上次调试串口的时候,控制串口的app涉及到调用4412板子底层的驱动,对于Linux驱动一无所知,而Linux在嵌入式中又是一个相当基本且重要的环节,特此了解一下。
内核kernel中囊括了板子上外设的所有驱动,而驱动的构成又是什么呢?其实并不是很复杂,驱动所包含的函数主要有open(),write(),ioct(),下面逐一说明。
open()函数:
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int oflag, ... );
返回值:成功则返回文件描述符,否则返回 -1
对于 open 函数来说,第三个参数(...)仅当创建新文件时才使用,用于指定文件的访问权限位(access permission bits)。pathname 是待打开/创建文件的路径名(如 C:/cpp/a.cpp);oflag 用于指定文件的打开/创建模式,这个参数可由以下常量(定义于 fcntl.h)通过逻辑或构成。
O_RDONLY 只读模式
O_WRONLY 只写模式
O_RDWR 读写模式
打开/创建文件时,至少得使用上述三个常量中的一个。以下常量是选用的:
O_APPEND 每次写操作都写入文件的末尾
O_CREAT 如果指定文件不存在,则创建这个文件
O_EXCL 如果要创建的文件已存在,则返回 -1,并且修改 errno 的值
O_TRUNC 如果文件存在,并且以只写/读写方式打开,则清空文件全部内容
O_NOCTTY 如果路径名指向终端设备,不要把这个设备用作控制终端。
O_NONBLOCK 如果路径名指向 FIFO/块文件/字符文件,则把文件的打开和后继 I/O设置为非阻塞模式(nonblocking mode)
以下三个常量同样是选用的,它们用于同步输入输出
O_DSYNC 等待物理 I/O 结束后再 write。在不影响读取新写入的数据的前提下,不等待文件属性更新。
O_RSYNC read 等待所有写入同一区域的写操作完成后再进行
O_SYNC 等待物理 I/O 结束后再 write,包括更新文件属性的 I/O
open 返回的文件描述符一定是最小的未被使用的描述符。
如果 NAME_MAX(文件名最大长度,不包括‘\0‘)是 14,而我们想在当前目录下创建文件名长度超过 14 字节的文件,早期的 System V 系统(如 SVR2)会截断超出部分,只保留前 14 个字节;而由 BSD 衍生的(BSD-derived)系统会返回错误信息,并且把 errno 置为 ENAMETOOLONG。
POSIX.1 引入常量 _POSIX_NO_TRUNC 用于决定是否截断长文件名/长路径名。如果_POSIX_NO_TRUNC 设定为禁止截断,并且路径名长度超过 PATH_MAX(包括 ‘\0‘),或者组成路径名的任意文件名长度超过 NAME_MAX,则返回错误信息,并且把 errno 置为 ENAMETOOLONG。
Write():
write函数所在的头文件为 <unistd.h>
write有两种用法。一种是:
int write(int handle, void *buf, int nbyte);
handle 是文件描述符;
buf是指定的缓冲区,即指针,指向一段内存单元;
nbyte是要写入文件指定的字节数;返回值:写入文档的字节数(成功);-1(出错)
write函数把buf中nbyte写入文件描述符handle所指的文档,成功时返回写的字节数,错误时返回-1.
另一种是:write(const char* str,int n)
str是字符指针或字符数组,用来存放一个字符串。n是int型数,它用来表示输出显示字符串中字符的个数。
write("string",strlen("string");表示输出字符串常量
Read():
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
参数:
fd: 将要读取数据的文件描述词。
buf: 所读取到的数据将存放的内存缓冲位置。
count: 需要读取的数据量。
返回说明:
成功执行时,返回所读取的数据量。失败返回-1,errno被设为以下的某个值
EAGAIN:打开文件时设定了O_NONBLOCK标志,并且当前没有数据可读取
EBADF:文件描述词无效,或者文件不可读
EFAULT:参数buf指向的空间不可访问
EINTR:数据读取前,操作被信号中断
EINVAL:一个或者多个参数无效
EIO:读写出错
EISDIR:参数fd索引的时目录
ioctl():
int ioctl(int handle, int cmd,unsigned long arg);
返回值:成功为0,出错为-1
handle:文件描述符
cmd:命令,cmd这个数对应的命令,由四部分组成(设备类型亦称作幻数8bit,序列号8bit,方向2bit,数据尺寸8-14bit),需要时内核会对cmd这个数进行拆分和组合。
arg:用户层传入的参数,个数只能为1,一般为整数或者指针
几个相关概念的说明:
文件描述符:每个文件对应一个文件描述符,文件描述符为一个整数,可以理解为文件在内核中的索引。