讓我們一起回顧一下51形式的編程方法,以一個簡單的LED例子:通過串口向其發(fā)送一串指令,讓LED燈閃爍,閃爍頻率由串口發(fā)送的指令決定。
于是我們開始編程:一開始各種初始化晶振,初始化要用的功能模塊:UART,GPIO,定時器。那么就會通過設置寄存器的各種位,把UART配置為中斷模式,GPIO對應的LED引腳為輸出模式,用于控制LED燈的暗滅,最后初始化定時器,來控制暗滅的頻率。相信有過嵌入式裸機編程經(jīng)驗的朋友們一定都覺得這很簡單,但是如果跑上了操作系統(tǒng),那又應該怎么辦?
嵌入式Linux分為驅(qū)動層和應用程序?qū)?。什么意思?大家一定偶爾聽過,對Linux設備的操作就像操作文件一樣簡單,打開,寫入,關(guān)閉。聽起來是很簡單,聽完就算了,也不知道到底說什么。
驅(qū)動層就相當于我們在51形式編程中的初始化功能模塊,在Linux中,已經(jīng)把所有函數(shù)封裝好了。舉例:筆者用的at91sam9260的芯片,現(xiàn)在我要把PB1 引腳設置為輸出模式,且初始值為低電平,則調(diào)用系統(tǒng)封裝好的函數(shù):
而我們那些晶振時鐘初始化就不用寫了,在Linux操作系統(tǒng)運行的時候已經(jīng)幫你初始化好了。還有串口也已經(jīng)初始化好了,在Linux有專門的操作函數(shù),大家可以看看Linux下串口操作的相關(guān)資料,這里不贅述。當然驅(qū)動層完成的還不只這些工作,剩下的工作在講玩應用程序?qū)又笤俳榻B。
應用程序?qū)樱哼@是一個完全與硬件無關(guān)的層次,就相當于我們51形式編程的邏輯層一樣。那么我們怎么和驅(qū)動層打交道呢?大家回憶那句話:像操作文件一樣,操作硬件設備。沒錯,我們就是操作文件。每個硬件設備驅(qū)動會有一個設備文件(一般要手動生成,自動生成要在驅(qū)動中寫好也行)。例如我們?yōu)長ED燈取一個設備文件名字為leds,然后在dev/leds生成這個設備文件,應用程序用open方法打開文件后,得到文件描述符fd,那么以后操作LED這個設備就是操作這個fd。
到底怎么操作fd才能像操作文件一樣操作硬件設備呢?就是命令機制!通過一個非常重要的函數(shù)ioctl。看過我上幾篇文章的朋友們一定知道這個函數(shù),這就是應用程序和驅(qū)動程序的接口之一。
假設我們定義了命令 LED_ON和LED_OFF(定義命令的方法見前幾篇文章),那么我們要讓LED閃爍,在應用層只要寫:
讓我們再次回到驅(qū)動層,驅(qū)動層就要完善這個ioctl了,因為驅(qū)動層可以直接對硬件操作,讓輸出高電平和低電平。