$hdswitch）/switch_position_grub.cfg
if ［ “${os_hw_switch}” == 0 ］ ; then
# boot linux
set default=“0”
elif ［ “${os_hw_switch}” == 1 ］ ; then
# boot windows
set default=“2”
else
# fallback to default
set default=“${grub_default}”
fi
else
set default=“${grub_default}”
fi
运行update-grub生成新的启动配置后，
硬件安装
小的铝制扁杆，几个螺丝和一些钻孔。