Linux字符设备应用的程序,不看肯定后悔

　　在 linux 驱动中字符设备驱动是必须掌握的，本章主要介绍字符设备应用的程序，无论是学习了后面的知识自己写的字符驱动，还是已有的字符驱动，都需要能够写一些简单的应用程序。即使从事 Linux 驱动方面的工作，Linux 驱动写出来之后，也需要由驱动程序员编写简单的应用程序来进行测试的。
　　另外，关于驱动部分，迅为电子有专门的驱动实验教程提供给大家学习，大家有了这些基础之后再去学习底层的知识就会很容易了。
　　在本手册的 10.22 章节，大家可以看到这些 C 程序也是可以在 Android 下面运行的，只不过没有图形界面。
　　本章配套视频为：
　　“视频 06_01 字符设备控制之 main 函数传参数”
　　“视频 06_02 字符设备控制之 led 灯”
　　“视频 06_03 字符设备控制之 buzzer 蜂鸣器”
　　“视频 06_04 字符设备控制之 ADC 模数转换”
　　17.1 入口 main 函数的参数
　　在和用户交流的过程中，虽然所有人都学习过 C 语言，但是对 C 语言中的 main 函数的用法并不是很清楚。由于后面的实验需要用到这部分知识，这里就占用一个小节，先简单介绍一下 main 函数。
　　main 函数简介
　　main 函数作为应用程序的入口，在头文件“#include ”中。main 函数需要传参数的时候完整的定义为
　　int main（int argc，char **argv）
　　参数 argc，表示参数的个数
　　参数**argv，存储输入字符的数组，argv［0］表示程序名称，argv［1］——argv［n］输入的参数
　　不传参数的时候定义为
　　int main（void）
　　函数 main 的返回值为类型为 int，用于判断程序执行成功还是失败
　　main 函数例程
　　编写简单的 argvc.c 文件测试 main 函数。
　　
　　如上图所示，将输入的参数第一个和第二个转换成 int 类型，赋值给 i 和 j，最后输出打印。
　　其中 argv［0］为程序名称，这里就是后面要编译的目标文件“argvc”。
　　编译运行测试
　　在 Ubuntu 系统下，如下图所示，进入前面实验创建的目录“/home/linuxsystemcode/”，使用命令“mkdircharcontrol”新建 charcontrol 文件夹，将源码 argvc.c 拷贝进去，进入新建的文件夹 charcontrol，如下图所示。
　　
　　使用命令“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o argvc argvc.c -static”编译 argvc 文件， 如下图所示，使用命令“ls”可以看到生成了 argvc 可执行文件。
　　
　　这里介绍 U 盘拷贝代码的方法，也可以编译进文件系统，具体方法参考 10.3.5 小节。 将编译成的可执行文件 argvc，拷贝到 U 盘，启动开发板，插入 U 盘，加载 U 盘，运行程序如下。
　　
　　如上图所示，程序成功运行，打印：
　　the Program name is 。/mnt/udisk/argvc。
　　因为运行的程序就是“。/mnt/udisk/argvc”，这是第一个参数
　　The command line has 2 argument：
　　10，11。
　　输入的参数是 10 和 11，对应 argv［2］和 argv［2］。
　　17.2 字符类 led 灯
　　在前面介绍 open 函数的时候，已经提到过如何打开字符类设备，获得句柄的方法和一般文件都是一样。
　　Led 灯的设备节点在/dev 目录下，如下图所示，在超级终端可以使用 ls 命令查找。
　　
　　由于涉及到硬件知识，这里简单介绍一下硬件原理，如下图所示，led 小灯的硬件原理很简单。
　　
　　如上图所示，给 KP_COL0 和 VDD50_EN 网络高电平，三极管 L9014 就会导通，电源 VSYS 就会将电压加到电阻 R 和 led 小灯上，小灯就会亮。
　　给 KP_COL0 和 VDD50_EN 网络低电平，三极管 L9014 就会截止，形成断路，小灯灭。
　　在前面介绍过，如果要给文件进行写操作，那么使用的是 write 函数。对于 led 小灯的操作，使用写函数，理论上也是可以的。但是对于 IO 口（这里的 IO 口指的是硬件上的 IO 口， 不是指 IO 文件）的
　　操作，Linux 专门设计了一个高效的函数 ioctl。
　　这个函数在头文件#include中。
　　int ioctl（ int fd， int request， int cmd）;
　　参数 fd，函数 open 返回的句柄。
　　参数 request 和参数 cmd，由内核驱动决定具体操作，例如 request 可以代表那个 IO 口，cmd 代表对 IO 进行什么样的操作，也可以反过来。具体的含义由驱动工程师在驱动中 switch 决定。
　　返回值：返回 0 成功；返回-1，出错。
　　小灯测试例程
　　编写简单的 leds.c 文件测试小灯。首先添加头文件，如下图所示。
　　通过 main 参数传过来的参数是 char 字符格式的，如果要传递给 ioctl 函数，需要用到数值转化函数atoi，添加了头文件#include 。
　　接着由于小灯的数量和命令都是 2，所以对小灯数量和操作数进行宏定义
　　#define LED_NUM 2
　　#define LED_C 2。
　　
　　然后 main 函数如下图所示。
　　
　　如上图所示。
　　第 33 行，调用了 ioctl 函数，将 main 函数的第一个和第二个参数传入驱动。
　　第 19 行，解释那个参数具体代表什么含义，“argv1 is cmd;argv2 is io”，参数 1 对应命令，参数 2 对应具体那个 led 灯。
　　第 36 行，将打开的设备节点”/dev/leds“关闭。
　　编译运行测试
　　在 Ubuntu 系统下，如下图所示，进入前面实验创建的目录“/home/linuxsystemcode/charcontrol”，将源码 leds.c 拷贝进去，如下图所示。
　　
　　使用命令“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o leds leds.c -static”编译 leds 文件，如下图所示，使用命令“ls”可以看到生成了 leds 可执行文件。
　　
　　这里介绍 U 盘拷贝代码的方法，也可以编译进文件系统，具体方法参考实验 02
　　将编译成的可执行文件 open，拷贝到 U 盘，启动开发板，插入 U 盘，加载 U 盘，运行程序如下。
　　如下图所示，如果不加参数会有提示，然后报错。
　　
　　如下图所示，使用命令“。/mnt/udisk/leds 0 0”运行，可以看到靠近蜂鸣器的小灯灭了。
　　
　　所有参数对小灯的控制如下：
　　0 0 靠近蜂鸣器的小灯灭；
　　0 1 靠近按键的小灯灭；
　　1 0 靠近蜂鸣器的小灯亮；
　　1 1 靠近按键的小灯亮。用户可以自行测试一下。