文章摘要
文章探讨了如何在一次性电子烟上托管网站，作者通过收集并拆解这些设备，发现其内部集成了名为“PUYA”的芯片，激发了将其用于网络服务器的兴趣。尽管文章本身并非由电子烟服务器托管，但展示了这一技术的可能性。
文章总结
标题：在一次性电子烟上搭建网站
前言
本文并非通过运行在一次性电子烟上的网络服务器提供服务。如果你想查看真实案例，请点击这里。其他内容完全相同。
背景
几年来，我一直从朋友和家人那里收集一次性电子烟。最初，我只是为了“未来”项目回收电池（我保证这不是囤积）。然而，最近的一次性电子烟变得更加先进。我无法想象未来的律师如何为带有USB-C接口和可充电电池的设备被归类为“一次性”而辩护。幸运的是，我近期没有从事法律工作的计划。
去年，我在拆解这些更高级的“成人安抚奶嘴”时，发现了一个让我眼前一亮的东西：不是预期的黑色胶状物包裹的ASIC（专用集成电路），而是一个标有“PUYA”的小型集成电路。如果你对这个名字不感兴趣，我并不怪你，因为大多数人从未听说过它。PUYA以其闪存芯片闻名，而我第一次接触它是在阅读Jay Carlson关于最便宜的闪存微控制器的博客文章时。这些芯片实际上是相当强大的ARM Cortex-M0+微控制器。
过去一年，我收集了不少基于PY32的电子烟，它们都来自同一制造商的不同型号。我不会为烟草公司做免费广告，所以不会提及具体品牌，但如果设计这些电子烟的人读到这篇文章，感谢你们标注了调试引脚！
我们使用的硬件
芯片上标有PUYA C642F15，这并没有提供太多信息。我原本以为它是PY32F002A，但使用pyOCD进行调试后，我发现闪存容量为24KB，RAM为3KB。额外的闪存意味着它更可能是PY32F002B，这是一个完全不同的芯片。
以下是这个几乎“一次性”的微控制器的规格： - 24MHz Cortex-M0+ - 24KB闪存 - 3KB静态RAM - 一些外设，但我们不会使用它们。
你可能会觉得这些规格并不足以完成什么任务。我不怪你，毕竟10年前的手机都难以加载谷歌，而这个设备的速度还要慢100倍。然而，我却看到了一个“极速”的网络服务器。
联网
在电子烟上搭建网络服务器的想法并不是突然冒出来的。事实上，我已经研究它们一段时间了，但在写完关于半主机的文章后，我才恍然大悟。
如果你不想阅读那篇文章，简单来说，半主机是嵌入式ARM微控制器的系统调用。你将一些值/指针放入寄存器并调用断点指令，连接的调试器会解释寄存器中的值并执行某些操作。大多数人只是用它来从微控制器获取日志，但它实际上是双向的。
如果你比我年长，可能会记得在Wi-Fi和以太网之前的“黑暗时代”，那时人们必须使用拨号调制解调器上网。你可能也知道，这些调制解调器的“幽灵”仍然存在于我们周围。几乎所有USB串行设备实际上都在模拟这些调制解调器：一个56k的调制解调器只是一个57600波特率的串行设备。这些调制解调器之间的数据传输使用了一种称为SLIP（串行线路互联网协议）的协议。
Linux（经过一些调整后，甚至macOS）支持SLIP。slattach工具可以让任何/dev/tty*设备发送和接收IP数据包。我们只需要以正确的格式将数据发送到线路上，并提供一个虚拟的tty。这实际上比你想象的要简单，pyOCD可以通过telnet端口转发所有半主机调用。然后，我们使用socat将该端口链接到虚拟tty：
bash
pyocd gdb -S -O semihost_console_type=telnet -T $(PORT) $(PYOCDFLAGS) &
socat PTY,link=$(TTY),raw,echo=0 TCP:localhost:$(PORT),nodelay &
sudo slattach -L -p slip -s 115200 $(TTY) &
sudo ip addr add 192.168.190.1 peer 192.168.190.2/24 dev sl0
sudo ip link set mtu 1500 up dev sl0
好了，现在我们有了一个“调制解调器”，但这还远远不是一个网络服务器。要真正实现TCP/IP通信，我们需要一个IP协议栈。有很多选择，但我选择了uIP，因为它非常小巧，不需要实时操作系统，并且易于移植到其他平台。它还附带了一个非常简单的HTTP服务器示例。
在将SLIP代码移植到使用半主机后，我有了一个可以工作的网络服务器……但只有一半的时间。与大多数高度优化的库一样，uIP是为8位和16位机器设计的，这些机器通常没有内存对齐要求。然而，在ARM上，如果你解引用一个u16 *，你最好希望地址是偶数，否则会引发异常。uip_chksum假设u16对齐，但创建文件系统的脚本没有。我决定稍微修改文件系统的结构，使其更具可移植性。这是我第一次使用perl，不得不说，它非常适合这种任务。
极速
那么，运行在一次性微控制器上的网络服务器有多快呢？最初，它并不快。Ping延迟约为1.5秒，丢包率为50%，加载一个简单的页面需要超过20秒。这简直糟糕到好笑，我甚至想就这样算了。
然而，问题实际上出在我自己身上。最初的实现是一次读取和写入一个字符，这带来了巨大的开销。我之前在这个设备上对半主机进行了基准测试，得到了约20KB/s的速度，但uIP的SLIP实现是为内存非常低的设备设计的，所以它逐字节序列化数据。我们有3KB的RAM可以使用，所以我添加了一个环形缓冲区来缓存从主机读取的数据，并将其提供给SLIP轮询函数。我还将写入分批进行，以允许转义。
现在，这才是我所说的“极速”！Ping延迟现在为20毫秒，没有丢包，完整页面加载时间约为160毫秒。这几乎使用了所有的RAM，但我也可以调整缓冲区的大小，以留出足够的空间来运行其他任务。项目仓库中的所有设置都在延迟和RAM使用之间达到了良好的平衡：
Memory region Used Size Region Size %age Used
FLASH: 5116 B 24 KB 20.82%
RAM: 1380 B 3 KB 44.92%
不过，对于这篇博客来说，我没有为RAM付费，所以我会用尽所有的RAM。
你可能已经注意到，我们还有不到20KB（80%）的存储空间。这可能不足以部署整个React，但正如你所看到的，它足以托管这篇完整的博客文章。而且，这不仅仅是一个静态页面服务器，如果你懂C语言，你可以运行任何服务器端代码。
为了好玩，我添加了一个JSON API端点，用于获取主页的请求次数（自上次崩溃以来）和微控制器的唯一ID。
资源
- 项目代码
评论总结
评论内容总结：
技术潜力与浪费问题：
- 一些评论者认为一次性电子烟中的微控制器具有技术潜力，甚至可以在极端情况下被重新利用。例如，x187463提到：“想象一个后末日场景，城市由这种随机计算设备拼凑而成。”但同时，他也批评这是“电子废物的严重来源”。
- jerf则从技术角度对比了现代微控制器与老式计算机的性能，指出“虽然它的内存只有Commodore 64的一半，但它的32位24MHz CPU是1980年代无法想象的”。
环境与道德问题：
- 多位评论者对一次性电子烟的环境影响表示担忧。RedShift1直言：“我们需要减少微塑料。”而nusl则强烈批评：“一次性电子烟是一种社会已经正常化的畸形现象。”
- ivape提出了一种可能的解决方案，建议在电子烟中加入USB存储设备，以鼓励重复使用：“如果它们包含一个小型USB存储驱动器，成本会增加多少？你可以激励人们不丢弃它们。”
趣味性与技术挑战：
- 一些评论者从技术趣味性角度看待这一话题。peteforde调侃道：“我注意到截至评论时，他还没有在上面运行《Doom》。还没有吗？”droobles则赞扬了黑客精神：“黑客精神长存！这正是Hacker News的意义所在。”
重复提交与讨论：
- jsheard和ChrisArchitect都提到了之前的相关讨论，并提供了链接，表明这一话题已经有过多次讨论。
总结：评论者普遍认为一次性电子烟中的微控制器展示了技术潜力，但也对其环境危害表示担忧。同时，这一话题引发了关于技术趣味性和道德责任的讨论。